1_Ruang lingkup biokimia

5/11/2018 1_Ruang lingkup biokimia - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/1ruang-lingkup-biokimia 1/42

Ruang lingkup biokimia

Nyi Mekar Saptarini, M.Si., Apt.



Kontribusi biokimia pada perkembangan ilmu

biologi modern

• Ilmu biologi telah mengalami perkembangan yang revolusioner, danbiokimia adalah jantung dari perkembangan ini.

• Ilustrasi: – Gertrude Elion dan Goerge Hitchings dari USA memperoleh hadiah Nobel di

tahun 1988 dibidang Kedokteran dan fisiologi kerena penemuan senyawaanalog asam nukleat untuk obat leukemia.

– James Black mendapat hadiah Nobel di tahun 1988 dibidang yang sama untukpenemuan obat yang dapat mengurangi resiko serangan jantung.

• Penemuan di atas dapat dilakukan setelah adanya akumulasi pengetahuanbiokimia tentang struktur dan fungsi protein, sintesis asam nukleat,vitamin dan koenzim, mekanisme kerja enzim, reseptor dan pengendalianmetabolisme dan biokimia komparatif.



Manfaat biokimia dlm desain obat

Obatleukemia

Obat HIV

Obatasma



What is Biochemistry ?• Biokimia adalah ilmu yang mempelajari struktur, organisasi,

dan fungsi materi hidup pada tingkat molekul.

• Biokimiawan mempertanyakan: – Bagaimana struktur kimia dari materi hidup?

– Bagaimana interaksi dari materi hidup sehingga dapat membentuksupramolekul, sel, jaringan multisel dan organisma?

– Bagaimana materi hidup dapat mengambil energi dari lingkungan?

– Bagaimana organisma dapat menyimpan dan meneruskaninformasi yang diperlukan untuk pertumbuhan dan reproduksi?

– Perubahan kimia apa yang menyertai reproduksi, penuaan,kematian sel atau organisma?

– Bagaimana reaksi kimia dikendalikan di dalam sel?



Pembagian kajian biokimia

Struktur &

Fungsi Biomolekul

MetabolismeInformasi

Genetika



Sejarah

biokimia

Percobaan Wohler (1828)

+NH4NCO-

H2N C

O

NH2

Amonium

sianatUrea



Biokimia sebagai interdisiplin ilmu

Kimia organik

Kedokteran

Nutrisi

Biokimia Mikrobiologi

Fisiologi

Biologi sel

Biofisik

Genetik



Biokimia sebagai disiplin ilmu mandiri

• Biokimia membatasi kajian pada:

– Struktur biomolekul dan reaksi yang dijalaninya.

– Enzim dan mekanisme biokatalisis.

– .

– Prinsip dari proses-proses kehidupan yang dapat

difahami melalui hukum-hukum kimia.



Biokimia sebagai ilmu kimia

• Untuk memahami peran biokimia pada biologi,

maka diperlukan pemahaman mengenai:Unsur-unsur kimia penyusun biomolekul,

biomolekul,

Peran biomolekul dalam reaksi metabolismetermasuk stoikiometri dan mekanismereaksinya.



Unsur-unsur kimia penyusun materi hidup



Biomolekul adalah senyawa karbon



Keunikan atom karbon









Senyawa organik memiliki bentuk dan

dimensi spesifik

Tidak ada unsur lain

selain dari karbon yang

dapat membentuk

molekul den an berba ai

variasi bentuk dan gugus fungsi.



Gugus fungsi menentukan sifat kimia



Biomolekul merupakan senyawa polifungsi



Struktur tiga dimensi



Sebagian besar biomolekul adalah asimetrik



Stereokimia



Interaksi antara biomolekul bersifat

stereospesifik



Interaksi enzim substrat adalah stereospesifik



Lima transformasi kimia yang berlangsung di

dalam sel

• Transfer gugus fungsi

• Oksidasi-reduksi

• Penataan ulang

•Pemotongan

• Kondensasi



Transfer gugus fungsi



Oksidasi-reduksi



Penataan ulang



Pemotongan



Kondensasi



Makromolekul dan monomernya



Makromolekul terdiri dari monomer



Monomer memiliki struktur yang sederhana





Multifungsi monomer makromolekul



Organisasi molekul di dalam sel



Biokimia sebagai ilmu biologi• Ciri fundamental yang membedakan materi

hidup dan tak hidup:Adanya proses pembaruan

apat mengam energ ar ng unganDapat melakukan replikasi



Biokimia sebagai ilmu biologi• Sel: satuan organisasi biologi.

• Variasi ukuran sel: – Sel bakteri: 1–2 µ m

– Organisma tingkat tinggi: 5-20 µ m

– .

• Ukuran sel tidak mencerminkan ukuran organisma. – Gajah dan serangga memiliki ukuran sel yang kira-kira sama, tetapi

gajah memiliki jumlah sel lebih banyak.

• Keseragaman ukuran sel lebih dipertahankan untukmenjaga rasio luas permukaan/volume yang sangatbergantung pada ukuran sel.



Bagaimana luas permukaan/volume

bergantung pada ukuran?Kompleksnya proses kimia di

dalam sel dan besarnya

ukuran molekul yang

berpartisipasi dalam prosestersebut menyebabkan

diperlukannya volume yang

cukup besar.

Tetapi… sel harus efektif dalam berkomunikasi dengan

lingkungannya, sehingga

memerlukan luas permukaan

yang cukup besar.

Terlalu besar ukuran sel, makaluas permukaan yang tersedia

tidak cukup untuk

mempertukarkan zat dengan

lingkungan.



Pembagian organisma berdasarkan struktur

sel





Sel hewan dan tanaman• Sel hewan dikelilingi oleh membran plasma tunggal,

sedangkan sel tanaman memiliki lapisan tambahandiluar membran, yaitu dinding sel selulosa.

• Sel hewan memiliki lisosom sebagai pusat

pencernaan/metabolisme, sedangkan sel tanamanmemiliki kloroplast sebagai tempat berlangsungnya

fotosintesis dan peroksisom yang membantu

metabolisme.



Struktur sel hewan



Struktur sel tanaman

Documents

1_Ruang lingkup biokimia