KOMPOSISI KIMIAWI SEL DAN SISTEM KOLOID DRA ELMATRIS

KOMPOSISI KIMIAWI SEL DAN SISTEM KOLOID DRA. ELMATRIS SY, MS

Susunan Sel

Substansi yang membentuk sel dis : Protoplasma terdiri atas : 2 Komponen Utama - Komponen anorganik - Komponen organik Komponen anorganik Yaitu : Air, garam-garam mineral(elektrolit), gas oksigen, karbondioksida, nitrogen dan amonia. Komponen organik Yaitu : Protein, Lipid, Karbohidrat. dan beberapa komponen spesifik lainnya seperti : enzim, vitamin dan hormon. Komposisi Kimia dari sel : 70 -85% Air, 10 -20% Protein, 2 -3% Lipid, 1% Karbohidrat dan 1% zat anorganik Lainnya

Komponen anorganik Air - Medium utama sel Komposisinya 70% -85% dalam sel Berfungsi sebagai : Pelarut zat anorganik dan organik( sep: ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, dan berbagai vitamin) Sebagai medium pendispersi dari sistim koloid protoplasma Media transpor berbagai zat yang terlarut atau tersuspensi untuk berdifusi dari satu bagian sel ke bagian sel yang lain. Media dalam proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel Mengabsorpsi panas dan mencegah perubahan yang drastis didalam sel

Garam-garam mineral (Elektrolit) Elektrolit yang terpenting didalam sel adalah : K+, Mg+2, PO 4 -3 , SO 4 -2 , HCO 3 -, dan sedikit Na+, Cl-, Ca+2. - Ion-ion ini terlarut dalam cairan sel - Terikat secara khusus pada molekul-molekul protein dan lipid.

Fungsi elektrolit - Fungsi osmosis, yaitu konsentrasi total elektrolit berpengaruh terhadap difusi air melintasi membran - Dapat menimbulkan reaksi-reaksi didalam sel - Diperlukan untuk kerja beberpa mekanisme pengaturan sel - Menentukan dan Mengatur aktifitas beberapa reaksi yang dikatalisis oleh enzimatik untuk metabolisme sel

Gas oksigen(O 2) , nitrogen(N 2), karbondioksida(CO 2) - O 2 berperan untuk mengoksidasi bahan makanan - CO 2 dihasilkan dalam oksidasi bahanmakanan sebagai hasil sampingan - CO 2 dapat bereaksi dengan air membentuk asam karbonat (H 2 CO 3) H+ dan HCO 3 - Umumnya CO 2 di dalam sel berada dalam bentuk H 2 CO 3 (karbonat) atau HCO 3(bikarbonat)

PROTEIN l Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup l 10 -20% massa sel mengandung protein KLASIFIKASI PROTEIN A. Berdasarkan Bentuk 1. Protein sederhana a. Protein serat - Rantai polipeptidak berlipat - tidak larut dalam air - memberikan peranan struktural contoh : Keratin, Kolagen, elastin

b. Protein globular(Contoh: Albumin, Globulin) - Merupakan enzim sel - Menyatu/melekat pada struktur membran sel - Mengkatalisis reaksi-reaksi kimia didalam sel Contoh : semua Enzim, Protein transpor pada darah, antibody, Protein penyimpan 2. Protein konyugasi(bersenyawa dengan zat lain) → Protein yang dihubungkan ke suatu bagian non protein (gugus prostetik)

Contoh : ● Chromoprotein ● hemoglobin ● feritin ● cytochrom ● Glikoprotein ● mucin ● Nukleoprotein ● Fosfoprotein ● kasein, vitolin ● Protein-koenzim ● dehidrogenase ● Lipoprotein ● Metaloprotein

B. Berdasarkan Peranan Biologisnya Golongan Contoh Enzim Ribonuklease, Tripsin Protein transpor Hemoglobin, Albumin, serum, Mioglobin, βlipoprotein Protein nutrient danpenyimpan Gliadin (Gandum)Ovalbumin (Telur)Kasein (Susu)Feritin Protein Kontraktil Aktin, Miosin, Tubulin, Dynein Protein struktural Keratin, Fibroin, Kolagen, Elastin Protein pertahanan Protein Pengatur Antibodi, fibrinogen, trombin Insulin, hormon tumbuh, kortikotropin, hormon paratiroid

Lipid - Senyawa organik berlemak yang tidak larut dalam air tapi larut dalam pelarut 2 yang nonpolar -Terdapat 2% dari massa sel - Lipid polar merupakan komponen utama membran sel -Pada umumnya sel mengandung fospolipid dan kholesterol -Kira-kira 95% dari massa sel mengandung trigliserida (lemak netral) - Berperan sebagai Cadangan Energi

