morfistum
DESCRIPTION
pptTRANSCRIPT
Enzim, Protein dan Asam AminoEnzim : adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan proteinProtein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptidaAsam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa
Sel Hidup mengikuti kaidah kimiaReaksi kimia untuk kehidupan
metabolismeRibuan reaksi keseimbanganTumbuhan menghasilkan banyak senyawa
kompleks yang disebut metabolit sekunder yang melindungi tumbuhan dari serangga , bakteri, cendawan dan patogen lainnya.
Tumbuhan menghasilkan vitamin untuk dirinya sendiri dan manusia dan hormon yang diperlukan untuk mengendalikan dan mengatur proses perkembangannya.
Anabolisme Anabolisme Anabolisme : Bahasa Yunani ana
baldein berarti melemparSejumlah reaksi membentuk
molekul molekul besar seperti pati selulosa, protein, lemak dan asam nucleat
Membentuk enerji
KatabolismeKatabolismeBahasa yunani : berarti kebawah Perombakan molekul besar
menjadi molekul kecilMenghasilkan energiContoh pada proses katabolisme
adalah respirasi, proses oksidatif gula menjadi CO2 dan H2O
Sel mengatur lintasan metabolikSel mengatur kecepatan metabolikDengan cara memproduksi katalis
yang tepat yang disebut enzim , dalam jumlah yang sesuai pada saat yang diperlukan
Enzim katalis yang khas spesifikEnzim katalis yang kuat Faktor kecepatan reaksi enzim 108-
1020
Ribuan reaksi dikendalikan terbentuk senyawa yang dibutuhkan oleh kehidupan ( tanpa terbentuk limbah beracun )
Kelemahan : enzim adalah mol protein yang besar sehingga membutuhkan energi yang besar untuk pembentukannya.
PEPENYEBARAN ENZIM PEPENYEBARAN ENZIM DIDALAM SELDIDALAM SEL
Tidak tersebar merataEnzim untuk fotosintesis berada
di kloroplasEnzim untuk respirasi aerobik
hanya di mitokondriaEnzim untuk respirasi lain ada
dalam sitosolEnzim untuk sintesis RNA,DNA
serta untuk metosis berada di inti sel ( nucleus )
Sifat dan Struktur EnzimSifat dan Struktur Enzim1. Kekhasan dan tatanamaTiap enzim dinamai menurut sistem baku
dan nama umum yang sederhanaEnzim umumnya diberi akhiran –ase dan
mencirikan substrat yang terlibatJenis reaksi yang dikalisContoh : sitokrom oksidase adalah enzim
utama dalam respirasi yang mengoksidasi ( melepas elektron dari molekul sitokrom )
Asam malat dihidrogenase melepaskan 2 atom hidrogen dari ( men-dehidrogenasi ) asam malat
2. Persatuan internasional Biokimia , memberi nama lebih panjang tapi lebih deskriftip dan baku sebagai contoh :
Sitokrom oi nama sitokrom C = O2 oksidoreduktase, elektron dilepaskan dari sitokrom jenis C dan mol oksigen adalah penerima elektron.
Dehidrogenase asam malat diluar L-malat = NAD oksidoreduktase menunjukkan bahwa enzim tersebut khas untuk bentuk L asam malat terionisasi dan molekul yang disingkat NAD adalah penerima atom hidrogen.
Protein bagian utama dari unsur enzim dan banyak enzim hanya terdiri dari protein
Protein tidak selalu enzim dan tidak mempunyai fungsi katalisis misalnya protein mikrotubul ( tubulin ) dan protein mikrofilamen ( aktin )
Perkecualian Perkecualian Molekul RNA mempunyai kemampuan
katalis Protein diribosom mempunyai fungsi
struktur dan bukan fungsi katalis , misalnya sitokrom mengangkat e- selama fotosintesis dan respirasi, bukan enzim melainkan pembawa elektronoh lain prot
Contoh lain protein cadangan pada biji sebagai cadangan asam amino untuk bibit setelah berkecambah, tidak sebagai enzim.
