SUBSTANSI GENETIKA DAN SINTESIS PROTEIN

DNA
DNA adalah rantai doble heliks berpilin yang berfungsi sebagi pewaris sifat dan sintesis protein.

Struktur DNA (deoxyribosenucleic acid) yaitu:
1. gula 5 karbon (deoksiribosa)
2. gugus fosfat
3. basa nitrogen.
Bentuk DNA adalah rantai double heliks berpilin ke kanan. Dalam DNA terdapat struktur-struktur di atas. Namun, jika diambil 1 lempeng yang mengandung ikatan fosfat, gula dan basa nitrogen, maka lempeng tersebut disebut nukleotida. Jika plat itu hanya basa nitrogen dan gula saja maka disebut nukleosida. Maka, DNA adalah polimer dari nukleotida.
Gula deoksiribosa pada DNA merupakan gula lima karbon yang kehilangan 1 atom oksigen. Gula deoksiribosa memegang basa nitrogen pada atom karbon nomor 1, sedangkan atom C nomor 5 berikatan dengan gugus fosfat. Gugus fosfat ini saling berikatan dengan gugus fosfat lainnya membentuk ikatan fosfodiester. Karena DNA merupakan rantai ganda dan atom-atom karbon mempunyai aturan diatas untuk mengikat basa nitrogen dan gugus fosfat maka satu rantai DNA terlihat berdiri tegak sedangkan rantai pasangannya justru terbalik. Maka pada notasi penulisan kode genetik DNA, ditulis 5’-kode genetik-3’, sedangkan untuk rantai pasangannya justru ditulis 3’-kode genetik-5’. Pengaturan ini disebut konfigurasi antiparalel.
Ada 4 jenis basa nitrogen yang berikatan pada DNA yaitu adenine, thymine, cytosine dan guanine. Berdasarkan struktur cincinnya, maka ada 2 kelompok basa nitrogen yaituu purin(adenine dan guanine yang bercincin 2) dan pirimidin(cytosine dan thymine yang bercincin satu, pada RNA, thymin diganti oleh uracil). Basa Purin selalu berpasangan dengan basa pirimidin melalui ikatan hidrogen. Adenine selalu berpasangan dengan hymine melalui 2 ikatan hidrogen sedangkan cytosine berpasangan dengan guanine melalui 3 ikatan hidrogen.

REPLIKASI DNA
Replikasi DNA berarti penggandaan. Ada 3 model replikasi DNA yaitu :
1. Model konservatif. Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA bereplikasi tanpa memisahkan rantai-rantainya
2. Model semi konservatif. Model ini menyatakan bahwa 2 rantai DNA berpisah kemudian bereplikasi
3. Model dispersig. Model ini menyatakan bahwa DNA terpecah menjadi potongan-potongan yang kemudian bereplikasi
Meselson dan Stahl membuktikan bahwa DNA bereplikasi sesuai model semi-konservatif.

Replikasi membutuhkan sesuatu untuk direplikasi, sesuatu yang mereplikasi dan batu bata yang membuat replikasi. DNA parental(DNA induk) bertindak sebagai cetakan (template). Proses replikasi terbagi atas 3 tahap:
• Inisiasi. Replikasi tidak berlangsung pada titik acak pada DNA namun berlangsung pada awal yang disebut tempat awal replikasi. Protein inisiator menempel pada daerah tersebut kemudian berikatan menyebatkan rantai heliks terbuka untuk menunjukkan satu rantai yang digunakan untuk membangun rantai baru.
• Elongasi. DNA polimerase bertugas untuk memasangkan basa nitrogen baru dengan rantai DNA lama sehingga terbentuklah rantai DNA yang baru. DNA polimerasememanmbahkan basa-basa baru ke ujung 3 rantai yang ada, kemudian mereka mensintesis dari arah 5’ ke 3’ dengan menyediakan rantai basa pasangan untuk cetakan. DNA polimerase juga butuh primer untuk memulai sintesis, primer ini bisa berupa pasangan basa nitrogen tertentu (Poly A atau TATA Box) atau rantai RNA
• Terminasi. Replikasi berakhir saat DNA Polimerase mengenali daerah basa nitrogen yang diulang-ulang, daerah ini disebut telomer.Maka terbentuklah rantai DNA yang baru.

Pada Sintesis protein, salah satu rantai DNA akan dikodekan oleh mRNA. Rantai yang dikodekan tersebut disebut DNA Sense atau DNA template, sedangkan rantai pasangannya yang tidak dicetak disebut DNA Antisense atau DNA Komplementer. Triplet kode-kode genetik DNA yang dikodekan oleh mRNA disebut kodogen.

RNA
Berbeda dengan DNA, RNA merupakan rantai panjang lurus yang berfungsi dalam sintesis protein. Terdapat 3 jenis RNA yaitu:
1. mRNA(messenger RNA atau RNA duta/RNAd), bertugas untuk mengkodekan kode genetik dari DNA untuk sintesis protein. Terdapat di anak inti.sel. Triplet kode genetik pada mRNA disebut kodon.
2. tRNA(transfer RNA atau RNAt), bertugas untuk mencocokkan triplet yang ada pada mRNA dengan protein yang sesuai. Terdapat di sitoplasma. Triplet kode genetik pada tRNA disebut antikodon.
3. rRNA(ribosomal RNA atau RNAr), bertugas untuk memasangkan kodon mRNA dengan antikodon tRNA dan menggeser rantai-rantai supaya terbentuk polipeptida(protein). Terdapat di ribosom.

Struktur RNA(ribosenucleic acid) yaitu
• Gula 5 karbon ribosa
• Gugus fosfat
• Basa nitrogen yang persis sama dengan basa nitrogen DNA namun pada mRNA thymine diganti dengan uracil.

PERSIAPAN SEBELUM SINTESIS PROTEIN
Sebelum sintesis protein dilakukan, perlulah diadakan persiapan yang menyeluruh, salah satunya pemasangan asam amino pada salah satu ujung tRNA. 1 asam amino harus diikatkan pasada salah satu ujung tRNA dengan antikodon yang benar, namun protein ini sesuai dengan kodon bukan antikodon. Enzim yang melakukan proses ini adalah enzim tRNA aminoasil sintetase. Enzim ini mengikatkan asam amino pada bagian sisi asam amino kemudian tRNA dengan antikodon spesifik untuk asam aminonya. tRNA dan asam amino berikatan pada enzim sebelum akhirnya dilepaskan.

SINTESIS PROTEIN
Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar yaitu:
1. Transkripsi. DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal, maka salah satu rantai DNA ditranskripsi(dicopy, istilah lainnya). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotida-nukleotida untuk berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mRNA. Contoh transkripsi:

Sense/Template 5’-TACCGACCGGGAAAT-3’
Antisense/Komplementer 3’-ATGGCTGGCCCTTTA-5’
mRNA 3’-AUGGCUGGCCCUUUA-5’

2. Translasi dan Sintesis. mRNA yang sudah terbentuk keluar dari anak inti sel menuju rRNA. Disana mRNA masuk ke rRNA diikuti oleh tRNA. Ketika antikodon pada tRNA cocok dengan kodon mRNA kemudian rantai bergeser ke tengah. Kodon mRNA berikutnya dicocokkan dengan tRNA kemudian asam amino yang pertama berikatan dengan asam amino kedua. tRNA pertama keluar dari rRNA. Proses ini berlangsung hingga kodon stop, ribosom subunit besar dan kecil terpisah, mRNA dan tRNA keluar dari ribosom.

mRNA 3’-AUGGCUGGCCCUUUA-5’
tRNA 5’-UACCGACCGGGAAAU-3’


KODE GENETIK
Protein yang terbentuk dalam sintesis protein mengikuti kode genetik berdasarkan kode genetik mRNA(kodon). Kode genetik itu berbentuk triplet sehingga terjadi kelimpahan kode untuk protein. 1 protein bisa mempunyai lebih dari 1 triplet genetik. Yang perlu diingat adalah triplet untuk kodon start(awal) untuk sintesis protesin dan stop untuk menghentikan proses sintesis protein.
Kodon start: AUG, proteinnya methionine
Kodon stop : UAA,UAG, UGA


Huruf Kedua
Huruf pertama U C A G Huruf Ketiga
U UUU Phe UCU Se UAU Tyr UGU Cys U
UUC UCC UAC UGC C
UUA Leu UCA UAA Stop UGA Stop A
UUG UCG UAG Stop UGG Trp G
C CUU Leu CCU Pro CAU His CGU Arg U
CUC CCC CAC CGC C
CU CCA CAA Gln CGA A
CUG CCG CAG CGG G
A AUU Ile ACU Thr AAU Asn AGU Ser U
AUC ACC AAC AGC C
AUA ACA AAA Lys AGA Arg A
AUG Met ACG AAG AGG G
G GUU Val GCU Ala GAU Asp GGU Gly U
GUC GCC GAC GGC C
GUA GCA GAA Glu GGA A
GUG GCG GAG GGG G

Rumus cepat:mRNA=DNA komplementer=DNA antisense=kode protein
tRNA=DNA template=DNA sense=kodogen
Dari DNA ke RNA, T diganti menjadi U.