Klasifikasi Lipid 1. Lipid sederhana Yaitu : ester asam lemak dengan berbagai alkohol a. Lemak yaitu : ester asam lemak dengan gliserol b. Lilin yaitu : ester asam lemak dengan alkoholmonohidrat yang mempunyai berta molekul lebih berat. 2. Lipid majemuk Yaitu : ester asam lemak yang mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak

Lipid majemuk/kompleks l Fosfolipid yaitu : lipid yang mengandung residu asam fosfat sebagai tambahan asam lemak dan alkohol l Glikolipid Yaitu campuran asam lemak dengan karbohidrat

Fosfolipid Contoh : Fosfatidilgliserol, fosfatidilkolin(lesitin), fosfatidiletanolamin(sefalin), fosfatidilinositol, fosfatidilserin, plasmolagen dan sfingomielin Struktur fosfolipid O R 1 – C – O – CH 2 O R 2 – C – O – CH S O H 2 C – O – P – O – CH 2 N+(CH 3)3 O– ekor kepala U S S

Glikolipid Contoh : Galaktosilseramida Glikosfingolipid utama pada jaringan otak dan saraf ditemukan di tempat lain dg jml yg relatif rendah Mengandung sejml asam lemak yang khas (C 24) OH H O OH CH 3(CH 2)12 CH=CHCHCH – N – CH(CH 2)21 CH 3 CH 2 OH HO O H OCH 2 OR H H OH

3. Dervat lipid hormon steroid → mengaktifasi DNA contoh : cortisol, estrogen dan testosteron Peranan Biologi Yang Penting Dari Lipid • • Komponen struktur membran Komponen permukaan sel Bentuk energi cadangan Komponen dlm proses pengangkutan melalui membran

Asam Nukleat - Senyawa penting yang terdapat dalam sel - Tersusun atas unit-unit nukleotida, setiap nukleotida tersusun atas basa purin atau pirimidin - Dua asam nukleat yang dikenal : DNA dan RNA - Basa purin umum dijumpai adalah adenin dan guanin, - Basa pirimidin yang umum adalah urasil , timin dan sitosin,

Struktur Fisik Sel ↓ Terorganisasi→ Organel Beberapa Organel dan struktur Sel Utama -Membran sel -Membran Nukleus -Retikulum Endoplasma -Aparatus Golgi -Mitokondria -Lisosom -sentriol

Struktur Fisik Sel

Membran sel - Menyelubungi sel, elastis dan tipis - Tebalnya 7, 5 nm s/d 10 nm - Hampir seluruhnya terdiri dari lipid dan protein dengan komposisi : 55% Protein, 25% fospolipid, 13% kholesterol, 4% lipid lainnya, dan 3% karbohidrat - Protein pada membran → Glikoprotein Yaitu : Protein integral (yang menonjol)→ sbgi Pengangkut Protein perifer (yang melekat pada permukaan membran) → Enzim

Karbohidrat - Sangat sedikit dalam fungsi struktural didalam sel → glikoprotein - Berperan utama dalam nutrisi sel - Komposisinya kira-kira 1 % dari total massa sel - 3% dalam sel otot - Kadang-kadang 6% didalam sel hati - Sejumlah kecil karbohidrat disimpan dalam sel dalam bentuk glikogen, merupakan polimer dari glukosa yang tak larut dan segera digunakan oleh sel untuk mensuplai kebutuhan energi

Gambar: Struktur Membran Sel

Sitoplasma dan Organelnya Cairan Bening pada Sitoplasma terdiri atas : -Protein yang larut -Elektrolit -Glukosa -Sejumlah kecil lipid -Tersebar lemak netral

Retikulum Endoplasmik(RE) - Dinding RE membran berlapis lipid ganda banyak sekali protein 30 – 40 x ›membran sel - Partikel-partikel yang melekat pada permukaan RE Ribosom terdiri atas campuran : asam ribonukleat(RNA) dan protein berfungsi pada sintesis protein di dalam sel. Aparatus golgi - Memiliki membran yang mirip RE Lisosom - Merupakan sistem pencernaan intraseluler kumpulan protein dengan enzim hidrolitik - + 40 enzim asam hidrolase, substansi dasar yang dicerna adalah protein, karbohidrat, lipid dan derivatnya. Peroksisom - Secara fisik mirip lisosom tapi lebih banyak mengandung enzim oksidase dari enzim hidolase - Berfungsi untuk membentuk peroksida (H 2 O 2)

