Ilmu biomedik dasar

STRUKTUR dan FUNGSI ORGANEL SEL

serta MOLEKUL KEHIDUPAN

Oleh

Michael Prajanto (1206257733)

Mega puspa dewi Rosalma (1206277016)

Miptahul Janah (1206218700)

Nada Tifali (1206211480)

Safrina (1206260116)

RUMPUN ILMU KESEHATAN

Universitas Indonesia

2012

Ilmu biomedik dasar

PENDAHULUANTubuh manusia adalah tempat dimana banyak sekali terjadi aktivitas. Aktivitas ini

dilakukan oleh unit terkecil dari tubuh manusia. Unit terkecil ini pada awalnya membentuk

jaringan, organ, dan akhirnya menjadi suatu sitem organ hingga akhirnya terbentuklah tubuh

manusia. System yang ada dalam tubuh manusia melakukan mekanisme sesuai dengan

tugasnya masing-masing. Jika ada satu makanisme saja yang tidak berjalan ditubuh manusia,

maka tubuh manusia akan mengalami permasalahan. Tubuh dalam keadaan yang tidak stabil

sehingga semua kativitas tergaanggu. Makalah ini membahas mengenai struktur dan

mekanisme kerja sel, fisiologi dan biokimia yang mendasari fungsi kerja tubuh manusia dalam

mempertahankan homoestatis.

Ilmu biomedik dasar

FILOGENI DAN ORTOGENIFilogeni dan Onthogeni adalah dua istilah sistematika dalam ilmu pengetahuan biologi.

Ontogeni merupakan isitlah sistematika yang ditujukan untuk daur hidup makhluk hidup, yang contohnya dimulai dari terbuahinya telur, hingga seluruh rangkaian kejadian di dalam perkembangan suatu individu organisme. Berbagai kingdom, filum, dan ordo binatang tentunya memiliki daur hidup serta filogeni yang berbeda-beda dengan yang lainnya. Mempelajari Ontogeni sangatlah berguna untuk memahami biologi evolusioner.

Mari kita beranjak ke istilah filogeni. Filogeni, dalam konteks biologi evolusioner, merupakan keterkaitan antara semua kelompok organisme dalam pengertian hubungan dengan nenek moyang/penerusnya. Para paleontologis tertarik untuk memahami kehidupan dalam lintas waktu. tidak hanya sewaktu lampau atau dewasa ini, tetapi juga dalam jangka waktu yang panjang. Sebelum mereka dapat mencoba untuk mereka ulang bentuk, fungsi, dan kehidupan makhluk yang pernah mengalami eksistensi di muka bumi, diperlukanlah Filogeni untuk menempatkan segalanya dalam konteks yang konkrit. Filogeni tidak hanya penting untuk mendalami Paleontologi, namun Paleontologi juga memberikan kontribusi terhadap Filogeni.

Dari kedua isitlah yang dijelaskan diatas, kita dapat mengambil kesimpulan bahwa keduanya memiliki ketersalingkaitan yang erat. dari mempelajari ontogeni suatu makhluk hidup, misalnya, kita dapat mengejar sejarah evolusioner organisme itu. Karakter-karakter nenek moyang sering, tapi tidak selalu tersimpan dalam perkembangan suatu organisme. Contohnya, baik embrio ayam dan manusia melalui suatu tahap dimana mereka memiliki celah serta lekukan yang mirip dengan yang ada pada insang ikan. Pengamatan ini mendukung pendapat bahwa ayam dan manusia memiliki nenek moyang yang sama, yaitu ikan. Karakter perkembangan ini, didukung oleh bukti-bukti lainnya, dapat dipakai untuk menyusun filogeni.

Antara sel prokariotik dan eukariotik

Seperti yg sudah kita semua ketahui, ada dua jenis dasar sel makhluk hidup di muka Bumi, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Organisme sel prokariotik telah ada sejak lebih dari 3 milyar tahun yang lalu. Mereka adalah bentuk organisme paling pertama di planet bumi, dan kemungkinan besar adalah akar dari evolusi makhluk hidup. Lalu, sekitar 1 milyar tahun kemudian, muncullah wujud organisme eukariotik, dimana mereka sangat mungkin telah berevolusi dari organisme prokariotik. Prokariota berasal dari kata pro dan karyon, yang berarti “sebelum” dan “nukleus”. Berarti, prokariota hanya memiliki nukleolid atau nukleus semu, sedangkan eukariota yang berasal dari kata eu (nyata) dan karyon, telah memiliki nukleus sejati, yaitu tempat segala aktivitas sintesa protein.