Susunan Kimia Susunan Kimia Protein terdiri dari satu atau lebih
rantai polipeptida yang masing-masing terdiri dari susunan asam amino
Komposisi dan ukuran :Tiap protein bergantung pada jenis
dan jumlah sub unit asam amino.Terdapat 18-20 asam amino yang
berbeda dan sebagai besar protein mempunyai lengkap 20 asam amino
Jumlah total sub unit sangat beragam pada protein yang berbeda.
Contoh : Protein tumbuhan mempunyai bobot molekul lebih dari 40000g/mol ( juga disebut ) satuan Dalton atau Daltons
Satu Dalton disingkat Da; adalah masa satu atom hidrogen
Feredoksin: protein yang terlibat pada fotosintesis bobot molekul 11,5 k Da, sedangkan ribulosa bifosfat karboksilase ( enzim fotosintesis ) bobot mol 500 k Da
ElektroforesisElektroforesisTeknik untuk pemisahan proteinPrinsip pemisahan protein terlarut
atau molekul bermuatan dalam medan listrik
Protein tumbuhan dan gizi manusiaManusia dewasa dapat mensintesis
sebagian besar asam amino yang diperlukan dari kharbohidrat dan berbagai senyawa nitrogen organik
Delapan asam amino harus tersedia dalam menu makanan yaitu : Leusin isoleusin, valin, lisin, metionin , triptopan , fenilalanin dan treonin.
Sumber ProteinSumber ProteinBerasal dari protein biji khususnya dari
serelia, seperti padi, gandum dan jagung
Sumbangan kecil tapi penting diberikan dari biji kacang-kacangan seperti kacang buncis, kapri dan kedelai
Kedelai dengan kadar protei 40 % dari bobot kering , sedangkan pada butir serelia hanya 12 % tetapi rendah kadar lisin, sedangkan biji kacangan rendah kandungan metionin.
Emil Fiscker Tahun Emil Fiscker Tahun 19884 19884
Kompleks enzim-substrat, merupakan kesatuan gembok dan kunci ( lock and key )
Sisi aktif adalah bagian enzim tempat substrat bergabung sewaktu substrat diubah menjadi produk
Sisi aktif kaku dan khas bagi substrat
Struktur produk berbeda dengan struktur substrat
Daniel E, Kosh Land Daniel E, Kosh Land Jr(1973 )Jr(1973 )Membuktikan bahwa sisi aktif
enzim dapat diinduksi oleh substrat ( atau produk, bila reaksi nya terbalikkan ) yang menyebabkan perubahan konformasi (bentuk )yang memungkinkan terjadi kombinasi yang lebih cocok
Jenis Ikatan Enzim-Jenis Ikatan Enzim-SunstratSunstratIkatan kovalen , ionik, hidrogen
dan van der WallsIkatan kovalen dan ionik paling
penting pada energi pengaktifan suatu reaksi
Ikatan hidrogen dan interaksi vander waals berperan dalam orientasi struktural kompleks enzim substrat
Denaturasi EnzimDenaturasi EnzimBila struktur enzim berubah
sehingga substrat tidak dapat terikat maka aktifitas katalisisnya hilang
FISIOLOGI TUMBUHAN DAN FISIOLOGI TUMBUHAN DAN SEL TUMBUHAN SEL TUMBUHAN
Fisiologi Tumbuhan adalah :1. Ilmu yang mempelajari fungsi tumbuhan2.Pengangkutan air dan bahan terlarut
melalui lintasan pengangkutan yang khusus , air dari tanah merambat melalui akar, batang dan daun ke atmosfir
3.Garam organik dan molekul organik bergerak keberbagai arah dalam tumbuhan
4.Berbagai reaksi kimia berlangsung dalam setiap sel hidup. Mengubah bentuk air garam, mineral dan gas dari lingkaran menjadi bentuk jaringan yang terorganisasi serta berbagai organ tumbuhan
Postulat DasarPostulat Dasar1. Seluruh fungsi tumbuhan dapat
dipahami dengan dasar prinsip fisika dan kimia
2. Mempelajari tumbuhan sejati3. Sel merupakan satuan dasar
kehidupan semua organisme hidup terdiri dari sel yang memiliki nucleus ( inti ) yang terbungkus membran atau struktur serupa tapi tanpa membran, tidak ada kehidupan dalam satuan yang kecil dari pada sel. Sel hanya terjadi dari pembelahan sel yang ada
4. Sel Eukariot terdiri dari organel yang terbungkus membran, misalnya kloroplas , mitokhondria, nucleus, dan vokuola , sedangkan prokariot terdiri dari organel tanpa membran.