Mitokondria - Mengandung asam deoksiribonukleat(DNA) - Dapat bereplikasi sendiri Nukleus - Pusat pengaturan sel - Mengandung sejumlah besar DNA

SISTEM KOLOID (SISTEM DISPERSI) KOLOID CAMPURAN SUATU ZAT YANG TIDAK DAPAT BERCAMPUR TERDIRI DARI : - FASA TERDISPERSI - FASA PENDISPESI DEFENISI : TERDISPERSINYA SUATU ZAT DALAM ZAT LAIN DENGAN UKURAN DIAMETER RENIKNYA 10 OA – 1000 OA / 0, 1 – 1 KOLOID - SOL - EMULSI - GEL - BUIH

Penggolongan Koloid/Sol l Hidrofop(tidak suka air) →suspensoid → fasa terdispersinya mempunyai sedikit afinitas dengan medium pendispersinya Fasa terdispersi : zat-zat anorganik(logam, sulfida, oksida) l Hidrofil(senang air) → emulsoid → fasa terdispersinya mempunyai afinitas yang besar dengan medium pendispersinya. Fasa terdispersi : zat-zat organik(amilum, protein sep; albumin, gelatin) Contoh-contoh koloid : - susu, agar-agar, tinta, sampho, awan dll - Cairan di dalam sel(sitoplasma)

SIFAT-SIFAT SISTEM KOLOID 1. EFEK TYNDAL 2. GERAK BROWN 3. ELEKTROFORESA 4. KOAGULASI DAPAT TERJADI : - MENCAMPUR 2 MACAM SOL YANG BERBEDA MUATAN - ELEKTROFORESIS - PEMANASAN - PENAMBAHAN ELEKTROLIT 5. KOLOID PELINDUNG CONTOH : Ca POSPAT SUKAR LARUT DALAM DARAH DIDAPATKAN DALAM BENTUK SUSPENSI KOLOID DALAM DARAH TERDAPAT PROTEIN KOLOID PELINDUNG

SOL EMAS + Na Cl 10% SOL EMAS + GELATIN + Na CL TIDAK GELATIN KOLOID PELINDUNG 6. ADSORPSI PEMURNIAN KOLOID A. CARA DIALISIS MEMBRAN SEMIPERMIABEL TAK SEMPURNA B. CARA ULTRAFILTRASI KERTAS SARING KE KOLODION POMPA VAKUM

KESETIMBANGAN DONNAN I II Na+ K+ Cl- I- I KESETIMBANGAN Na+ K+ ICl- II Na+ K+ ICl- - KOMP KIMIA SAMA -∏ I 2 II SAMA MEMBRAN S. P. TAK SEMPURNA l PERMIABEL ION : KECIL SEPERTI Na+, K+, Cl+ Il IMPERMIABEL ION : BESAR SEPERTI : R- (KOL)

I II Na+ R- Cl- I KESETIMBANGAN II Na+ Cl- R- MEMBRAN S. P. TAK SEMPURNA KESETIMBANGAN DONNAN - KOMP KIMIA TDK SAMA -∏ I 2 II TDK SAMA

KESETIMBANGAN DONNAN DAPAT TERJADI BILA : 1. Adanya membran s. p tak sempurna 2. Salah satu cairan harus mengandung satu ion koloid yang impermiabel

KESETIMBANGAN DALAM DARAH : - ERITROSIT (SEL DARAH MERAH) - PLASMA - ERITROSIT - PLASMA : Hb, PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO 3: PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO 3 - MEMBRAN SEL DARAH IMPERMIABEL TERHADAP : Hb, PROTEIN, Na+, K+ PERMIABEL TERHADAP Cl- & HCO 3 ANTARA SEL DARAH MERAH DENGAN PLASMA KESETIMBANGAN DONNAN

Daftar Kepustakaan l 1. Campbel Reece-Miychel, ”Biologi”, Ed 5, Jakarta, Erlangga, 2000. l 2. Lehninger, ”Dasar-dasar Biokimia”Ed 2, Jakarta Erlangga, 1990. l 3. Guyton & Hall, ”Fisiologi Kedokteran”, Editor Irawati Setiawan, Ed 9, Jakarta 1997. l 4. M. Sukmariah, A. Kamianti, ”Kimia Kedokteran”Ed 2 Jakarta, Bina Aksara, 1990. l 5. Subowo, ”Biologi Sel”, Ed 1, Bandung Angkasa, 1995.

TERIMA KASIH