Ilmu biomedik dasar

Sel prokariotik dan sel eukariotik memiliki perbedaan dalam berbagai faktor. Yang pertama, tentunya ialah ukuran. Ukuran sel prokariotik jauh lebih kecil daripada ukuran yang dimiliki oleh sel eukariotik. Perbedaan tersebut terjadi dikarenakan adanya faktor kedua, yaitu soal kompleksitas dan kelengkapan komponen sel. Sebuah sel eukariotik memiliki organel-organel yang sejati dan dilengkapi membran-membran tersendiri, terutama nukleus, kehadiran lebih banyak ribosom dan badan golgi. Faktor ukuran membuat prinsip kerja yang diterapkan pada sel prokariotik tidaklah efisien. Organel-organel itupun kelihatan jelas dan mempunyai tugas yang spesifik. Itulah mengapa ukuran sel eukariotik yang lebih besar, memiliki kompleksitas yang lebih bear pula.

Dari segi genetika, kedua jenis sel ini juga tidak identik. DNA Prokariota memiliki telomer (berbentuk linear), namun DNA Eukariota berbentuk sirkular dan mengandung protein histon, yang memungkinkan pembentukan kromosom-kromosom. Jumlah macam protein DNA yang terkandung didalamnya juga beberapa kali lipat lebih banyak. Sel prokariotik yang jauh lebih kecil dan memiliki sistem kerja yang jauh lebih simpel, memerlukan jumlah gen yang lebih sedikit.

Pada dasarnya kedua jenis sel ini memliki jumlah ribosom yang banyak. Namun, ribosom-ribosom yang ada dalam sel eukariotik berukuran lebih besar serta lebih rumit. Sebuah ribosomsel eukariotik tersusun daripada 5 jenis RNA Ribosomal dan 80 jenis protein, yang tentunya menang jumlah diatas sel prokariotik (3 rRNA dan 50 jenis protein).

Parai ilmuwan tidak menemukan keraguan bahwa sel eukaryota adalah kelanjutan evolusioner dari sel prokariota. Mereka memang memiliki banyak perbedaan, namun juga memiliki prinsip kerja yang serupa. Tentu saja similaritas yang dimiliki keduanya mengarah ke kesimpulan bahwa keduanya memiliki hubungan evolusioner yang menarik.

Ilmu biomedik dasar

STRUKTUR DAN BIOKIMIA MEMBRAN PLASMAStruktur membrane plasma tersususn dari lapisan ganda molekul lipid dengan beberapa

protein yang tertanam didalamnya. Tebal lapisannya sekitar 6nm sampai 10nm.

a. Fosfolipid adalah lipid yang sering ditemukan di dalam membrane plasma. Lipid lainnya adalah kolesterol dan glikolipid. Yang merupakan gabungan dari karbohidrat dan lipid.

Keterangan:1. Fosfolipid disusun dalam 2 lapisan parallel (lapisan ganda)2. Disetiap barisan, bagian kepala molekul berupa fosfat polar yang larut dalam air

mengarah kepada dua permukaan.3. Bagian ekor molekul berupa asam lemak non-polar yang tidak dapat larut dalam

air mengarah kepusat lapisan ganda.b. Protein dibagi dalam dua kategori: intergral dan perifer

1. Protein integral memebentuk mayoritas protein membran. Molekul ini menembus dan tertanam dalam lapisan ganda. Terikat dengan bagian ekor nonpolar.protein transmembran menyebar keseluruh lapisan ganda dan membentuk saluran pori-pori untuk transport zat yang melewati membran. Protein membrane bias juga dibeberapa permukaan. Protein membrane berfungsi sebagai enzim permukaan sel, berikana dengan karbohidrat untuk membentuk sisis reseptor untuk menerima pesan kimia dari sel lain, seperti sel endokrin.

2. Protein perifer terikat longgar dengan permukaan membrane dan dengan mudah dapat terlepas. Protein ini kemungkinan terlibat dalam struktur pendukung dan perubahan bentuk membrane saat pembelahan dan pergerakan sel.

Ilmu biomedik dasar

c. Karbohidrat juga berkaitan dengan molekul lipid atau protein. Glikolipid atau glikoprotein yang dihasilkan dapat memberi sisi pengenal permukaan untuk interaksi antar sel, seperti mempertahankan sel-sel darah merah agar tetap terpisah atau memungkinkan penggabungan sel-sel yang sama untuk membentuk sebuah jaringan.

MEKANISME PROSES TRANSPORT ZAT-ZAT MENEMBUS MEMBRAN.