METABOLISME SEL:KATABOLISME

METABOLISME SEL:KATABOLISME

Berbagai reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup untuk mempertahankan hidup disebut metabolisme.
Metabolisme terbagi menjadi 2 bagian, yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah reaksi kimia yang memerlukan energi untuk membentuk senyawa kompleks dari senyawa sederhana. Katabolisme adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana.
Dalam tubuh organisme, terdapat ribuan proses kimia yang berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena itu, produk suatu enzim bisa menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua reaksi kimia dalam organisme hidup diatur dengan mengatur kerja katalisator.

ENZIM
Enzim merupakan pemercepat laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi didalamnya, atau disebut juga katalisator. Karena enzim terdapat di dalam organisme hidup maka enzim disebut biokatalisator. Enzim bekerja spesifik(hanya dapat mengikat 1 jenis substrat) dan diperlukan dalam jumlah sedikit.

Sebagian besar enzim terdiri dari protein globular(apoenzim) dengan 1 atau lebih celah yang disebut sisi aktif pada permukaannya. Substrat menempel pada sisi aktif enzim dan membentuk kompleks enzim-substrat. Disini energi aktivasi untuk memutuskan ikatan kimia atau membentuk ikatan kimia baru substrat diturunkan. Setelah proses selesai, substrat sudah menjadi produk dan segera lepas enzim, sehingga enzim dapat bekerja mengikat substrat lagi.

Enzim bekerja secara reversible dan berulang-ulang. Dengan kata lain, suatu enzim dapat merubah substrat menjadi produk dan produk kembali menjadi substrat. Enzim bekerja mengikat substrat baru setelah produk dihasilkan sampai kebutuhan akan produk sudah terpenuhi.

Kerja katalis enzim dipengaruhi oleh konsentrasi substrat dan enzim yang bekerja itu sendiri. Apapun yang mempengaruhi enzim dapat merubah struktur 3 dimensinya dan kemampuannya untuk mengikat substra. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim:
1. Suhu. Menaikkan suhu pada reaksi yang tidak dikatalisasi dapat meningkatkan laju reaksi kimianya karena tambahan energi meningkatkan pergerakan molekul. Laju reaksi terkatalisasi-enzim juga ditingkatkan oleh suhu, tapi hanya mencapai titik yang disebut suhu optimum. Dibawah suhu ini, ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik yang menentukan bentuk enzim tidak cukup fleksibel untuk mengizinkan pengikatan optimal untuk katlis. Di bawah suhu, gaya ini terlalu lemah untuk menahan bentuk enzim melawan kenaikan pergerakan acak atom-atom pada enzim. Pada suhu yang lebih tinggi, enzim terdenaturasi, struktur proteinnya berubah sehingga tidak bisa digunakan untuk reaksi kimia alias rusak. Namun, pada suhu yang rendah, enzim menjadi tidak aktif.
2. pH. Interaksi ionik antara residu asam amino yang berlawanan muatan, seperti asam glutamat(-) dan lisin(+), juga menyanggah enzim bersama. Interaksi ini sangat sensitif konsentrasi ion dimana biasanya enzim terlarut karena begitu konsentrasinya berubah, keseimbangan antara residu asam amino yang bermuatan positif dan negatif akan berubah. Karena itu, kebanyakan enzim bekerja pada pH optimum dari 6-8. Namun, enzim yang bekerja pada kondisi yang sangat asama, seperti pepsin, dpat mempertahankan bentuk 3 dimensional proteinnya di dalam konsentrasi tinggi ion hidrogen.
3. Penghambat (inhibitor) dan pengaktivasi (aktivator). Kerja enzim sangat sensitif terhadap kehadiran substansi yang dapat mengikat enzim dan menyebabkan bentuk enzim itu berubah. Namun, melalui substansi ini, sel dapat mengatur kapan enzim aktif dan tidak aktif pada waktu tertentu. Kemampuan ini membuat sel dapat meningkatkan efisiensi dan mengontrol perubahan karakteristik selama perkembangn. Substansi yang mengikat enzim dan menurunkan aktivitasnya disebut inhibitor(penghambat). Banyak kejadian bahwa dimana suatu produk akhir dari jalur metabolisme menjadi penghambat pada reaksi awal., proses ini disebut mekanisme penghambat. Penghambatan ini ada 2 cara: penghambat kompetitif yang melekat pada sisi aktid enzim sehingga enzim tidak dapat berikatan dengan substrat dan penghambat non-kompetitif yang berikatan pada bagian lain enzim sehingga bentuk sisi aktif enzim berubah dan tidak dapat berikatan dengan substrat. Cara yang sama digunakan untuk mengaktivasi enzim. Pengaktivasi allosterik mengikat pada bagianlain enzim(allosterik) dan membuat enzim bekerja lebih dari biasanya.
4. Kofaktor enzim. Fungsi enzim biasanya diikuti oleh suatu zat kimia yang disebut kofaktor, yang bisa berupa ion besi. Jika kofaktornya adalah molekul organik nonprotein maka disebut koenzim.

ATP
Semua transaksi kimia di dalam sel menggunakan mata uang energi yaitu nukleotidak Adenosin Trifosfat, yang memberi energi untuk setiap kegiatan sel.

ATP tersusun oleh 3 bagian yaitu gula 5 karbon yaitu ribosa, basa nitrogen purin dengan 2 cincin karbon-nitrogen, adenin dan rantai 3 fosfat.

Rahasia bagaimana ATP menyimpan energi terdapat pada grup trifosfatnya. Grup fosfat ini sangat bermuatan negatif dan mereka berikatan satu sama lain dengan kuat, namun ikatan kovalen yang menggabungkan fosfat tidak stabil. Ikatan yang tidak stabil ini membuat fosfta di dalam ATP punya energi aktivasi yang rendah dan mudah putus akibat hidrolisis. Saat putus, mereka mengluarkan jumlah energi yang besar. Dengan kata lain, hidrolisis ATP mempnuyai ∆G negatif dan energi yang dikeluarkan dapat digunakan untuk aktivitas.
Dalam sebagian reaksi yang melibatkan ATP, hanya ikatan fosfat berenergi tinggi paling luar saja yang dihidrolisis, memisahkan grup fosfat yang paling akhir. Saat ini terjadi, ATP menjadi Adenoisin Difosfat(ADP) ditambah 1 fosfat anorganik(Pi). 2 terminal gugus fofat paling luar bisa dihidrolisis sehingga tersisa Adenosin Monofosfat(AMP), namun gugus fosfat yang terakhir ini tidak berenergi tinggi.


KATABOLISME : RESPIRASI SELULER
Tumbuhan, alga dan beberapa bakteri mengambil energi dari sinar matahari melalui fotosintesis, merubah energi cahaya menjadi energi kimia, untuk digunakan membuat makanan disebut organisme autotrof.. Sebaliknya, oprganisme yang hidup dari hasil produksi organisme autotrof atau tidak bisa membuat makan sendiri disebut organisme heterotrof. Organisme heterotrog memecah makanan mereka menjadi energi. Proses oksidasi senyawa organik untuk mendapat energi dari pemutusan ikatan kimia pada tingkatan sel disebut respirasi seluler. Ada 2 macam respirasi yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.

RESPIRASI AEROB
Proses repirasi disebut aerob karena dibutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron, selain itu disebut respirasi anaerob atau fermentasi. Respirasi aerob terdapat 4 tahap utama yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Siklus Krebs dan Transpor Elektron.

