Biokimia Komunikasi Extra Dan Intraseluler

7/15/2019 Biokimia Komunikasi Extra Dan Intraseluler

http://slidepdf.com/reader/full/biokimia-komunikasi-extra-dan-intraseluler 1/41

Biokimia Komunikasi Extra dan

Intraseluler•Sangat ditentukan oleh Membran Sel

•Struktur;Sangat Viskus tapi plastis.

•Protoplasma cel memisahkan antar sel.

•Permiabilitas selektip,sebagai sawar pertahanan

keseimbngan extra & intra sel oleh pompa ion .reseptor hormon , sinyal

•Pertukaran bahan dengan lingkungan Extra Cel dgn

proses Eksositosis dan Endositosis.



Struktur Membran.

* Disususn oleh Lemak.KH,Protein.

• Struktur dasar oleh.Lipid td;2 membran(bilayer) dan

td; 2 Sheet(lembaran) disusun oleh Posfolipid dgn

polar sangat hydropilik.

• Membran intrasel secara morfologis td; organel shg

dapat dibedakan al;Mitokhondria,Retikulum

Endoplasma,Aparatus Golgi,Granula sekresi

Lisosom , Membran Nukleus.• Memmbran menentukan lokasi enzym u/ perangkai I

Exitasi respons dan transduksi energi Potrosyntesa

dan Fosporilasi Oxidatip.



Keseimbangan lingkungan Ekstra dan Intra

seluler normal fundamental bagi Kesehatan

*Kehidupan dalam suasana Aqueus (Air),enzym beker ja selluler dan

subselluler \,situasi ini dipertahankan oleh membran sel.

Cairan tubuh air sekitar 60% massa tubuh yg td;

1.Intraseluler(ICF) 2/3 dr air dalam tubuh.berfs;

-Menyimpan dan menggunakan energi.

-Memperbaiki dirinya.

-Replikasi.

-Fungsi2 khusus.2. Ekstra Celluler (ECF); 1/3 dr Body mass fluid ,merupakan systim

penghantar synyal ,pengangkut nutrien sel al.glukosa,lemak,protein

as.amino,O2,ion organik dan anorganik,pengatur hormon,mem

limbah metabolit al; CO2,racun yg terdetoksipikasi.



Komposisi kimia membran.

Komposisi Ion;

* Internal; K,Mg,Fospat.kation utama.

* Ekternal; Na, Ca,Cl, anion utama,glukosa lebih besar

dr Internal protein lebih rendah,

* Unsur Lipid,Protein,KH;berbeda2 antar sel dan extrasel seperti ratio

Protein Extra : Intrasel = 1:8 g/dl, mol protein spesipik terikat pada

membran tempat molekul melaksanakan fungsi.

* Unsur lipid al;

-Posfolipid,Glikosfingolipid,Kholesterol;

Fosfolipipid al;fosfoglyserida (mengandung Gyserol)& Sfyngomielin

(mengandung Sfingosin)

-Glikosfingolipid; al,Serebrosida(hexose tunggal),Gangliosida(as.sialat)

-Sterol; Kholesterol selalu melekat pd membran plasma sel manusia

dalam jlh m\kecil juga dalam mitohondria,Ap.Golgi,membran nucleus.



•Lipid Membran sft Amfipatik;td;regio hydropilik dan hydropobik

Bila regio hydropobik dipisah dr molekulnya maka tdk larut dalam air

tetapi larut dalam lemak demikian sebaliknay.

•Unsur lipid membran mbtk lapis ganda satu lembaran merupakan ba

gian hydropobik untuk melindungi dari suasana Aques(air) dalam mem

bran sehingga tidak mudah air masuk ke sel ok air tidak larut pada

lapisan hydropobik sel membran (Oedema Sel).•Bahan biologik bersifat larut pada lemak shg masuk sel dengan mudah.

•* Gas O2,CO2,Ni,mudah berdiffusi lewat regio hydrofobik ,

• Sterod Hormon mudah melintasi lapi ganda .

•Mol.Nonelektronik organik diffusi tergantung koofisien partisi air-

minyak semakin besar sft lipopilikny diffusi lebig banyak.

• Mol.tdk larut lemak;membran mengandung protein sebagai pembawa

molekul besar yg tdk bisa melewati lapis ganda.



Hubungan Protein membran dgn Lapisan ganda Lipid.