Pemeliharaan kehidupan sel bergantung kepada kesinambungan pergerakan keluar dan kedalam sel. Nutrisi dimasukkan dan sampah dikeluarkan. Pergerakan membrane plasma terjadi melalui mekanisme transport aktif dan transport pasif.

a. Mekanisme transport pasifTransport pasif merupakan mekanisme yang tidak perlu mengeluarkan energy seluler atau metabolik, tetapi memakai sumber energi eksternal misalnya panas. Mekanisme ini meliputi; difusi, dialysis, osmosis, difusi terfasilitas.1. Difusi adalah gerakan acak molekul atau ion karena pengaruh energy thermalnya

sendiri dari temoat yang berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah. Gerakan ini dapar berlangsung dalam suatu cairan, gas, atau zat padat atau membrane hidup maupun tak hidup yang permeabel untuk molekul tersebut.Contoh difusi yang terjadi pada tubuh manusia pertukaran oksigen dan karbondioksida di paru-paru. - Oksigen yang dihirup berdifusi melalui membran sel paru keluar dari paru-paru ,

atau ada yang pada saat itu berkonsentrasi tinggi, masuk ke dalam kapiler darah sekitar paru-paru, yang ada saat itu berkonsentrasi rendah. Oksigen kemudian dibawah oleh sel darah merah untuk berdifusi dengan sel tubuh.

- Karbon dioksida berdifusi keluar dari sel tubuh masuk ke kapiler darah untuk dibawa dalam darah ke paru-paru. karbon dioksida berdifusi ke kapiler darah sekitar paru-paru yang saat itu konsentrasinya tinggi ke dalam paru-paru yang saat itu berkonsentrasi rendah dan kemudian dihembus ke udara.

2. Dialysis Dialysis ini merupakan pemisahan partikel zat terlarut kristaloid (ion, glukosa, oksigen) dengan berdifusi melalui membrane permeabel untuk partikel tersebut dan tidak permeabel untuk partikel zat terlarut koloid. Prinsip ini digunakan dalam ginjal artificial (buatan).

3. Osmosis adalah difusi molekul air melalui membrane semipermeabel yang tidak dapat dilewati oleh semua zat yang ada. Zat yang tidak dapat berdifusi harus memiliki tingakat konsentrasi lebih tinggi disatu sisi dibandingakan membrane disisi lainnya.

Ilmu biomedik dasar

4. Difusi terfasilitasi merupakan difusi yang dilakukan oleh zat yang tidak dapat larut dalam lemak dan berukuran besar untuk biasa melewati saluran protein maka harus dibantu dengan carrier, yang merupakan protein khusus yang terletak di eksternal membrane. Glukosan ban beberapa asam amino dibawa menembus sel melalui mekanisme ini.

b. Mekanisme transport aktifTransport akitif ini memerlukan energy yang didapatkan dari hasil reaksi kimia didalam sel, dan mekanisme ini menggerakkan molekul berlawan arah konsentrasinya. Bergerak dari konsentrasi rendah ke konsentrasi yang tinggi. Hal ini digunakan untuk memudahkan perpindahan zat antar membrane sel tanpa bergantung padaa konsentrasi eksternal maupun internal sel.

- Transport massa berukuran besarSuatu proses aktif dimana molekul yang besar dan makromolekul untuk melewati membran plasma, maka molekul itu akan dibungkus dalam membrane dengan melipat membrane dan membentuk kantung atau vesikel (vakuola) yang melekat pada membrane. Mekanisme ini mencakup:1. Endositosis, molekul masuk ke dalam sel2. Eksositosis, mengendalikan sel yanga tidak diinginkan sekaligus sebagai suatu

cara untuk melepas sel yang berguna kedalam cairan ekstraselulareContohnya adalah pelepasan produk dari sel-sel serkatori pankreas dan pelepasan transmitter kimia dari sel-sel ujunga saraf.

Ilmu biomedik dasar

STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANEL SELA. Nukleus

Merupakan orgnel terbesar dalam sel. Terdiri atas membran (selaput inti), kromatin, anak inti (nukleolus), dan cairan inti (nukleoplasma). Pada selaput inti terdapat pori-pori untuk pertukaran zat-zat anatara nucleolus dan sitoplasma. Kromatin tersusun atas untaian DNA yang terikat pada protein kasar. Benang kromatin yang memendek yang menyerupai benang terpillin disebut kromosom. Nukleolus terdapat didalam nukleoplasma yang berfungsi dalam pembuatan RNA. Nukleoplasma mengandung banyak substansi

kimia, seperti ion-ion, protein, enzim, dan nukleotid.Nukleus berfungsi untuk mengendalika semua kegiatan/aktivitas yang terjadi didalam sel.

B. MitokondriaMerupakan organel sel yang berbentuk lonjong yang berada didalam sitoplasma. Setiap mitokondria dibungkus oleh dua lapis membran. Membrane luar yang licin, sedangkan membrane dalam yag berlipat untuk memperluas bidang dinamakan krista.Mitokondria berfungsi sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak energi ATP, mitokondria juga dijuluki sebagai the power house bagi sel.

C. Ribosom, Merupakan struktur yang paling kecil, berbentuk bulat, dan tersuspensi dalam sitoplasma. Umumnya, ribosom menempel pada Sumber : image.google.co.id

Sumber: Campbell et al, Biologi Jilid 1,2006, Hal. 121.

Gambar Permukaan selubungnukleus.

Sumber: Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 127. Gambar Struktur mitokondria

Ilmu biomedik dasar

RE yang berfungsi untuk mensintesis protein yang dibawa keluar sel melalui RE dan golgi kompleks. Sedangkan, ribosom pada sitoplasma berfungsi untuk mensintesis protein didalam sel itu sendiri.Ribosom pada dasarnya berfungsi sebagai tempat pembentukan protein.

D. Retikulum Endoplasma (RE)Merupakan sistem membran yang sangat luas didalam sel. Sistem membran pada RE

mempunyai struktur lipid protein yang sama dengan membran lain dalam sel tersebut. RE dibagi menjadi dua macam, yaitu RE granular (kasar) yang terdapat ribosom berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Dan RE agranular (halus) tidak terdapat ribosom, hanya terdiri dari membran saja berfungsi sebagai tempat sintesis lemak, fosfolipid, dan steroid.

Selain itu, RE juga berfungsi sebagai system transpor substrat dan hasil-hasil dari sitoplasma ke luar sel dan ke nukleus.

E. Badan GolgiTerdiri atas anyaman saluran yang tidak teratur tampak seperti susunan membrane sejajar tanpa granula. Kedua permukaan tumpukan membrane pipih disebeut sebagai muka cis dan muka trans.Badan Golgi memiliki fungsi untuk menyortir dan mengirim produk sel, dan berperan penting dalam sel-sel yang aktif terlibat dalam sekresi zat. Badan golgi juga merupakan tempat sintesis polosakrida, misalnya pada muskus.

F. LisosomOrganel sel ini hanya terdapat pada sel hewan., strukturnya agak bulat dan dibatasi oleh membrane tunggal. Lisosom mengandung berbagai macam enzim yang yang mampu melakukan hidrolisis makromolekul-makromolekul.Lisosom berfungsi sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler, selain itu lisosom juga berperan penting untuk menghancurkan sel-sel yang tidak berfungsi lagi. Bila sel luka atau mati, lissosom yang membantu menghancurkannya. Oleh karena itu lisosom sering disebut sebagai suicide pack.

G. PeroksisomMemiliki besar yang hampir sama dengan lisosom. Peroksisom dihasilkan oleh RE, juga penuh berisi enzim. Enzim yang paling khas yaitu enzim katalase. Peroksisom senantiasa berasosiasi dengan organel lain.

Sumber: Campbell et al, Biologi Jilid 1, 2006, Hal. 124

Ilmu biomedik dasar

Peroksisom memiliki peran dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat, dan dalam perubahan purin dalam sel.

H. Sentrosom (Sentriol)Organel sel yang terdapat pada hewan dan jamur, benbentuk seperti bintang. Sentriol merupakan dua organel sel yang berperan dalam pembelahan sel. Terdiri atas sembilan triplet mikrotubulus. Oleh karena itu sentriol memiliki fungsi sebagai pembelahan sel baik bersifat mitosis maupun meiosis.

I. VakuolaTerdapat pada tumbuhan, berisi air yang terlarut didalamnya mineral, gula, asam-asam organik, dan bahan-bahan lain.umumnya tidak terdapat pada sel hewan, akan tetapi protozoa dapat membentuk vakuola makanan. Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel karena tidak menjalankan fungsi tertentu secara aktif. Pada spesies tertentu vakuola terdiri atas vakuola kontraktil dan vakuola nonkontraktil (vakuola makanan).

J. MikrotubulusBerbentuk benang silindris, dan kaku. Terdapat pada sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Mikrotubulus berfungsi untuk mempertahankan atau mengontrol bentuk sel dan sebagai rangka sel. Selain itu, berfungsi juga dalam pembentukan sentriol, flagella, dan silia.

K. MikrofilamenSeperti mikrotubulus namun lebih lembut. Terbentuk dari protein aksin dan myosin. Berperan dalam pergerakan sel atau aliran sitoplasma. Dan merupakan ciri-ciri penting dalam sel yang berubah-ubah bentuknya.

Ilmu biomedik dasar

FUNGSI DAN STRUKTUR SITOSKELETON

Sitoskeleton memiliki peran utama dalam perorganisasian struktur dan aktifitas sel. Fungsi yang paling jelas dri sitoskeleton adalah memberikan dukungan mekanis pada sel dan mempertahankan bentuknya. Sitoskeleton juga berfungsi untuk membantu gerakan substansi dari bagian ke bagian lain.Bagia_bagian pada sitoskeleton yaitu :- Mikrotubula- Mikrofilamen- Filament antara (filamen intermediet)

Sumber : image.google.co.id

Ilmu biomedik dasar

SIKLUS PEMBELAHAN MITOSIS DAN MEOSIS DALAM SEL

siklus sel adalah proses perbanyakan sel sel induk yang menghasilkan dua sel anakan yang kemudian tumbuh dan membelah untuk kembali memperbanyak jumlahnya. Siklus sel terdiri atas dua tahap, yaitu Tahap Interfase atau tahap persiapan pembelahan sel yang sedang tidak membelah yang kemudian terdiri lagi atas tiga tahap (fase G1 tahap penambahan ukuran sel atau pertumbuhan primer serta penggandaan organel-organel sel yang dilanjutkan dengan fase S atau fase duplikasi protein, sintesis protein dan sintesis DNA serta diakhiri dengan fase G2 yang terjadi aktivitas pematangan sel atau pertumbuhan sekunder pada sel sehingga siap untuk memasuki tahap siklus sel yang selanjutnya), tahap tersebut adalah Tahap Mitosis atau pembelahan sel yang menhasilkan dua sel anakan yang bersifat diploid (2n).

Tahapan Mitosis terdiri atas empat fase yakni

1. Profase dengan tahap pembelahan sentrosom yang kemudian tertarik menuju dua kutub yang berlawanan serta membentuk benang-benang spindel yang kemudian menjadi tempat letaknya kromosom.

2. Metafase, sesuai dengan namanya, metayang berarti tengah, adalah tahap saat masing-masing kromosom berjajar di tengah dan terikat oleh benang spindel

3. Anafase, yaitu tahap saat kromosom bergerak kearah kutub yang berlawanan karena benang spindel mengalami pemendekan

4. Telofase, adalah saat satu sel tadi, membelah menjadi dua bagian dengan keadaan yang sama seperti saat tahap interfase.

Selain mitosis, ada juga pembelahan sel secara meiosis yang terjadi pada sel gamet tahapan-tahapan dalam meiosis secara umum hampir sama dengan tahapan mitosis hanya dalam meiosis terjadi dalam dua kali tahapan. Meiosis menghasilkan sel anakan yang bersifat haploid yang membawa separuh dari gen induknya.

Ilmu biomedik dasar

SPERMATOGENESIS DAN OOGENESIS

Spermatogenesis adalah proses pembentukan sel kelamin jantan melalui pembelahan sel.Diawali dengan pembelahan sel secara mitosis oleh spermatogonium menjadi spermatosit primer. Spermatosit primer yang memiliki sel bersifat diploid membelah secara meiosis menjadi haploid yang disebut dengan spermatosit sekunder yang kemudian kembali membelah secara meiosis menjadi spermatid yang akan tumbuh memiliki ekor dan kepala menjadi sperma

Oogenesis adalah perbanyakan sel kelamin betina dengan pembelahan. Pada intinya, spermatogenesis dan oogenesis melalui proses yang hampir sama dengan pembelahan secara mitosis dan meiosis yang dilakukan dua kali. Tetapi, hasil pembelahan secara meiosis yang dilakukan oleh oosit primer hanya satu sel anakan yang menjadi oosit sekunder, sel anakan

lainnya menjadi badan polar atau polosit. Polosit tersebut akan membelah lagi secara sekunder dan menghasilkan dua sel anakan polosit. Sedangkan oosit sekunder yang juga membelah secara meiosis, meenghasilkan satu polosit dan satu ootid yang akan berkembang menjadi sel telur (ovum).

Jika sel gamet bersifat diploid maka saat pembuahan yang akan terjadi adalah adanya keturunan yang akan memiliki jumlah kromosom dua kali lebih banyak dari induknya. Artinya, sifat haploid sel gamet berfungsi untuk menjaga agar keturunan memiliki jumlah kromosom tetap sama dengan tidak memiliki sifat yang identik (sama persis) dengan induknya.

Ilmu biomedik dasar

Mekanisme Respirasi SelSel dapat melakukan aktivitas respirasi, respirasi sel adalah proses pembebasan energi

yang tersimpan dalam sumber energi melalui proses kimia, energi yang dihasilkan dalam bentuk ATP (adenosine tri phosphat) akan digunakan untuk aktivitas manusia seperti : gerak, pertumbuhan, sintesis(anabolisme)

Respirasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

-Respirasi Anaerob : Membutuhkan Oksigen

-Respirasi Aerob : Tidak membutuhkan oksigen

Mekanisme respirasi sel terbagi menjadi empat tahap utama yaitu :

• Glikolisis

• Konversi piruvat ke asetil koenzim-A

• Daur krebs

• Proses pengangkutan elektron melalui rangkaian pernafasan yang dirangkai dari sintesis ATP dari ADP+ Pi (Fosforilasi oksidasi)

1. Glikolisis

Glikolisis adalah pemecahan/penguraian molekul gula yang tadinya berkarbon enam menjadi berkarbon tiga, yaitu pemecahan molekul glukosa yang menjadi substrat diperoleh melalui proses fotosintesis menjadi molekul asam piruvat. Proses glikolisis terjadi di sitoplasma (luar mitokondria).

Sifat-sifat glikolisis adalah :

Dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob Terdapat kegiatan enzimatis ADP dan ATP berperan dalam pemindahan fosfat

Ilmu biomedik dasar

2. Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi oksidatif dapat diibaratkan sebagai reaksi antara perubahan dua asam piruvat menjadi dua asetil koA produk sampingan yang dihasilkannya adalah karbondioksida dan dua NADH. Asetil KoA kemudia di proses dalam suatu siklus, yang bernama siklus krebs

3. Siklus Kreb (Siklus Asam Sitrat)

Asetil KoA kemudian dioksidasi menjadi beberapa tahan yang kompleks menjadi karbondioksida, uap air, dan ATP. Dapat digambarkan sebagai berikut :

Mekanismenya adalah

Suksinil koenzim-A melepaskan koenzim –A dengan dirangkaikan dengan reaksi pembentuk energi GTP dari GDP

Pembentukan GDP melalui proses fosforilasi substrat Suksinat dioksidasi menjadi fumarat Penambahan satu molekul uap air kedalam ikatan rangkap fumarat

menghasilkan malat yang dikatalisis oleh fumarase L-malat dioksidasi menjadi oksalo asetat oleh enzim L-malat dehidrogenase yang

berikatan dengan NAD

4. Sistem Transpor Elektron

Ilmu biomedik dasar

Berlangsung pengepakan enargi dari gukosa yang kemudian diubah kedalam bentuk ATP. Terjadi didalam membran mitokondria, hidrogen diubah kedalam bentuk elektron dan proton. Pada reaksi ini oksigen merupakan akseptor terakhir yang kemudian bertemu dengan H+ kemudia berubah menjadi molekul uap air, pada proses ini dihasilkan 34 energi

1 NADH = 3 ATP

1 FADH = 2 ATP

Glikolisis : 2 NADH2 = 6 ATP 2 ATP

Reaksi antara :2 NADH2 = 6 ATP

Siklus Krebs :6 NADH2 = 18 ATP 2 ATP

:2 FADH2 = 4 ATP

------------------------------------ ------------------

34 ATP 4 ATP

METABOLISME DALAM SEL

Ilmu biomedik dasar

Metabolisme sel merupakan rangkaian reaksi kimia yang terjadi didalam sel. Metabolisme ini mempunya dua rangkaian yaitu katabolisme dan anabolisme.

1. Katabolisme merupakan reaksi kimia yang bertujuan untuk mengancurkan molekul-molekul yang besar menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Dimana reaksi ini menghasilkan energy untuk tubuh. Energy yang di hasilkan oleh reaksi katabolisme ini tidak bias langsung dipakai begitu saja karena energy yang dihasilkan di simpan dalam bentuk molekul yang kaya energy yaitu ATP. Pemecahana glukosa secara kimia berlangsung dalam tiga tahap, yaitu:- Glikolisis, berlangsung pada sitoplasma. Reaksi ini menghasilkan asam piruvat dan

sedikit ATP. Selanjutnya asam piruvat melewati mitokondria dan masuk ke dalam matrik untuk di pecah lagi.

- Siklus Krebs, berlangsung di matrik mitokondria dan mengahsilkan sedikit ATP, karbondioksida, electron dan ion proton hydrogen.

- Transfer electron serta hydrogen, electron dan proton dikirim ke suatu rantai koenzim dimana disepanjang rantai tersebut diproduksi energy bebas untuk menfosfolirasi ADP menjadi ATP sehingga ATP dapat digunakan untuk aktivitas seluler.

- Katabolisme lipid, molekul lipid dipecah menajadi senyawa-senyawa yang lebih kecil untuk masuk ke glikolitik dan menghasilkan asam piruvat, selanjutnya langsung memasuki siklus asam sitrat

- Katabolisme protein, protein didegridasikan menjadi asam amino dengan melepas gugus amina untuk memasuki siklus asam sitrat.

2. Anabolisme merupakan penggunaan energi yang telah di dapatkan dari reaksi kimia sebelumnya untuk membentuk molekul-molekul komplek dari molekul-molekul sederhana.

MAKROMOLEKUL YANG TERKANDUNG DALAM SEL

Ilmu biomedik dasar

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah suatu zat yang fungsi utamanya sebagai penghasil energi, tersusun atas senyawa karbon, oksigen, dan hidrogen. Setiap gram karbohidrat mengahsilkan 4 kalori.

Klasifikasi karbohidrat dogolongkan menjadi:

- Karbohirat yang dapat dihidrolisis :1. Disakarida2. Oligosakarida3. Polisakarida

- Karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis : Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana karena sifatnya yang tidak bisa dihidrolisis lagi rasanya pun manis dan bersifat laru dalam airJenis dari karbohidrat monosakarida adalah :a. Glukosa

Sering disebut gula anggur/dektrosa Dijumpai dalam buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup, dan jagung Didalam tubuh didapat dari hasil akhir pencernaan amilum, sukrosa,

maltosa, dan laktosa Glukosa berfungsi menyediakan energi bagi tubuh

b. Fruktosa Sering disebut gula batu/lelulosa Merupakan hasil pemecahan sukrosa Dapat dijumpai pada mahkota bunga, madu, hasil hidrolosa gula tebu

c. Galaktosa Tidak dijumpai dalam bentuk bebas dialam Merupakan hirdrolosa laktosa

Disakarida merupakan gabungan dua molekul monosakarida jadi sifatnya lebih kompleks daripada monosakarida, yang dihubungkan dengan ikatan kovalen Berdasarkan jenisnya dibedakan menjadi :a. Sukrosa

Merupakan jenis gula yang sering kita jumpai sehari-hari Terdiri atas satu molekul glukosa dan fruktosa Sumber makanan : tebu, bit, gula nira

b. Maltosa Didapat dalam tubuh melalui pemecahan amilum

Ilmu biomedik dasar

Lebih mudah dicernac. Laktosa

Dua molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul gukosa dan galaktosa

Kurang larut di dalam air Laktosa dibutuhkan untuk pertumbuhan sel-sel otak

Polisakarida merupakan senyawa karbohirat kompleks, terdiri atas beberapa atau banyak monosakarida yang tersusun seperti rantai atau bercabang, rasanya tawar (tidak manis)Berdasarkan jenisnya dibedakan menjadi :a. Desktrin

Merupakan zat antara pemecah amilum Lebih sederhana dan larut dalam air

b. Amilum ( zat pati ) Merupakan sumber energi utama bagi seluruh penduduk di dunia Mengandung protein, serat, dan vitamin Sumber : Umbi-umbian, serelaia, biji-bijian Larut dalam air panas, membentuk cairan pekat seperti pasta proses

ini dinamaka ‘Gelatinisasi’c. Glikogen

Merupakan pati hewani terbentuk dari iktan seribu molekul Larut dalam air, dan reaksi dengan iodium warnannya akan menjadi

merah Terdapat dalam otot manusia, hewan, dan ikan Glikogen disimpan dalam hati dan otot sebagai cadangan makan dan

suatu waktu akan diubah menjadi glukosad. Selulosa

Karbohidrat yang 50%-nya berasal dari tumbuh-tumbuhan Tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia oleh karena tidak ada enzim

yang bisa untuk memecah selulosa Berfungsi sebagai sumber serat yang dapat memperlancar proses

defekasi

e. Kepentingan Biomedis :

Ilmu biomedik dasar

Glukosa adalah karbohidrat yang penting karena : Karbohidrat yang paling banyak diabsorbsi tubuh Bahan bakan metabolisme utama Prekursor bagi sintesis karbohidrat lain

PROTEIN

Protein disintesis dari asam amino yang disatukan oleh ikatan peptida membentuk rantai lurus, rantai akan melipat-lipat membentuk tiga dimensi protein, ada dua puluh jenis asam amino yang digunakan dalam mensisntesis protein dalam ribosom

Asam Amino :

a. Semua alfa-c pada asam amino mengandung : Gugus amino Gugus Karboksil Rantai sisi yang berbeda-beda

b. Fungsi asam amino berkaitan dengan sifat kimia rantai sisinyac. Struktur asam amino dibedakan menjadi :

Struktur primer Struktur sekunder Struktur tersier Struktur kuarterner

LIPID (LEMAK)

Merupakan kelompok heterogen yang mencakup lemak, minyak, steroid, malam (wax), dan senyawa yang berhubungan dengan sifat fisiknya dibandingkan sifat kimianya

a. Sifat lemak/lipid adalah : Relatif tidak larut di dalam air Larut dalan pelarut non polar seperti : eter, klaroform, benzen, dan alcohol

b. Kepentingan Biomedis : Lemak adalah sumber energi yang efisien Lemak disimpan dalam jaringan adiposa yang berfungsi sebagai inovator panas

dalam jaringan subkutan Lipid non polar : Insulator listrik yang penting dalam perambatan gelombang

depolarisasi secara cepat pada serabut saraf mielin Membentuk lipoprotein yang penting sebagai alat tranpor lipid dalam darah