Glikolisis adalah 10 tahap pertama biokimia yang menghasilkan ATP pada fosforilasi tingakt substrat. Untuk 1 molekul glukosa, 2 ATP digunakan pada 3 tahap pertama dan 4 ATP dihasilkan pada 4 tahap terakhir. Hasil kotor glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat(3C), 2 ATP, 2 NADH dan 2 H2O. Glikolisis terjadi di sitosol/sitoplasma dan bisa dianggap proses anaerob karena belum menggunakan oksigen. Ringkasan tahapan glikolisis:
• Fosforilasi glukosa oleh ATP
• Penyusunan kembali struktur glukosa yang terfosforilasi, diikuti oleh fosforilasi kedua.
• Molekul glukosa(6C) akhirnya pecah menjadi 2 senyawa 3 karbon berlainan yaitu Glyceraldehyde 3 phosphate (G3P atau PGAL) dan satunya lagi yaitu Dihydroxylacetone phosphate (DHAP). DHAP segera diubah menjadi PGAL oleh enzim isomerase. (Proses perubahan ini mencapai kesetimbangan di dalam tabung reaksi namun hal ini tidak terjadi di dalam tubuh makhluk hidup)
• Oksidasi yang diikuti oleh fosforilasi dari fosfat anorganik(bukan dari ATP) menghasilkan 2 NADH dan 2 molekul difosfogliserat(BPG/PGA), masing-masing dengan 1 ikatan fosfat berenergi tinggi
• Pelepasan ikatan berenergi tinggi dengan 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan meninggalkan 2 molekul fosfogliserat(PGA)
• Pelepasan air menyebabkan 2 molekul fosfoenolpiruvat dengan ikatan fosfat energi tinggi
• Pelepasan fosfat energi tinggi oleh 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan hasil akhir glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat.

Enzim-enzim dalam proses glikolisis yaitu:
-Heksokinase: Fosforilasi glukosa oleh ATP sehingga menghasilkan glukosa 6 fosfat
-Fosfoglukoisomerase: Penyusunan molekul glukosa terfosforilasi menjadi fruktosa terfosforilasi(fruktosa 6 fosfat)
-Fosfofruktokinase: Fosforilasi fruktosa 6 fosfat oleh ATP sehingga menghasilkan Fruktosa 1,6 Difosfat
-Aldolase:Memecah fruktosa 1,6 difosfat menjadi dihidroksilaseton fosfat dan gliseraldehida 3 fosfat
-Isomerase:Mengubah semua dihidroksilaseton fosfat menjadi gliseraldehida 3 fosfat
-Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase atau triosa fosfat dehidrogenase: Fosforilasi Gliseraldehida 3 fosfat oleh fosfat anorganik dari sitosol, oksidasi untuk membentuk NADH sehingga menghasilkan 1,3 difosfogliserat
-Fosfogliserokinase: Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP sehingga menghasilkan 3 fosfogliserat
-Fosfogliseromutase: Merubah 3 fosfogliserat menjadi 2 fosfogliserat
-Enolase Menghasilkan air sehingga terbentuk fosfoenolpiruvat
-Piruvat kinase Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP sehingga hasil akhir berupa asam piruvat

Dekarboksilasi oksidatif adalah tahap kedua dimana 2 molekul asam piruvat yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa dirubah menjadi senyawa berkarbon 2 yaitu asetil CoA(asetil koenzim A) dengan melepaskan 2 CO2 dan 2 NADH. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di dalam membran luar mitokondria. Enzim yang berperan adalah CoA dan piruvat dehirogenase yang berfungsi mereduksi piruvat sehingga melepaskan Co2 dan NADH serta berikatan dengan piruvat tereduksi(asetil) untuk dibawa ke mitokondria.

Siklus Krebs adalah tahap ketiga dengan 9 reaksi dimana gugus asetil dari piruvat dioksidasi sehingga menghasilkan NADH, FADH, ATP dan CO2. Siklus ini dinamakan siklus Krebs karena ditemukan oleh Hans Krebs. Siklus Krebs bisa disbut juga siklus asam sitrat karena senyawa yang pertama kali terbentuk adalah asam sitrat. Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria dan ringkasan tahapannya sebagai berikut:
• Asetil CoA ditambah Oksaloasetat menghasilkan molekul sitrat yang berkarbon 6.
• Penyusunan kembali molekul sitrat dan dekarboksilasi. 5 reaksi berikutnya menyederhanakan sitrat ke molekul 5 karbon dan kemudian ke molekul 4 karbon yaitu suksinat. Selama reaksi ini berlangsung, dihasilkan 2 NADH dan 1 ATP.
• Regenerasi oksaloasetat. Suksinat melewati 3 reaksi tambahan untuk menjadi oksaloasetat. Selama proses ini, dihasilkan 1 NADH dan 2 FADH.

Enzim-enzim yang digunakan:
-Sitrat sintetase: Membentuk sitrat dari oksaloasetat dan asetil CoA. Kerja enzim ini irreversible dan terhambat saat konsentrasi ATP tinggi dan dipicu ketika konsentrasi ATP rendah
-Akonitase: Penyusunan kembali molekul sitrat dengan memindahkan gugus H dan OH pada karbon berlainan, membentuk isositrat
-Isositrat dehidrogenase: Mengoksidasi isositrat sehingga dihasilkan NADH dan CO2, sehingga isositrat berubah menjadi molekul 5 karbon, α ketoglutarat
-α ketoglutarat dehidrogenase: Mengoksidasi α ketoglutarat membentuk gugus suksinil yang bersatu dengan Coa sehingga terbentuk suksinil CoA
-Suksinil KoA sintetase: Pelepasan ikatan antara gugus suksinil dan KoA untuk dijadikan ATP sehingga molekul tersisa menjadi Suksinat
-Suksinat dehidrogenase: Mengoksidasi suksinat menjadi fumarat dan menghasilkan FADH
-Fumarase: Menambahkan air ke fumarat untuk membentuk malat
-Malat dehidrogenase: Mengoksidasi malat dan melepaskan NADH sehingga terbentuk kembali oksaloasetat

Rantai transport elektron adalah proses terakhir untuk mengahsilkan ATP, H2O yang terjadi di membran dalam/krista mitokondria. Pada tahap ini, elektron yang dibawa oleh NADH ditransfer ke berbagai pembawa elektron supaya energinya bisa digunakan untuk memompa proton. Gradien proton yang dibuat oleh transpor elektron digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP. Proses pemompaan proton untuk menghasilkan ATP juga disebut kemiosmosis.

Enzim-enzim yang terlibat anatara lain NADH dehidrogenase (melepaskan ion H dari NAD dan mengoper elektron ke ubiquinon), ubiquinon (mengoper elektron ke komplek protein sitrokrom), kompleks bc1 (memompa proton dan mengoper elektron ke sitrokrom c), sitokrom c (mereduksi oksigen dengan 4 elektron membentuk air), ATP sintase (memompa proton untuk menghasilkan ATP).

Hasil akhir respirasi seluler:
1. Glikolisis, hasil 2 ATP, 2 piruvat, 2 NADH, 2 H2O
2. Dekarboksilasi oksidatif, hasil 2 NADH, 2 CO2
3. Siklus Krebs, hasil 6 HADH, 2 FADH, 4 CO2, 2 ATP
4. Transpor elektron, hasil 34 ATP, H2O.

Jumlah bersih ATP : 38 ATP(36 ATP karena 2 ATP dipakai untuk memasukkan NADH ke mitokondria, 30 ATP karena membran mitokondria agak bocor sehingga proton bisa lewat tanpa melalui ATP sintase dan mitokondria terkadang memakai gradien proton untuk keperluan lain seperti memasukkan piruvat ke matriks daripada sintesis ATP).

RESPIRASI ANAEROB
Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi.

Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus Co2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon, asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan.

Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam laktat yang menyebabkan pegal-pegal.

Sistem Imun

SISTEM IMUN

Sistem imun adalah serangkaian molekul, sel dan organ yang bekerja sama dalam mempertahankan tubuh dari serangan luar yang dapat mengakibatkan penyakit, seperti bakteri,jamur dan virus. Kesehatan tubuh bergantung pada kemampuan sistem imun untuk mengenali dan menghancurkankan serangan ini.

Sistem imun memiliki beberapa fungsi bagi tubuh, yaitu sebagai:

• Penangkal “benda” asing yang masuk ke dalam tubuh
• Untuk keseimbangan fungsi tubuh terutama menjaga keseimbangan komponen tubuh yang telah tua
• Sebagai pendeteksi adanya sel-sel abnormal, termutasi atau ganas, serta menghancurkannya.

Sistem imun menyediakan kekebalan terhadap suatu penyakit yang disebut imunitas. Respon imun adalah suatu cara yang dilakukan tubuh untuk memberi respon terhadap masuknya patogen atau antigen tertentu ke dalam tubuh.

Sistem pertahanan tubuh terbagi atas 2 bagian yaitu:

· Pertahanan non spesifik, merupakan garis pertahan pertama terhadap masuknya serangan dari luar. Pertahanan non spesifik terbagi atas 3 bagian yaitu :

1. Pertahanan fisik :kulit, mukosa membran

2. Pertahanan kimiawi: saliva,air mata, lisozim(enzim penghancur)

3. Pertahanan biologis: sel darah putih yang bersifat fagosit(neutrofil,monosit,acidofil),protein antimikroba dan respon pembengkakan(inflammatory)

· Pertahanan spesifik, dilakukan oleh sel darah putih yaitu sel darah putih Limfosit. Disebut spesifik karena: dilakukan hanya oleh sel darah putih Limfosir, membentuk kekebalan tubuh, dipicu oleh antigen (senyawa asing) sehingga terjadi pembentukan antibodi dan setiap antibodi spesifik untuk antigen tertentu. Limfosit berperan dalam imunitas yang diperantarai sel dan anibodi.

KOMPONEN DALAM SISTEM IMUN

Komponen utama dalam sistem imun selain yang telah disebutkan diatas, adalah sel darah putih. Sistem kekebalan tubuh berkaitan dengan sel darah putih atau leukosit. Berdasarkan adanya bintik-bintik atau granular, Leukosit terbagi atas :

2. Granular, memiliki bintik-bintik. Leukosit granular yaitu Basofil, Acidofil/Eosinofil dan Neutrofil.
3. Agranular, tidak memiliki bintik-bintik . Leukosit Agranular yaitu Monosit dan Limfosit.

Selain itu, ada juga sel bernama Macrophage(makrofag), yang biasanya berasal dari monosit. Makrofag bersifat fagositosis, menghancurkan sel lain dengan cara memakannya. Kemudian, pada semua limfosit dewasa, permukaannya tertempel reseptor antigen yang hanya dapat mengenali satu antigen. Ada juga Sel Pemuncul Antigen(Antigen Presenting Cells). Saat antigen memasuki memasuki sel tubuh, molekul tertentu mengikatkan diri pada antigen dan memunculkannya di hadapan limfosit. Molekul ini dibuat oleh gen yang disebut Major Histocompability Complex(MHC) dan dikenal sebagai molekul MHC. MHC 1 menghadirkan antigen di hadapan Limfosit T pembunuh dan MHC II menghadirkan antigen ke hadapan Limfosit T Pembantu.

Limfosit berperan utama dalam respon imun diperantarai sel. Limfosit terbagi atas 2 jenis yaitu Limfosit B dan Limfosit T. Berikut adalah perbedaan antara Limfosit T dan Limfosit B.

Limfosit B	Limfosit T
Dibuat di sumsum tulang yaitu sel batang yang sifatnya pluripotensi(pluripotent stem cells) dan dimatangkan di sumsum tulang(Bone Marrow)	Dibuat di sumsum tulang dari sel batang yang pluripotensi(pluripotent stem cells) dan dimatangkan di Timus
Berperan dalam imunitas humoral	Berperan dalam imunitas selular
Menyerang antigen yang ada di cairan antar sel	Menyerang antigen yang berada di dalam sel
Terdapat 3 jenis sel Limfosit B yaitu : · Limfosit B plasma, memproduksi antibodi · Limfosit B pembelah, menghasilkan Limfosit B dalam jumlah banyak dan cepat · Limfosit B memori, menyimpan mengingat antigen yang pernah masuk ke dalam tubuh	Terdapat 3 jenis Limfosit T yaitu: · Limfosit T pempantu (Helper T cells), berfungsi mengantur sistem imun dan mengontrol kualitas sistem imun · Limfosit T pembunuh(Killer T cells) atau Limfosit T Sitotoksik, menyerang sel tubuh yang terinfeksi oleh patogen · Limfosit T surpressor (Surpressor T cells), berfungsi menurunkan dan menghentikan respon imun jika infeksi berhasil diatasi

PROSES PERTAHANAN NON SPESIFIK TAHAP PERTAMA

Proses pertahanan tahap pertama ini bisa juga diebut kekebalan tubuh alami. Tubuh memberikan perlawanan atau penghalang bagi masuknya patogen/antigen. Kulit menjadi penghalan bagi masuknya patogen karena lapisan luar kulit mengandung keratin dan sedikit air sehingga pertumbuhan mikroorganisme terhambat. Air mata memberikan perlawanan terhadap senyawa asing dengan cara mencuci dan melarutkan mikroorganisme tersebut. Minyak yang dihasilkan oleh Glandula Sebaceae mempunyai aksi antimikrobial. Mukus atau lendir digunakan untuk memerangkap patogen yang masuk ke dalam hidung atau bronkus dan akan dikeluarkjan oleh paru-paru. Rambut hidung juga memiliki pengaruh karenan bertugas menyaring udara dari partikel-partikel berbahaya. Semua zat cair yang dihasilkan oleh tubuh (air mata, mukus, saliva) mengandung enzimm yang disebut lisozim. Lisozim adalah enzim yang dapat meng-hidrolisis membran dinding sel bakteri atau patogen lainnya sehingga sel kemudian pecah dan mati. Bila patogen berhasil melewati pertahan tahap pertama, maka pertahanan kedia akan aktif.

PROSES PERTAHANAN NON SPESIFIK TAHAP KEDUA

Inflamasi merupakan salah satu proses pertahanan non spesifik, dimana jika ada patogen atau antigen yang masuk ke dalam tubuh dan menyerang suatu sel, maka sel yang rusak itu akan melepaskan signal kimiawi yaitu histamin. Signal kimiawi berdampak pada dilatasi(pelebaran) pembuluh darah dan akhirnya pecah. Sel darah putih jenis neutrofil,acidofil dan monosit keluar dari pembuluh darah akibat gerak yang dipicu oleh senyawa kimia(kemokinesis dan kemotaksis). Karena sifatnya fagosit,sel-sel darah putih ini akan langsung memakan sel-sel asing tersebut. Peristiwa ini disebut fagositosis karena memakan benda padat, jika yang dimakan adalah benda cair, maka disebut pinositosis. Makrofag atau monosit bekerja membunuh patogen dengan cara menyelubungi patogen tersebut dengan pseudopodianya dan membunuh patogen dengan bantuan lisosom. Pembunuh dengan bantuan lisosom bisa melalui 2 cara yaitu lisosom menghasilkan senyawa racun bagi si patogen atau lisosom menghasilkan enzim lisosomal yang mencerna bagian tubuh mikroba. Pada bagian tubuh tertentu terdapat makrofag yang tidak berpindah-pindah ke bagian tubuh lain, antara lain : paru-paru(alveolar macrophage), hati(sel-sel Kupffer), ginjal(sel-sel mesangial), otak(sel–sel microgial), jaringan penghubung(histiocyte) dan pada nodus dan spleen. Acidofil/Eosinofil berperan dalam menghadapi parasit-parasit besar. Sel ini akan menempatkan diri pada dinding luar parasit dan melepaskan enzim penghancur dari granul-granul sitoplasma yang dimiliki. Selain leukosit, protein antimikroba juga berperan dalam menghancurkan patogen. Protein antimikroba yang paling penting dalam darah dan jaringan adalah protein dari sistem komplemen yang berperan penting dalam proses pertahan non spesifik dan spesifik serta interferon. Interferon dihasilkan oleh sel-sel yang terinfeksi oleh virus yang berfungsi menghambat produksi virus pada sel-sel tetangga. Bila patogen berhasil melewati seluruh pertahanan non spesifik, maka patogen tersebut akan segera berhadapan dengan pertahanan spesifik yang diperantarai oleh limfosit.

PERTAHANAN SPESIFIK: IMUNITAS DIPERANTARAI ANTIBODI

Untuk respon imun yang diperantarai antibodi, limfosit B berperan dalam proses ini, dimana limfosit B akan melalui 2 proses yaitu respon imun primer dan respon imun sekunder.