5. Sel ditandai makromolekul khusus seperti pati, selulosa yang terdiri dari ratusan atau ribuan gula dan molekul lain.
6. Sel memiliki mol makro seperti protein dan asam nucleat ( DNA dan RNA ) yang tersusun sebagai rantai .
Terdiri dari ratusan atau ribuan molekul sederhana yang terdiri dari 20 jenis atau lebih asam amino protein dan 4 dan 5 jenis nucleopeptida dalam asam nucleotida dalam asam nucleat.
Molekul Khas bagi kehidupan berisi informasi :DNA DNA = replikasiDNA RNA Protein Katalis Enzim ( faktor penentu bagi
fungsi kehidupan.7. Pada Organisme multi sel , sel tersusun membentuk
jaringan dan organ , dengan struktur dan fungsi berbeda
Contoh : jaringan tumbuhan yang khas adalah epidermis, korteks, jaringan pembuluh dan empulur. Organ utama tumbuhan yang berpembuluh adalah akar, batang, dan daun yang bisa berubah fungsi misalnya bunga.8. Organisme hidup adalah struktur yang tumbuh sendiri melalui proses yang disebut perkembangan meliputi :a.Pembelahan selb.Pembesaran selc.Spesialisasi sel atau defferensiasid.Melalui meristem daerah embrionik
9. Organisme tumbuh dan berkembang dilingkungan dan berinteraksi dengan lingkungan misalnya suhu, cahaya, gravitasi , angin, kelembaban.
10. Struktur tumbuhan berkaitan dengan fungsi
SEL TUMBUHAN SEL TUMBUHAN
Terdiri dari :1.Dinding sel selulosa2.Vokuola ( memberi
tekanan ,memperbesar volume serta luas permukaan walau dengan protoplasma sedikit
3.Plastida khususnya kloroplas
Dinding sel primer dimiliki oleh a.Sel muda yang sedang tumbuhb.Beberapa sel penyimpanc.Sel yang melakukan fotosintesis
di daund.Semua sel parenkime.Beberapa jenis sel lain
Sifat dinding sel primerSifat dinding sel primer
a. Tipis 1-3 µmb. Terbentuk selagi sel sedang tumbuhc. Membungkus protoplasma meliputi
membran plasma dan semua didalamnya
d. Melekat erat karena adanya tekanan dari cairan didalamnya
e. Lamela terdapat diantara dinding primer dengan sel – sel yang berdampingan
f. Dinding sel primer terdiri dari 9-25 % selulosa.
Dinding Sel SekunderDinding Sel Sekunder
a. Lebih tebal dari pada dinding primer, beberapa µm, terdiri dari :
41-45 % selulosa30 % hemi selulosa22-28 % ligninb. Bila sel berdinding sekunder
berhenti membesar maka lignin diendapkan di lamellla tengah dinding primer dan akhirnya dinding sekunder.