*Posfolipid membran sebagai pelarut protein membran ,20 AA dr

struktur primer protein yg terikat pd atom C alfa (hydropobik) kuat

pada 6 A.A ,sifat alfa helix mengurangi sifat hydrofilik ik.peptida.

*Protein td.mol pembawa Enzym,protein struktural, antigen,(histo

compatibilitas dan reseptor Mol)

*Sifat membran terhadap jenis enzym (lihat grafik) berbeda2 .Membran sebagai struktur Asimetri.

Timbul ok distribusi protein yg tidak teratur dalam membran

Asimetri bgn luar dan dalam disebabkan lokasi external KH yg

terikat pd protein membran.Asimetri Regional pada permukaan

mucosa bervilli

Protein membran td; Integral dan Perifer , sebagian besar jenis

integral ,distrusi secara asimetris dan berinteraxi dgn Posfolipid.



b l l



Peranan Membran Plasma Dalam

Komunikasi Sel.

1.Diffusi ada bbrp Systim;

*Unifort ; menggerakkan satu type molekul dalam 2 arah.

*Kotansfort ;pengalihan sequensial solut yg lain.

*Simfort; menggerakkan solut dgn arah sama cth;pengang

kutan proton (H) gula pada bakteri.Na.gula dan As.Amino

pada sel manusia.

*Antifort; menggerakkan 2 Mol.arah berlawanan;

cth; Na masuk diikutu ion Ca+ keluar sel.

*Diffusi yg difasilitasi; mol.yg tdk bisa melintasi secara be

bas harus dgn protein pembawa/Binding tapi dr konsen

trasi tinggi ke rendah(2 arah)

*Transfort Aktif ; sama diffusi difasilitasi tapi melawan gradien

dr konsentrasi rendah ke kons.tinggi difasilitasi o/ion Na,

( 1 arah)



Diffusi yang difasilitasi & transfort aktip dapat dilihat adanya

Mutasi dlm sel bakteri dan manusia menyebabkan penya

Kit pada manusis diman terjadi reaksi Substrat-Enzym spt;

1.Pengikatan spesipik bagi zat terlarut.2. Pembawa bisa jenuh shg terjadi laju pengangkutan Maxi

mal ( Vmax).

3. Ada konstante pengikatan(km) untuk zat terlarut.

4. Inhibitor kompetitif struktural serupa menyekat

pengangkutan.

Beda dgn diffusi biasa/sederhana yg tdk perlu energi metabolik .

Mekanisme Pim-pong.

Suatu mek.diffusi yg dipasilitasi pada protein dalam 2 btk,PING bila

Proteinsolut terpajang dlm konsentrasi tinggi terikat pd protein

pembawa;;PONG;protein pembawa terpajan pada konsentrasi solut

Rendah.Proses sft irreversibel.



l k l d d ff d l d k



Laju Solut memasuki sel dgn diffusi dipasilitasi ditentukan

oleh;

1. Gradien konsentrasi lewat membran.

2. Jumlah pembawa yg tersedia(tahap pengendali penting).3. Kecepatan reaxi Solut-Pembawa.

4. Kecepatan perubahan bentukbaik pembawa bermuatan atau tiadak.

Pengaruh Hormonal pd Diffusi Difasilitasi.

*Insulin meningkatkan pengangkutan glukosa dalam lemak dan otot dan

pengangkutan As.Amino di hati dan jaringan lainnya.

Glukokorticoid;meningkatkan transfort As Amino ke hati untuk proses

Glukoneogenesis .Growth Hormon; meningkatkan pengangkutan AA disemua se jaringan

Oestrogen; menigkatkan transfort AA dalam uterus



Transfort Aktip; mol.diangkut menjauhi ekuilibrum

termodinamika, shg diperlukan energi dr hidrolisis ATP,gerakan

elektron atau cahaya.30-40 % dr seluruh energi dipakai disini.

Fs;mempertahankan kadar Na.intrasel rendah dan K+ tinggi

ATPase diaktipkan o/ Na & K & posfolipid dlm membran sel

ATPase dgn Ma pada sytoplasma,sedang dgn K+ pada extrasel.

Ouabain & Digitalis; menghambat ATPase pada extrasel dan

dinetralisir olen ionK pada extrasel.

Transmisi Impuls Syaraf.

Terjadi disebelah atas dan bawah membran membtk

permukaan sel neuron dgn mempertahankan asimetri voltageLuar dalam (potensi listrik) secara elektris dapat diransang oleh

sinyal kimia diperantarai Reseptor pada membran synaps

spesipik .Gangguan elektrokimia menimbulkan gelombang

sepanjang membran timbul Impuls Syaraf..



Selubung Myelin oleh sel Schwann membungkus serabut syaraf dan menjadiinsulator listrik mempercepat penyebaran gelombang (sinyal) sepanjangmembran ,ion mengalir keluar masuk secara bebas dr membran.MembranMyelin td; Posfslipid ,spingo mielin ,Kolesterol,protein,Glikospingolipid. Proteinintegral & perifer sedikit terikat dgn membran mielin dan menyatukan kedua

membran shg terbtk penyekat hidropobik tidak permeabel pada ion dan air.Multiple Skelerosis, Guillan Barre terjadi Demielinisasi dan gangguan hantaransyaraf.

Komunikasi Transfort Glukosa.

*Glukosa harus masuk sel sebagai langkah awal pemakaian energi.*Masuk sel otot,adiposa dgn transfort aktip dirsg oleh Insulin.

*Perubahan transfort dipengaruhi oleh Vmaks dan Km.

*Elektrokimia Na+ masuk kesel dan mengikat glukosa shg semakin

besar gradien Na+ semakin banyak Glukosa masuk sel.

*Pomapa Na+ berperan menjaga kadar Na intra sel tetap rendah shg bilakadar Na+ Ekstra sel rendah tidak mempengaruhi pengangkutan glukosa

kedalam sel(Symfort Na).

•Gerakan transelluler gula dengan systim Unifort shg glukosa bisa tertimbun

dalam sel bergerak pada permukaan berbeda kearah equilibrum baru ini terjadi

pada sel Intestinal dan Renal



Komunikasi Transfort Makromolekul Selluler

*Proses pengambilan macromolekul disebut ENDOSITOSIS.

*Makromolekul al; Polisaharida,protein,polinukleotida.

*Endositosis memaki cara kerja systim sel DNA dari sel satu bisa

digunakan transfer pada sel yang lain dan mengubah fungsi dan

fenotype sel tsb.Endositosis menyebabkan masuknya DNA

kedalam sel dimana dgn Kalsium Posfat . Ca+ mersg Endositosis .

* Exositosis; sel melepas makromolekul .

ENDOSITOSIS.

Vesikel endositosis terbtk bila segmen membran mengalami

imvaginasi membungkus cairan extrasel dan isinya.Vesikel

endositosis berfusi dgn lisosom primer membtk Lisosom Sec. yg

mengandung Enzym Hydrolisis .Endositosis memerlukan :

1.Enegi dr hidrolisis ATP. 3.Unsur kontraktil sel/mikro

2. Ca+ dalam cairan extraselluler. Filamen.



Type2 Endositosis.

1. Pagositosis; terdapat pada sel khusus al;Macrofag & granulosit

Proses Ingesti partikel yg besar spt Virus,bakteri,sel.

Macrofah mengingesti 25 % dari volumenya /jam.

2. Pinositosis; sifat dimiliki semua sel td;

* Pinositosis Fase Cairan.

Proses nonselektif yi pembtkan vesikel isi vcairan extrasel aktip

Fibrobast internalisasi membran plasmanya .lebih cepat dr pembentukan membran.

* Pinositosis Absorptif; proses selektip diperantarai Reseptor.

Reseptor dgn affinitas tinggi mengurangi konsentrasi ligan shg

shg mengurangi ambilan cairan dan makromol.dan melarutkan

lalu diabsorpsi

Cth; LDL dan reseptornya dimetabolisis bersama EstKholesteril

* Virus Hepatitis ,polyomielitis,(Neuron motorik) AIDS (selT),dirusak

dengan cara Pinositosis.



B.EXOSITOSIS

Proses pengeluaran makromolekul dari dalam sel.

Sinyal berupa hormon terikat pada reseptor permukaan sel

menimbulkan perubahan pada konsentrasi Ca+ yg memacu prosesEksositosis dan endositosis.

Molekul dilepas proses ini ad;

1. Mol.terikat dgn permukaan sel menjadi protein primer; Antigen.

2. Mol.bisa menjadi bgn matrix extra sel; Kollagen,glikosaminoglikan

3. Mol.dapat masuk cairan extrasel dan menjadi sinyalsel lainnya.

Hormon;Insulin;Paratyroid;Katekolamin; dikemas dalam granul

untuk dilepas. Transmisi Sinyal.

Sinyal biokimiai spesifik al;Neurotransmitter,hormon dan Ig. Terikat

pada reseptor spesipik (protein Integral) terletak diluar membran

sel transmisi imformasi lewat membran ke sitoplasma



Komunikasi Imformasi lewat Kontak Antar Sel

Organisme Metazoa;banyak terdapatkontak antarsel ,komunikasi

intrasel disiapkan

oleh membran dan cytoplasma.

Perjalanan ion& mol.kecil melalui celah pori hydropilik sempit yg

menghubungkan sitoplasma sel yg berdekatan dimana ion &

mol,kecil bisa melintas antar sel.Penyakit2 akibat Mutasi Protein Membran.

Mutasi protein pada membran akan menyebabkan kelainan2.

Protein membran dikategorikan sebagai :

1,Reseptor; 2.Transfort; 3. Saluran ion; 4.Enzym.5. Komponen Struktural.

Penyakit2 tsb dilihat pada tabel dibawah tapi beberapa penyakit

akibat gangguan



Iskemia Abnormalitas unsur2 pembentuk membran yang

bukan protein .

Kelebihan Lipid/Kholesterol ;Hyperkholesteremia Familiar,

peninggian Lisoposfolipid akibat gigitan ular berbisa yg

mengandung enzym posfolipase , kelebihan Glikospingolipid

pada penyakit Spingolipidosis. Ada 30 penyakit akibat kelainan

genetik berupa mutasi protein mem bran yang

terlaibat dalam pengangkutan ;

As.Amino,gula,lipid,urat,Anion,Kation,Air,Vitamin

Mutasi pada gen pengkode protein dalam membran lain yi membran

mitokhondria yg terlibat posforilasi Oxidatip menyebabkan Penyakit

Neurologis.

*Kelianan bukan ok mutasi tetapi oleh pembentukan

Autoantibody terhadap reseptor Asetylholin pada otot

skeletalMYASTHENIA GRAVIS.



Neurotransmitor.A.Neurotransmitor dan Neurohormon.

*Sel syaraf mengatur organisme dgn neurosekret td;

- Neurotransmitor.sekresi pd celah synaptik mempengaruhisel tetangganya,umurdan jangkauan pendek.

-Neurohormon; disekresi masuk dalam darah jangkauanpanjang dan umurnya lama.

-Kriteria sebagai Neurotransmitor(neuromodulator ad;

•Merupakan produk neuron.

•Disimpan dalam synaps.•Sekresi dicelah synaptik bila ada rangsangan .

•Terikat pd Resptor spesipik membran pasca synaptik.

•Aktipitas melalui Ion2.



Struktur Kimia.1. Acethylkholin; neurotransmitor paling dikenal pada

ujung syaraf dan otot.2. Aminbiogenik;As.Amino dekarboksilasi sederhana

3. Derivat Purin ;mengandung adenin.

4. Neuropeptida; asam glutamatMekanisme kerja.

Terikat pada reseptor membran pasca synaptik ,jalur

sinyal beda2 ,merupakan kanal2 ion yg diatur oleh

ligan contoh; Nikotinik u/ asetylkholin, GABA dan

Glisin.

Mergsg pembukaan kanal2 ion .



Biosyntesa Katekolamin.

Katekolamin ad;aminbiogenik merupakan kel.senyawa

hydroxi penyl (Catecol) ,bahan dasar Tyrosin,hidrxilasi ke;1. DOPA(3,4 dihydroxifenilalanin).

2. Dopamin lewat dekarboxilasi.

3. Noradrenalin lewat hidroxilasi.dibantu As.Ascorbat(vitC)4. Adrenalin (Epinefrin) lewat metylasi.



Rangkuman.

1.Membran sel adalah struktur komplex td.lipid,protein

KH,terdiri dari dua lapisan tiap lapisan td;2 Sheet yang

mayoritas disusun oleh Posfolipid dengan polar bersifat

hydrophilik.

2.Sifat Hidropobik nonpolar pada bgn ujung molekul men

cegah terjadinya aliran air bebas masuk ke intrasel se

hingga mencegah terjadinya Oedema sel.

3. Kelainan/mutasi gen protein pengangkut /sinyal pada

membran akan menimbulkan penyakit bersifatHerediter

4. Kelainan bukan mutasi gen tetapi pada bagian lain membran

menyebakan penyakit ttt al.Syaraf,Otot, dan Otak.



Terimakasih

Biokimia Komunikasi Extra Dan Intraseluler

Documents

Transcript of Biokimia Komunikasi Extra Dan Intraseluler