Jika sel limfosit B bertemu dengan antigen dan cocok, maka limfosit B membelah secara mitosis dan menghasilkan beberapa sel limfosit B. Semua Limfosit b segera melepaskan antibodi yang mereka punya dan merangsang sel Mast untuk menghancurkan antigen atau sel yang sudah terserang antigen untuk mengeluarkan histamin. 1 sel limfosit B dibiarkan tetap hidup untuk menyimpan antibodi yang sama sebelum penyerang terjadi. Limfosit B yang tersisa ini disebut limfosit B memori. Inilah proses respon imun primer. Jika suatu saat, antigen yang sama menyerang kembali, Limfosit B dengan cepat menghasilkan lebih banyak sel Limfosit B daripada sebelumnya. Semuanya melepaskan antibodi dan merangsang sel Mast mengeluarkan histamin untuk membunuh antigen tersebut. Kemudian, 1 limfosit B dibiarkan hidup untuk menyimpan antibodi yang ada dari sebelumnya. Hal ini menyebabkan kenapa respon imun sekunder jauh lebih cepat daripada respon imun primer.

Suatu saat, jika suatu individu lama tidak terkena antigen yang sama dengan yang menyerang sebelumnya, maka bisa saja ia akan sakit yang disebabkan oleh antigen yang sama karena limfosit B yang mengingat antigen tersebut sudah mati. Limfosit B memori

biasanya berumur panjang dan tidak memproduksi antibodi kecuali dikenai antigen spesifik. Jika tidak ada antigen yang sama yang menyerang dalam waktu yang sangat lama, maka Limfosit b bisa saja mati, dan individu yang seharusnya bisa resisten terhadap antigen tersebut bisa sakit lagi jika antogen itu menyerang, maka seluruh proses respon imun harus diulang dari awal.

PERTAHANAN SPESIFIK:IMUNITAS DIPERANTARAI SEL

Untuk respon imun yang diperantarai sel, Limfosit yang berperan penting adalah limfosit T.

Jika suatu saat ada patogen yang berhasil masuk dalam tubuh kemudian dimakan oleh suatu sel yang tidak bersalah(biasanya neutrofil), maka patogen itu dicerna dan materialnya ditempel pada permukaan sel yang tidak bersalah tersebut. Materi yang tertempel itu disebut antigen. Respon imun akan dimulai jika kebetulan sel tidak bersalah ini bertemu dengan limfosit T yang sedang berpatroli, yaitu sel tadi mengeluarkan interleukin 1 sehingga limfosit T terangsang untuk mencocokkan antibodi dengan antigennya. Permukaan Limfosit T memiliki antibodi yang hanya cocok pada salah satu antigen saja. Jadi, jika antibodi dan antigennya cocok, Limfosit T ini, yang disebut Limfosit T pembantu mengetahui bahwa sel ini sudah terkena antigen dan mempunyai 2 pilihan untuk menghancurkan sel tersebut dengan patogennya. Pertama, Limfosit T pembantu akan lepas dari sel yang diserang dan menghasilkan senyawa baru disebut interleukin 2, yang berfungsi untuk mengaktifkan dan memanggil Limfosit T Sitotoksik. Kemudian, Limfosit T Sitotoksik akan menghasilkan racun yang akan membunuh sel yang terkena penyakit tersebut. Kedua, Limfosit T pembantu bisa saja mengeluarkan senyawa bernama perforin untuk membocorkan sel tersebut sehingga isinya keluar dan mati.

JENIS-JENIS ANTIBODI

Antibodi adalah protein berbentuk Y dan disebut Immunoglobulin(Ig), hanya dibuat oleh Limfosit B. Antibodi berikatan dengan antigen pada akhir lengan huruf Y. Bentuk lengan ini akan menentukkan beberapa macam IG yang ada, yaitu IgM, IgG, IgA,IgE dan IgD. Saat respon imun humoral, IgM adalah antibodi yang pertama kali muncul. Jenis lainya akan muncul beberapa hari kemudian. Limfosit B akan membuat Ig yang sesuai saat interleukin dikeluarkan untuk mengaktifkan Limfosit T saat antigen menyerang.

Antibodi juga dpat menghentikan aktivitas antigen yang merusak dengan cara mengikatkan antibodi pada antigen dan menjauhkan antigen tersebut dari sel yang ingin dirusak. Proses ini dinamakan neuralisasi. Semua Ig mempunyai kemampuan ini. Antibodi juga mempersiapkan antigen untuk dimakan oleh makrofag. Antobodi mengikatkan diri pada antigen sehingga permukaannya menjadi lebih mudah menempel pada makrofag. Proses ini disebut opsonisasi.

IgM dan IgG memicu sistem komplemen, suatu kelompok protein yang mempunyai kemampuan unutk memecah membran sel. IgMdan IgG bekerja paling maksimal dalam sistem sirkulasi,IgA dapat keluar dari peredaran darah dan memasuki cairan tubuh lainnya. IgA berperan penting untuk menghindarkan infeksi pada permukaan mukosa. IgA juga berperan dalam resistensi terhadap banyak penyakit. IgA dapat ditemukan pada ASI dan membantu pertahanan tubuh bayi.IgD merupakan antibodi yang muncul untuk dilibatkan dalam inisiasi respon imun. IgE merupakan antibodi yang terlibat dalam reaksi alergi dan kemungkinan besar merespon infeksi dari protozoa dan parasit.

Antibodi tidak menghancurkan antigen secara langsung, akan tetapi menetralkannya atau menyebabkan antigen ini menjadi target bagi proses penghancutan oleh mekanisme opsonosasi, aglutinasi,presipitasi atau fiksasi komplemen. Opsonisasi, aglutinasi dan presipitasi meningkatkan proses fagositosis dari komplek antigen-antibodi sementara fiksasi komplemen memicu proses lisis dati protein komplemen pada bakteri atau virus.

KELAINAN SISTEM IMUN:ALERGI

Alergi, kadang disebut hipersensitivitas, disebabkan respon imun terhadap antigen. Antigen yang memicu alergi disebut allergen. Reaksi alregi terbagi atas 2 jenus yaitu:reaksi alergi langsung dan reaksi alergi tertunda.

Reaksi alergi langsung disebabkan mekanisme imunitas humoral. Reaksi ini disebabkan oleh prosuksi antibodi IgE berlebihan saat seseorang terkena antigen. Antibodi IgE tertempel pada sel Mast,leukosit yang memiliki senyawa histamin. Sel mAst banyak terdapat pada paru-paru sehingga saat antibodi IgE menempel pada sel Mast, Histamin dikeluarkan dan menyebabkan bersin-bersin dan mata berair.

Reaksi alergi tertunda disebabkan oleh perantara sel. Contoh yang ekstrim adalah saat makrofag tidak dapat menelan antigen atau menghancurkannya. Akhirnya Limfosit T segera memicu pembengkakan pada jaringan.

KELAINAN SISTEM IMUN:PENOLAKAN ORGAN TRANSPLANTASI

Sistem imun menyerang sesuatu yang dianggap asing di dalam tubuh individu normal, yang diserang adalah organ transplantasi. Saat organ ditransplantasikan, MHC organ donor dikenali sebagai senyawa sing dan kemudian diserang. Untuk mengatasi hal ini, ilmuwan mencari donor transplantasi yang MHC punya banyak kesamaan dengan milik si resipien. Resipien organ tranplantasi juga diberi obat untuk menekan sistem imun mereka dan menghindarkan penolakan dari organ transplantasi.

Jika organ tranplantasi mengandung Limfosit T yang berbeda jenisnya dengan Limfosit T milik donor seperti pada cangkok sumsum tulang, Limfosit T dari organ tranplantasi ini bisa saja menyerang organ dan jaringan donor. Unutk mengatasi hal ini, ilmuwan meminimalisir reaksi graft versus host(GVH) dengan cara menghilangkan semua Limfosit T dewasa sebelum dilakukan tranplantasi.

KELAINAN SITEM IMUN:DEFISIENSI IMUN

Salah satu penyakit defisiensi sistem imun yaitu AIDS(Acquired Immune deficiency Syndrome) yang disebabkan oleh HIV(Human Immunodeficiency Virus). HIV menyerang Limfosit T pembantu karena Limfosit T pembantu mengatur jalannya kontrol sistem imun. Dengan diserangkan Limfosit T pembantu, maka pertahanan tubuh akan menjadi lemah. Defisiensi sistem imun dapata terjadi karena radiasi yang menyebabkan turunnya produksi limfosit. Sindrom DiGeorge adalah kelainan sistem imun yang disebabkan karena penderita tidak punya timus dan tidak dapat memproduksi Limfosit T dewasa. Orang dengan kelainan ini hanya bisa mengandalkan imunitas humoralnya secara terbatas dan imunitas diperantarai selnya sangat terbatas. Contoh ekstrim penyakit defisiensi sistem imun yang diturunkan secara genetika adalah Severe Combined Immuno Deficiency(SCIED). Penderita SCID tidak punya Limfosit B dan T maka ia harus diisolasi dari lingkungan luar dan hidup dengan betul-betul steril karena mereka bisa saja mati disebabkan oleh infeksi.

KELAINAN SISTEM IMUN:PENYAKIT AUTOIMUN

Autoimunitas adalah respon imun tubuh yang berbalik menyerang organ dan jaringan sendiri. Autoimunitas bisa terjadi pada respon imun humoral atau imunitas diperantarai sel. Sebagai contoh, penyakit diabetes tipe 1 terjadi karena tubuh membuat antibodi yang menghancurkan insulin sehingga tubuh penderita tidak bisa membuat gula. Pada myasthenia gravis, sistem imun membuat antibodi yang menyerang jaringan normal seperti neuromuscular dan menyebabkan paralisis dan lemah. Pada demam rheumatik, antibodi menyerang jantung dan bisa menyebabkan kerusakan jantung permanen. Pada Lupus Erythematosus sistemik, biasa disebut lupus, antibodi menyerang bebeagai jaringan yang berbeda, menyebabkan gejalan yang menyebar.

Sistem Koordinasi: Hormon

SISTEM KOORDINASI : HORMON

Hormon adalah senyawa organik yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin (kelenjar buntu). Hormon berfungsi mengatur pertumbuhan, reproduksi, tingkah laku, keseimbangan dan metabolisme. Hormon masuk ke dalam peredaran darah menuju organ target. Jumlah yang dibutuhkan sedikit namun mempunyai kemampuan kerja yang besar dan lama pengaruhnya karena hormon mempengaruhi kerja organ dan sel.

Hormon memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. diproduksi dan disekresikan ke dalam darah oleh sel kelenjar endokrin dalam jumlah sangat kecil

2. mengadakan interaksi dengan reseptor khusus yang terdapoat di sel target

3. memiliki pengaruh mengaktifkan enzim khusus

4. memiliki pengaruh tidak hanya terhadap satu sel target,tetapi dapat juga mempengaruhi beberapa sel target belainan.

Hormon terdiri dari 2 jenis berdasarkan struktur kimiawinya yaitu hormon yang terbuat dari peptida (hormon peptida) dan hormon yang terbuat dari kolesterol (hormon steroid).

Perbedaan saraf dan hormon :

Saraf bekerja cepat,pengaruhnya cepat hilang.

Hormon bekerja lambat, pengaruhnya lama.

Berdasarkan waktu pembuatan, kelenjar yang menghasilkan hormon terbagi atas:

1. Sepanjang waktu :kelenjar hipofisis,tiroid,pankreas,adrenal
2. Usia tertentu : kelenjar reproduksi dan kelenjar timus.

Hormon dikeluarkan dan masuk ke aliran darah dalam konsentrasi rendah hingga menuju ke organ atau sel target. Beberapa hormon membutuhkan substansi pembawa seperti protein agar tetap berada di dalam darah. Hormon lainnya membutuhkan substansi yang disebut dengan reservoir hormon supaya kadar hormon tetap konstan dan terhindar dari reaksi penguraian kimia. Saat hormon sampai pada sel target, hormon harus dikenali oleh protein yang terdapat di sel yang disebut reseptor. Molekul khusus dalam sel yang disebut duta kedua (second messenger) membawa informasi dari hormon ke dalam sel.

Hormon seks dan kelenjarnya akan dibahas dalam sistem reproduksi.

KELENJAR HIPOTALAMUS

Kelenjar ini terletak di bagian dasar otak, yang terhubunga langsung dengan kelenjar pituitari melalui vena porta. Hipotalamus memainkan peranan penting dalam kadar glukosa darah dan kadar air dalam tubuh yang dipengaruhi oleh makanan. Rasa takut dan ketertarikan dapat memacu hipotalamus untuk merangsang peningkatan denyut jantung,peredaran darah cepat, pernafasan cepat dan penyempitan pupil. Hipotalamus juga berpengaruh dalam nafsu makan dan kebiasaan seksual. Kelainan pada hipotalamus dapat menyebabkan abnormalitas seksual (seperti kelahiran prematur), anorexia, obesitas,gangguan regulasi suhu,gangguan tidur dan frekuensi detak jantung yang tidak normal. Hipotalamus menghasilkan :

1. Gonadotropin Releasing Factor (GnRH atau Luteinizing Hormone-Releasing Hormone,LH-RH), merangsang lobus anterior pituitari untuk menyekresikan FSH dan LH. Hormon yang merangsang sekresi FSH disebut FRH(Follicle Releasing Factor) sedangkan hormon yang merangsang sekresi LH disebut LRH(Luteal Releasing Factor).
2. Tirotropin Releasing Factor, merangsang lobus anterior pituitari untuk menyekresikan TSH.
3. Somatostatin, menghambat sekresi GH oleh pituitari, menekan sekresi TSH dan merangsang hati mengeluarkan somatomedin.
4. Corticotropin Releasing Factor (CRH), merangsang lobus anterior untuk menyekresikan ACTH.

KELENJAR PITUITARI (HIPOFISIS)

Kelenjar pituitari disebut juga master of gland karena semua hormon yang dihasilkan merangsang organ untuk menyekresikan hormon lain. Letak pituitari berada dibawah hipotalamus, sebesar kacang ercis dan terdiri dari 3 lobus yang menghasilkan hormon-hormon berlainan. Kelenjar pituitari dapat terserang tumor, keracunan dari darah, penggumpalan darah dan infeksi penyakit. Hormon yang diekskresikan oleh lobus anterior atau adenophysis :

1. Somatotropin/Growth Hormone(GH), merangsang sintesis protein, menambah metabolisme lemak dan merangsang pertumbuhan tulang dan otot. Kelebihan hormon ini menyebabkan gigantisme atau pertumbuhan raksasa. Kelebihan pada dewasa menyebabkan akromegali, suatu kelainan akibat pertumbuhan yang tidak seimbang pada persedian dan ujung tulang seperti tulang jari tangan, rahang atau hidung. Defisiensi hormon menyebabkan pertumbuhan terhambat dan kerdil atau dwarfisme.

2. Thyroid Stimulating Hormone(TSH), merangsang pertumbuhan kelenjar tiroid dan pengeluaran hormon tiroksin. Sekresi TSH dihambat oleh tiroksin. Kelebihan hormon ini menyebabkan gondok.

3. Adenocorticotropic Hormone (ACTH), merangsang korteks kelenjar adrenal untuk melepaskan hormon (glukokortikoid dan mineralokortikoid) ke dalam darah dan pertumbuhan dan perkembangan aktivitas kulit ginjal. ACTH juga berpengaruh dalam pengontrolan emosi karena merangsang pengeluaran Hydrocortisone oleh kelenjar adrenal bagian korteks. Produksi ACTH dikontrol oleh hipotalamus dan level hormon yang dihasilkan oleh korteks kelenjar adrenal. ACTH digunakan dalam bidang medis untuk anti pembengkakan yang disebabkan oleh alergi dan arthritis.

4. Prolactin(PRL) atau Lactogenic Hormone(LTH) atau Luteotropic Hormone atau Mammotropic Hormone, merangsang sekresi susu setelah kelahiran, meningkatkan reabsorpsi air dan garam di ginjal saat menstruasi, mengatur pertumbuhan dan perkembangan kelenjar mammae pada wanita hamil dan memelihara corpus luteum untuk memproduksi air susu ibu dan progesteron.

5. β-lipotropin(β-LPH), meningkatkan metabolisme lemak dan dapat membentuk ACTH.

6. Melanocyte Stimulating Hormone(MSH), merangsang sekresi melanin pada sel melanosit sehingga menambah warna kulit menjadi lebih gelap.

7. Gonadotropin adalah hormon yang dihasilkan untuk merangsang kerja dari alat kelamin. Gonadotropin terbagi 2 yaitu :

· Follicle Stimulating Hormone(FSH) bekerja pada gonad (alat kelamin). Pada wanita, FSH merangsang perkembangan folikel de Graaf di ovarium. Bersama dengan LH, FSH merangsang sekresi estrogen oleh folikel de Graaf dan pematangan sel telur. Pada pria, FSH merangsang testes mensekresikan androgen ke aliran darah dan merangsang terjadinya spermatogenesis/pembentukan sel sperma pada tubulus seminiferus di testes. Sekresi FSH dihambat oleh progesteron yang dihasilkan oleh korpus luteum sehingga tidak terjadi pemtangan telur di ovarium.

· Interstitial Cell Stimulating Hormone(ICSH), merangsang sel-sel interstitial testis untuk memproduksi androgen dan testosteron.

· Luteinizing Hormone(LH) berkerja pada gonad (alat kelamin). Pada wanita, ketika folikel atau sel telur sudah matang, LH merangsang pemecahan folikel de Graaf sehingga sel telur keluar dan siap dibuahi sperma. LH merangsang perubahan folikel de Graaf menjadi corpus luteum dan merangsang corpus luteum mensekresikan hormon progesteron. Pada pria, LH bekerja pada sel-sel endokrin dalam testes, tepatnya sel-sel interstisium dan merangsang testes mengeluarkan androgen ke dalam darah.

· Chrorionic Gonadotropin, berfungsi untuk menjaga perkembangan janin dan disekresikan oleh plasenta saat wanita hamil.

Lobus intermediate diketahui mensekresikan MSH namun tidak banyak yang dipengaruhi dan dihasilkan oleh bagian ini.

Hormon yang dihasilkan oleh lobus posterior atau neurophysis :

1. Antidiuretic Hormone(ADH) atau Vasopressin, merangsang reabsorpsi air di tubulus ginjal dan menyebabkan dinding arteriol berkontraksi sehingga mempersempit rongga pemubuluh darah dan meningkatkan tekanan darah. ADH juga mengontrol kadar air dalam tubuh. Kekurangan ADH menyebabkan urin dalam jumlah berlebihan dan disebut diabetes insipidus.
2. Oxytocin, merangsang kontraksi otot polos yang melapisi uterus dan mempercepat pengembalian uterus ke ukuran semula. Oxytocin juga merangsang proses pengeluaran susu pada proses menyusui.

KELENJAR TIROID

Kelenjar tiroid adalah kelenjar yang terdiri dari 2 lobus dan terdapat pada leher bagian depan di bawah jakun. 2 lobus ini dihubungkan oleh istmus. Kelenjar tiroid terdiri dari sel epitel kubus yang membentuk struktur bernama vesikel dan ditunjang oleh suatu jaringan penghubung. Pada kelenjar tiroid normal, vesikel ini berisi substansi koloid yaitu protein yang bernama thyroglobulin yang dikombinasikan dengan tiroksin. Hormon yang dihasilkan kelenjar ini yaitu Calcitonin dan Tiroksin yang terbagi atas 2 jenis :

1. Tetraiodothyronine (T4), hormon tiroksin yang mengandung iodium beratom 4.
2. Triiodothyronine (T3), hormon tiroksin yang mengandung iodium beratom 3.

Kedua jenis hormon tiroksin ini merangsang metabolisme dan pertumbuhan. Hormon ini dibentuk dari asam amino tirosin dengan iodium. Kelebihan hormon ini menyebabkan eksoftalamus sedangkan kekurangan hormon ini menyebabkan kretinisme (kekerdilan) dan individunya steril.

Hormon lainnya yang diproduksi oleh kelenjar tiroid yaitu Calcitonin, merangsang penurunan kadar Ca²⁺ dalam darah (ditimbun dalam tulang).

Sekresi tiroksin oleh kelenjar tiroid dirangsang oleh TSH dari kelenjar pituitari. Kadar tiroksin yang tinggi dalam darah dapat menghambat sekresi TSH. Suatu ketika, kadar tiroksin dalam darah yang rendah sehingga pituitari mensekresikan TSH supaya kelenjar tiroid mensekresikan tiroksin. Namun, kadar iodium dari makanan tidak mencukupi pembuatan tiroksin sehingga keseimbangan antara tiroksin dan TSH terganggu. TSH akan terus dikeluarkan, namun di pihak lain, kelenjar tiroid yang selalu dipaksa TSH membuat tiroksin mengalami kekurangan iodium sehingga kelenjar bekerja terus menerus dan membengkak. Kelainan inilah yang disebut dengan penyakit gondok.

Produksi berlebih dari hormon kelenjar tiroid menyebabkan hypertiroidisme atau penyakit Grave’s dan membuat mata menjadi abnormal. Pecahnya sel kelenjar tiroid sehingga terbebaskannya hormon dalam jumlah besar dapat mengakibatkan sindrom hashimoto’s yaitu penghancuran yang deisebabkan oleh respon imun. Sedangkan produksi yang sangat sedikit menyebabkan hypothyroidisme menyebabkan gondok dan kelesuan.

KELENJAR PARATIROID

Kelenjar paratiroid terdapat pada sebelah dorsal kelenjar tiroid, terdiri dari 4 struktur kecil. Kelenjar ini menghasilkan parathormon yang merangsang peningkatan kadar Ca²⁺ dan fosfat dalam darah yang disuplai dari tulang. Kerja Parathormon ini antagonis/berlawanan dengan kerja Calcitonin.

KELENJAR ADRENAL/SUPRARENALIS

Kelenjar ini terletak diatas ginjal dan kaya akan darah. Secara anatomi, bagian dalam dan bagian luar kelenjar adrenal tampak seperti organ yang terpisah karena terdiri dari jaringan yang berbeda dan melakukan aktivitas yang berbeda pula. Medula adrenal dapat diangkat tanpa membahayakan individu pemiliknya. Bagian dalam disebut medula adrenal terdiri sel chromaffin, mensekresikan hormon yang disebut Catecholamines, terbagi atas :

1. Epinephrine atau Adrenaline yang merespon stimulasi sistem saraf simpatik saat stress. Ketika suatu organisme dihadapka pada tekanan seperti marah dan stress, maka sejumlah hormon dilepaskan ke dalam aliran darah. Maka laju dan kekuatan denyut jantung meningkat, tekanan darah meningkat, suplai darah dialihkan ke otot kerangka, arteri koronaria dan otak, kadar gula darah dan laju metabolisme meningkat. Bronkus membesar sehingga pernafasan makin cepat, pupil mata membesar dan ada kecendrungan bulu tubuh untuk berdiri.
2. Norephinephrine atau Noradrenaline atau Levoarterenol yang menyebabkan peningkatan tekanan darah dengan merangsang kontraksi arteriol. Hormon ini juga menjaga sirkulasi darah normal.

Bagian luar adrenal disebut korteks adrenal menghasilkan sekitar 30 hormon steroid tapi hanya sedikit yang disekresikan dalam jumlah signifikan. Hormon yang dihasilkan yaitu :

1. Aldosterone, mengontrol jumlah garam dan air pada tubuh. Hormon ini menyebabkan proses reabsorpsi natrium dan klorin di tubulus ginjal yang menurunkan tingkat pengeluaran dari sistem urin, memicu proses retensi air dan meningkatkan volume cairan ekstraseluler. Laju sekresi aldosterone ditingkatkan oleh ACTH dan kadar tinggi kalium namun dihambat oleh adanya angiostensin II dalam darah.
2. Corticoid atau Corticosteroid yang terbagi atas :

· Glucocorticoid, seperti Cortisol dan Cortisone(Hydrocortisone), yang penting untuk metabolisme karbohidrat, protein dan lemak, menaikkan kadar glukosa darah dan menurunkan pembengkakan.

· Mineralocorticoid, menjaga kadar keseimbangan ion elektrolit dan air.

· Gonadocorticoid, hormon sex yang dihasilkan oleh kelenjar adrenal yaitu Androgen yang merangsang pertumbuhan seks sekunder pada pria dan Estradiol yang merangsang pertumbuhan seks sekunder pada wanita.

Kelainan yang dapat terjadi pada kelenjar adrenal :

1. Virilisme yaitu munculnya ciri sekunde rpria pada wanita

2. Adison yang terjadi karena hipofungsi adrenal

3. Coushing syndrome terjadi karena hiperfungsi adrenal.

KELENJAR PANKREAS

Pankreas terletak pada dinding posterior abdomen. Pankreas mempunyai bagian yang disebut Pulau Langerhans yang berfungsi mengeluarkan hormon. Pankreas bagian luar akan menghasilkan eznim pencernaan sendangkan bagian dalam merupakan kelenjar endokrin yaitu Pulau Langerhans yang kaya akan pembuluh darah. Bagian ini terdiri dari Pulau Langerhans A yang menghasilkan Glukagon dan pulau langerhans B yang menghasilkan Insulin.

1. Insulin, hormon yang berfungsi mengubah glukosa menjadi gula otot/glikogen.Salah satu efek insulin adalah membuat sel-sel tubuh lebih permeable terhadap masukanya glukosa. Kekurangan insulin menyebabkan kadar glukosa dalam darah tinggi dan menyebabkan diabetes mellitus.

1. Glukagon, hormon yang bekerja antagonis dengan insulin, berfungsi untuk mengubah glikogen menjadi glukosa.
2. Somastatin, hormon yang dihasilkan dari tipe ketiga sel Pulau langerhans berperan penting dalam metabolisme.

KULIT

Bila kulit terkena radiasi ultraviolet, radiasi akan memicu perubahan dehidrokolesterol menjadi kalsiferol, yang sejenis dengan vitamin D. Kalsiferol mengalami 2 kali modifikasi di hati dan ginjal dan senyawa yang dihasilkan mempertinggi absorpsi Ca2+ dari usus. Hormon ini bergabung dengan PTH dan Calcitonin dalam pengaturan metabolisme kalsium.

LAMBUNG DAN USUS

Selain enzim pencernaan, lambung dan usus juga menghasilkan hormon untuk pencernaan yaitu :

1. Gastrin, disekresikan oleh sel-sel dalam lambung dan merangsang produksi asam hidroklorat oleh sel parietal lambung dan meningkatkan pergerakan dari dinding lambung. Hormon ini disekresikan akibat stimulus dari substansi makanan.
2. Gastric Inhibitory Peptide(GIP) atau Enterogastrone, dihasilkan oleh usus12 jari dan menghambat kerja kelenjar dan otot lambung sehingga melindungi usus 12 jari dari asam lambung yang merusak serta mengendalikan laju pengosongan lambung.
3. Atrial Natiuretic Factor, membantu pengeluaran keseimbangan garam dan air sehingga secara tak langsung mengatur homeostatis dari ginjal dan sistem kardiovaskular. Hormon ini bekerja antagonis dengan Aldosterone.
4. Secretin, dihasilkan oleh usus halus yang dipicu oleh kehadiran asam pada usus 12 jari. Hormon ini merangsang pankreas untuk menyekresikan enzim pencernaan termasuk ion bikarbonat. Ion bikarbonat merupakan buffer dari tingkat keasaman bubur makanan(chyme) yang memasuki usus halus dari lambung. Hormon ini juga merangsang hati dan kantung empedu untuk mensekresikan empedu.
5. Cholecystokinin dihasilkan usus 12 jari, menstimulasi pelepasan empedu ke dalam usus 12 jari dan produksi serta pelepasan enzim-enzim pankreas.

KELENJAR PINEAL

Kelenjar ini menempel pada bagian atas dari cerebellum pada otak. Hormon yang dihasilkan yaitu Melatonin yang mengatur waktu biologis tubuh, misalnya saat tidur. Melatonin juga menyebabkan perubahan warna kulit menjadi lebih terang, dengan kata lain, antagonis dengan MSH.

KELENJAR THYMUS

Kelenjar ini terdiri atas sejumlah besar jaringan limfatik dan mempunyai sejumlah kecil jaringan epitel yang dikenal sebagai Korpuskel Hassal’s. Kelenjar ini mengeluarkan hormon Thymosin yang mempercepat produksi dan perkembangan dan differensiasi sel Limfosit T di timus.

GINJAL

Walaupun ginjal merupakan organ dari sistem eskresi, ginjal memiliki 3 fungsi endokrin karena menghasilkan hormon :

1. Renin, hormon yang berperan dalam memelihara tekanan darah.
2. Erytropoeitin, meningkatkan produksi sel darah merah pada sumsum tulang

Ginjal berpengaruh juga dalam modifikasi Calciferol yang kedua menjadi1,25-dihidroksi vitamin D.

HATI

Hati mensekresikan hormon Somatomedin yang merangsang pertumbuhan pada tulang.

Hewan diketahui juga menghasilkan sejumlah hormon yaitu :

1. Juvenil hormone(JH), merangsang perubahan serangga dari bentuk ulat ke larva. Hormon ini tidak dihasilkan ketika serangga mencapai bentuk dewasanya.
2. Ecdysone, merangsang perubahan atau pergantian kulit serangga. Hormon ini bekerja antagonis dengan JH.
3. Octopamine, menaikkan kadar penggunaan glukosa oleh otot.
4. Adipokinetic Hormone, mempercepat perubahan lemak menjadi energi.
5. Bovine Somatotropin(BST),meningkatkan produksi susu pada ternak.

Major Human Hormones

Hormone

Gland Origin

Target Tissue

Function

Adrenocorticotropic	Pituitary gland (anterior)	Adrenal cortex	Triggers secretion of hydrocortisone from the adrenal gland
Growth hormone	Pituitary gland (anterior)	Throughout body	Stimulates growth and development
Follicle-stimulating hormone	Pituitary gland (anterior)	Sex glands	Stimulates female egg maturation and male sperm production
Luteinizing hormone	Pituitary gland (anterior)	Sex glands	Stimulates female ovulation and male secretion of testosterone
Prolactin	Pituitary gland (anterior)	Mammary glands	Stimulates milk production in the breasts after childbirth
Thyroid-stimulating hormone	Pituitary gland (anterior)	Thyroid gland	Triggers secretion of thyroid hormones
Melanocyte-stimulating hormone	Pituitary gland (anterior)	Melanin-producing cells	Controls skin pigmentation
Antidiuretic hormone	Pituitary gland (posterior)	Kidneys	Regulates water retention and blood pressure
Oxytocin	Pituitary gland (posterior)	Uterus Mammary glands	Triggers contraction of the uterus during labor Stimulates milk letdown for breast-feeding after childbirth
Melatonin	Pineal gland	Unclear, although possible target sites are pigment cells and sex organs	May affect skin pigmentation; may regulate biorhythms (awake/sleep patterns) and prevent jet lag
Calcitonin	Thyroid gland	Bones	Controls the level of calcium in the blood by depositing it in the bones
Thyroid hormone	Thyroid gland	Throughout body	Increases the body's metabolic rate; promotes normal growth and development
Parathyroid hormone	Parathyroid glands	Bones, intestines, and kidneys	Regulates calcium level in blood
Thymosin	Thymus	White blood cells	Promotes the growth and development of white blood cells, helping the body fight infection
Aldosterone	Adrenal gland	Kidneys	Regulates sodium and potassium levels in the blood to control blood pressure
Hydrocortisone	Adrenal gland	Throughout body	Plays key role in stress response; increases blood glucose levels and mobilizes fat stores; reduces inflammatation
Epinephrine	Adrenal gland	Muscles and blood vessels	Increases blood pressure, heart and metabolic rate, and blood sugar levels; dilates blood vessels. Also released during exercise
Norepinephrine	Adrenal gland	Muscles and blood vessels	Increases blood pressure and heart rate; constricts blood vessels
Glucagon	Pancreas	Liver	Stimulates the breakdown of glycogen (stored carbohydrate) into glucose (blood sugar); regulates glucose blood level
Insulin	Pancreas	Throughout body	Regulates blood glucose levels; increases storage of glycogen; facilitates glucose intake by body cells
Estrogen	Ovaries	Female reproductive system	Causes sexual development and growth; maintains proper functioning of female reproductive system
Progesterone	Ovaries	Mammary glands Uterus	Prepares uterus for pregnancy
Testosterone	Testes	Throughout body	Causes sexual development and growth spurt; maintains proper functioning of male reproductive system
Erythropoietin	Kidney	Bone Marrow	Produces red blood cells

Microsoft ® Encarta ® 2008. © 1993-2007 Microsoft Corporation. All rights reserved.