Protoplasma Eukariot Protoplasma Eukariot
Terdiri dari sitoplasma ( sitosolNucleus dan Vokuola bahan
ergastik
Adalah sel yang punya membran inti, sehingga terjadi pemisahan antara inti sel dan sitoplasma. Kesatuan inti sel dan sitoplasmanya disebut protoplasma. Sel eukariotik umumnya berukuran 10-100 µm. DNA berada di dalam inti sel yang dibungkus oleh membran inti. Sel eukariotik memiliki sejumlah organel yang memiliki fungsi spesifik. Contoh sel eukariotik adalah sel tumbuhan dan hewan. Bagiannya (1) nukleolus, (2)nukleus, (3) ribosom, (4) vesikel, (5) Retikulum Endoplasma Kasar (RE), (6) Badan Golgi, (7) Sitoskeleton, (8) Retikulum Endoplasma Halus, (9) Mitokondria, (10) Vakuola, (11) Sitoplasma, (12) Lisosom, (13) Sentriol within Sentrosom
Komponen Sitoplasma Komponen Sitoplasma a. Matriks berair yang kompleks dengan
banyak molekul dan suspensi koloidb. Sistem endomembran meliputi
retikulum endoplasam , badan golgi, selimut inti dan organel sel, mitokhondria dan plastid diselimuti selapis membran halus dan membran dalam yang berlekuk-lekuk
c. Ribosom , mikrotubul dan mikrofilamen bukan bagian sistem endomembran
1. Eukariot dan prokariot serupa2. Fungsi mengatur aliran masuk dan
keluar sel, termasuk proses osmosis yang terjadi karena air menembus membran
3. Struktur membran terdiri dari lapisan rangkap lipid dengan bagian hidrofilik ( cinta air ) Molekul lipid ada dibagian luar (menghasilkan garis gelap ) dan bagian lipofilik ( cinta lemak ) merangkap kedalam lapisan rangkap sehingga terbentuk ruangan yang terang.
1. Reticulum Endoplasma terdiri dari sisterma-sisterma /lekuk RE kasar dan RE halus
Berfungsi pada sistesis protein ( RE kasar ), sel yang mensintesis minyak-minyakan memiliki lebih banyak RE halus
Mengangkut enzim dan protein lain menembus membran plasma , pada proses sekresi.
2. Selimut intiKetebalan membran luar = 7,5 -10
nmKetebalan membran dalam = 7,5 nmKedua lapisan membran dipisahkan
oleh ruang perinucleus yang lebarnya 10-40 nm
Tebal seluruh selimut inti 25-27 nm
Membran vokuola atau tonoplasMembran tunggal , ada pada
tumbuhan dan sel cendawan, dan disebut membran vokuola
Plasmalema di sitoplasmaTonoplasma vokuolaMengendalikan potensial air sel
stomata-stomata
Aparatus golgi/perangkat Aparatus golgi/perangkat golgigolgiMikrokop elektron tampak seperti
tumpukan piring pipih yang berongga didalamnya , dengan tepian menggelembung dan dikelilingi benda bulat yaitu kantung golgi /diktiosom
Tiap tumpukan disebut diktiosom /benda golgi ( Tuan Camillo Golgi, yang menemukan benda tersebut dengan memakai cahaya 1898 )
Fungsi benda golgi untuk pertumbuhan plasmalema dan mengangkut bahan menuju dinding sel banyak ditemukan pada sel sekresi.
Benda mikroBenda mikroOrganel terbungkus oleh satu
membranDiameter 0,5- 1,5Yang paling penting peroksisom dan
glioksisom yang berperan dalam aktivitas kimia seltumbuhan
Peroksisom mengurai asam glikolat ( dari fotosintesis ) dan mendaur ulang molekul lain kembali ke kloroplas )
Glioksisom , mengurai lemak menjadi karbohidrat, selama dan sesudah perkencabahan biji
Oleosom dan butir proteinOleosom dan butir proteinOleosom berbentuk bulat dan
diselimuti oleh setengah membran yang mungkin berasal dari retikulum endoplasma. Kisaran diameternya antara 0,5-2,0 nm. Oleosom sebagian besar berisi bahan berlemak dan menjadi pusat sintesis dan
penyimpanan lemak (Salisbury dan Ross, 1995)
Tampak sebagai bulatan , batang atau kawat kecil dengan beragam bentuk dan ukuran.