Ilmu biomedik dasar

c. Klasifikasi Lipid Lipid Sederhana

Ester asam lemak dari berbagai alcohol Lemak : Ester asam lemak dengan gliserol minya ialah lemak cair Malam : Ester asam lemak dengan alkohol monohidrat BM tinggi

Lipid KompleksEster asam lemak yang mengandung alkohol beserta gugus lain

Fosfolipid : Selain asama lemak dan alkohol juga mengandung resiau dan fosfatContoh : Gliserofosfolipid dan sfingofosfolipid

Glikofingolipid : Lipid yang mengandung asam lemak, sfingosin, dan karbohidrat

Lipid komplek : Sulfolipid, aminolipid, lipoprotein Prekursor dan Derivat Lipid

Berupa asam lemak, gliserol, steroid, aldehid lemak, badan keton, hidrokarbon, vitamin larut lemak, serta hormone

PROSES SINTESIS PROTEINProses Sintesa protein merupakan istilah untuk pemebentukan, penerjemahan, dan

perangkaian Protein. Proses sintesis protein dapat dibedakan menjadi dua tahap. Tahap pertama adalah transkripsi yaitu pencetakan ARNd oleh ADN yang berlangsung di dalam inti sel. ARNd inilah yang akan membawa kode genetik dari ADN. Tahap kedua adalah translasi yaitu penerjemahan kode genetik yang dibawa ARNd oleh ARNt.

Langkah Transkripsi berlangsung sebagai berikut:

1. Sebagian rantai ADN membuka, kemudian disusul oleh pembentukan rantai ARNd. Rantai ADN yang mencetak ARNd disebut rantai sense/template. Pasangan rantai sense yang tidak mencetak ARNd disebut rantai antisense.

2. Pada rantai sense ADN didapati pasangan tiga basa nitrogen (triplet) yang disebut kodogen. Triplet ini akan mencetak triplet pada rantai ARNd yang disebut kodon. Kodon inilah yang disebut kode genetika yang berfungsi mengkodekan jenis asam amino tertentu yang diperlukan dalam sintesis protein. Selanjutnya boleh dikatakan bahwa ARNd atau kodon itulah yang merupakan kode genetika. Lihat daftar kodon dan asam amino yang dikodekannya di bawah ini.

3. Setelah terbentuk, ARNd keluar dari inti sel melalui pori-pori membran inti menuju ke ribosom dalam sitoplasma.

Ilmu biomedik dasar

Lalu, terjadilah proses Translasi. Setelah ARNd keluar dari dalam inti, selanjutnya ia bergabung dengan ribosom dalam sitoplasma. Langkah berikutnya adalah penerjemahan kode genetik (kodon) yang dilakukan oleh ARNt. Caranya, ARNt akan mengikat asam amino tertentu sesuai yang dikodekan oleh kodon, lalu membawa asam amino tersebut dan bergabung dengan ARNd yang telah ada di ribosom. Langkah tersebut dilakukan secara bergantian oleh banyak ARNt yang masing-masing mengikat satu jenis asam amino yang lain.

Mungkinkah ARNt keliru membawakan jenis asam amino sehingga tidak sesuai dengan kodon? Kecuali terjadi mutasi, kemungkinan hal ini sangat kecil terjadi. Karena setiap ARNt yang membawa asam amino akan berpasangan tepat sama dengan ARNd membentuk pasangan kodon – antikodon. Dengan cara demikian kecil kemungkinan ARNt ‘salah membawa’ asam amino.Setelah asam amino dibawa ARNt bergabung dengan ARNd di ribosom, selanjutnya akan terjadi ikatan antar asam amino membentuk polipeptida. Protein akan terbentuk setelah berlangsung proses polimerisasi.

Ilmu biomedik dasar

KESIMPULANDari hasil pembahan diatas manusia tersusun dari banyak sel yang membentuk jaringan

dan menjadi komplek hingga dapat beraktivitas sesuai dengan tugasnya. Kehidupan dalam

tubuh manusia ditandai dari aktivitas sel, dimana aktivitas ini akan terus meningkat sesuai

dengan kinerjanya yang spesifik. Aktivitas ini akan berlangsung baik manakala mekanisme dan

sitem yang berkerja dalam tubuh berjalan dengan stabil yang didukung oleh system internal

dan eksternal yang stabil pula. Sehingga tubuh dapat mempertahankan homoestatis tubuhnya.

Ilmu biomedik dasar

DAFTAR PUSTAKASloan, Ethele.2004.Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula.Jakarta:Buku kedokteran EGC

http://biologimediacentre.com*

http://www.crayonpedia.org/mw/Respirasi_Sel_12.1

http://tamanimpianku.com/2008/03/respirasi-seluler.html

Ilmu biomedik dasar