a.Diameter 0.5-1 µm, panjang 1-4 µmb.Sel mempunyai ratusan –ribuan
mitokondria, tapi ganggang chloronella hanya mempunyai sebuah mitokhondria besar yang bercabang dan berliku
c.Mampu membelah dirid.Mempunyai DNA dan ribosom kecil
Plastid merupakan struktur khusus, diselimuti oleh sistem membran rangkap.
Membran dalamnya tidak berlipat-lipat. Plastid ada yang berwarna dan ada yang tidak berwarna. Plastid yang berwarna adalah kloroplas (mengandung pigmen hijau) dan kromoplas (mengandung pigmen lain) (Lakitan, 1993).
Kloroplas mengandung suatu sistem membran yang bernama tilakoid, yang
sering sambung menyambung membentuk tumpukan membran yang disebut grana.
Grana terbenam dalam stroma. Enzim yang mengendalikan fotosintesis terdapat di
membran tilakoid dan di stroma (Salisbury dan Ross, 1995osom
Kloroplas= Struktur dan Kloroplas= Struktur dan pigmen fotosintesispigmen fotosintesis
Pigmen :Terletak pada pigmen tilakoidAda 2 jenis klorofil hijau ( klorofil a
dan b )dan terdapat pigmen kuning sampai jingga ( karotenoid ) Terdiri dari karoten hidrokarbon murni dan xanthophyl ( mengandung oksigen)
Karotenoid ( termasuk xantofil ) terutama violaxantin yang berwarna kuning
Figmen KloroplasFigmen Kloroplas
Fungsi pigmen kloroplas:Melindungi klorofil dari kerusakan
akibat oksidasi yang tinggi saat tingkat penyinaran tinggi
Dijumpai DNA, RNA, ,Ribosom dan berbagai enzim
Terkumpul di stroma tempat berlangsungnya transkripsi dan translasi
DNA KloroplasDNA KloroplasTerdapat dalam 50 atau lebih lingkararan
jalur ganda melilit dalam setiap plastidGen Plastid :a.Menjadi semua molekul RNA pemindah
(± 30 )b.RNA ribosom ( 4 ) digunakan plastid
untuk translasic.Ada 85 gen yang menjadi protein yang
terlibat dalam transkripsi, translasi dan fotosintesis.
Gen nucleus menjadi sebagian besar protein di plaid
Fotosistem II ( FS II )Fotosistem II ( FS II )a. Pusat reaksi p 680 terdapat dikawasan
pinggir granab. Terdiri dari 6 polipeptida integral
( intrinsik ) yang berhubungan secara non-kovalen
c. Polipeptida disandi oleh genon kloroplasd. 2 polipeptida dengan bobot molekul 33
k Da ( Di) dan 31 k Da ( D2 ) mengikat P680 dan kuinon untuk oksidasi air.
e. 3 Pilipeptida pinggir ( ekstrinsik ) disandi oleh gen nucleus yang berhubungan dengan kompleks lumen, diduga membantu pengikatan Ca2+ dan Cl- untuk fotosintesis air
Kompleks IntiKompleks IntiMengandung 40 mol klorofil dan
beberapa mol ß- karoten, beberapa lipid membran ( galaktolipid ) 4 ion Mg, 1 Fe, 1-2 mol Ca 2+
Fotosintesis ( FS 1 )Fotosintesis ( FS 1 )
Menyerap energi cahaya terpisah dari FS II
Pusat reaksi P700 diikat oleh polipeptida dan polipeptida lain yang mengikat 50-100 molekul klorofil a beberapa ß karoten dan 3 pembawa elektron menuju NAD P+
Terletak hanya di tilakoid stroma dan didaerah tengah grana yang menghadap stroma
Fungsi Mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin.