04Kul1_BioSel.pdf

BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati 1

ORGANISASI SEL: klasifikasi benda

1. benda tak hidup• komponen: atom, molekul & makromolekul• entropi tinggi ― ketidakteraturan tinggi

2. benda hidup• komponen: atom, molekul & makromolekul

― didominasi oleh molekul organik• entropi rendah ― ada organisasi molekul

• metabolisme, tumbuh dan reproduksi• adaptasi dan iritabilitas• interaksi dengan lingkungan


ORGANISASI SEL: Hirarki Kehidupan

Sel

Jaringan

Organ

Sistem Organ

Individu

Sosial

Negara Kebangsaan

― makhluk hidup

― organisme multisel

― beberapa organisme multisel

― hewan & tumbuhan

― hewan (tumbuhan???)

― beberapa spesies hewan

― hanya manusia


Mikroskop - alat bantu untuk memperbesar visual benda; ada dua jenis, yaitu

ORGANISASI SEL: mikroskop

1. Mikroskop cahayao cahaya tampak (visible) langsung mengenai spesimeno perbesaran maksimal 1000x (ukuran objek > 0,2 µm)


2. Mikroskop elektrono ditemukan sekitar tahun 1950-ano elektron sebagai pengganti cahaya tampako elektromagnet berfungsi sebagai lensao perbesaran mencapai 100.000x (ukuran objek ! 0,2

nm); ada dua jenis:1. SEM (Scanning Electron Micr.)

mikroskop elektron payaranhanya mengamati struktur permukaan sel

2. TEM (Transmission Electron Micr.)mikroskop elektron transmisibisa mengamati struktur internal sel



SEM

TEM



Nisbah luas permukaan terhadap volume yang lebih besar pada sel yang berukuran kecil memudahkan transpor nutrien dalam jumlah besar di antara sel.

panjang sisi (cm) 4 2 1Luas permukaan (cm2) 96 192 384Volume (cm3) 64 64 64Permukaan/Volume 1.5/1 3/1 6/1


ORGANISASI SEL: Ultrastruktur Sel

Ultrastruktur sel:komponen kimia sitosol dibatasi oleh membranorganel telanjang

ribosomsitoskeleton (sentriol, tubulus mikro, tubulus makro, tubulus intermediet, flagela, silia)

berhasil diungkapkan menggunakan MEorganel bermembran - sistem endomembran

Sel Prokariot : tanpa organel bermembranSel Eukariot: ada sistem membran internal


ORGANISASI SEL: Sel Prokariot

sel tanpa inti (Yunani, pro = sebelum, karyon = nukleus); hanya berupa untaian DNA yang membentuk nukleoidukuran 2 - 8 µm ( ± sel eukariot)ribosom tersebar di dalam sitoplasmasangat beragam, beberapa punya dinding sel yang kaku maupun lentur, flagela untuk bergerak dan pili untuk melekat1. bakteri2. arkea – hidup di lingkungan ekstrim

― halofil: kadar garam tinggi (>12 % NaCl) ex. Halobacterium ― metanogen: anaerob dan menghasilkan metan, ex.

Methanobacterium― hipertermofil, suhu > 90 o C, ex. Thermococcus


Gambar bakteri pada perbesaran 50.000x (Campbell, 1994)


ada inti sel yang jelas, dibungkus membran sel(Yunani, eu = nyata, karyon = nukleus)ukuran sel 10 - 100 µmada sistem membran internal yang membentuk sistem organel atau sistem endomembran, yi inti, retikulum endoplasma, alat golgi, mitokondria, lisosom dan badan-badan mikrofungsi membran internal (membran sitoplasma):1. meningkatkan luas permukaan total2. tempat berlangsung proses metabolisme selada yang unisel (protozoa) dan multisel (fungi, tanaman, hewan)

ORGANISASI SEL: Sel Eukariot


Semua organel bermembran dan tanpa membran terdapat pada sel hewan dan tumbuhan. Perbedaan :

1. Sel hewan memiliki sepasang sentriol, sel tumbuhan tidak,

2. Sel hewan memiliki satu atau lebih flagela, pada spesies tumbuhan tertentu hanya sel sperma yang berflagela

3. Pada tumbuhan terdapat kloroplas dan satu vakuola yang besar di tengah sel. Vakuola ini berfungsi menyimpan air, senyawa kimia dan enzim pengurai.

Organel-organel sel hewan dan tumbuhan


Sel hewan pada perbesaran 8.000x (Campbell, 1994)


Sel tumbuhan pada perbesaran 8000 X (Campbell, 1994)


Membran Seltebal 7 - 9 nm dengan struktur fosfolipid lapis gandaKomposisi: 40 % lipid dan 60 % proteinmembentuk model mosaik fluida


Di dalam sel dibagi menjadi:membran plasma

membungkus selmengatur lalu-lintas molekul keluar/masuk sel

membran organelmembungkus organelperbedaan terdapat pada jumlah dan jenis lipid, protein dan karbohidratturn-over antar organel dan ke/dari membran plasma: badan-badan mikro

Membran Sel

Komposisi dasar membran sel bakteri sama dengan sel eukariot, tetapi tidak mengandung kolesterol


membran plasma

nukleus

sitoplasma

Pembungkusnukleus

Kromatin(DNA+ protein)

nukleolus

Inti Sel - Nukleusorganel terbesar selpusat pengendali genetik (tempat DNA)

Mikrograf elektron transmisi dari nukleus sel pankreas (Starr, 1997)


komponen nukleusPembungkus nukleus berupa membran rangkap berporiNukleolus merupakan kombinasi DNA, RNA danprotein; tempat ribosom dibuatNukleoplasma, cairan di bagian dalam nukleusKromatin adalah DNA yang bergabung dengan proteindan membentuk serabut panjangKromosom berupa lilitan kromatin yang terbentuk selama proses reproduksi sel.

Inti Sel - Nukleus

Sistem Endomembransistem organel yang saling bekerja sama dalam proses sintesis, penyimpanan dan transpor berbagai makromolekul


Sistem Endomembran: Retikulum Endoplasmajaringan dalam sel (Yunani)membran RE merupakan kelanjutan dari membran luar pembungkus nukleusberdasarkan struktur dan fungsi, ada dua bagian1. RE kasar

o bagian RE yang ditempeli ribosomo lebih dekat ke intio sintesis protein membran dan protein sekretori

(mis. antibodi)2. RE halus

o bagian RE yang tidak ditempeli ribosomo berada dalam posisi terjauh dari intio fungsi utama: sintesis lipid, termasuk lemak,

fosfolipid dan steroid


Sintesis dan pengepakan protein sekretori oleh RE kasar (Campbell, 1994)

Tunas vesikula penyangkut

(Gliko) protein sekretori di dalam vesikula penyangkut

Ribosom

RE kasar

Rantaigula

Glikoprotein

Polipeptida

o Mengatur metabolisme karbohidrat (glikogen) dan menghancurkan (detoksikasi) racun dan obat-obatan di dalam sel hati

o Menyimpan ion kalsium yang penting untuk kontraksi otot.


RE kasar dan RE halus (Campbell, 1994).

RE kasar

Pembungkusnukleus

Ribosom

RE halus


Alat Golgi

sisi penerimapada alat golgi Vesikula

penyangkut dariRE

halus

Pembentukan vesikula baru

vesikula pengangkut dari

Golgi

membran plasmaSisi pengiriman pada alat Golgi

TEMP 27.000 X

Sistem Endomembran: Alat Golgi

Alat Golgi (Campbell, 1994)


Sistem Endomembran: Alat Golgi

Struktur alat golgi ditemukan oleh Camillo Golgi, ahlibiologi dari ItaliaAlat golgi berupa lempengan-lempengan bermembran

sisi menghadap membran plasmasisi menghadap RE

Fungsimenerima dan memodifikasi produk RE, lalu mengirimkannya ke membran plasma atau ke organel lain (misal. lisosom) dalam struktur badan-badan mikro (vesikula transpor)


LisosomMembran plasma

Lisosom

Vakuola makanan

Pengambilan makanan

Makanan

Vesikula penyangkut mengandung enzim hidrolitik tidak aktif

Lisosom mengambil organel yang rusak

Alat Golgi

RE kasarnukleus

Digesti

Sistem Endomembran: Lisosom

Lisosom di dalam sel darah putih (kiri) dan Pembentukandan fungsi lisosom (kanan) (Campbell, 1994)


merupakan badan pencerna atau pemecah (Yunani)

berupa vesikula yang dibentuk dari pertunasan membran alat Golgi yang terdapat pada sel hewan dan sel cendawan tertentu. Jumlah dan distribusi lisosom dalam sitoplasma tergantung pada aktifitas sel

Fungsi lisosom yang utama sebagai penerna:

Mengandung enzim pengurai bagi senyawa karbohidrat, protein, asam nukleat dan lipid

Membantu menghancurkan bakteri

Mendaur ulang organel yang rusak



Lisosom berperan penting dalam perkembangan embrio. Kelainan abnormal lisosom menyebabkan penyakit fatal :

1. Penyakit PompeLisosom tidak mempunyai enzim pencerna glikogen, akibatnya glikogen terakumulasi di sel hati

2. Penyakit Tay SachsLisosom tidak mempunyai enzim pengurai lipid, terjadi kerusakan pada sel-sel syaraf di otak akibat akumulasi lipid

Peroksisom adalah vesikula yang mengandung enzim pengurai purin dan lipid. Reaksi penguraian purin menghasilkan hidrogen peroksida yang sangat toksik bagi sel hidup. Enzim lain yang terdapat di peroksisom akan menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2



Lalu-lintas molekul besar dan partikel melewati membran plasma secara

1. Eksositosisvesikula bergabung dengan membran plasma untuk mengeluarkan isinya ke luar sel

2. Endositosisreseptor membran menerima molekul/partikel dari luar sel, kemudian membran plasma membentukvesikula di dalam sitoplasma― Pagositosis: berupa padatan― Pinositosis: berupa cairan


Membran plasma

sitoplasma sitoplasma

a. Eksositosis b. Endositosis

c. Reseptor perantara endositosis

Partikel terikat pada reseptor membran

solut reseptor membran

Membran plasma


∆ Bentuk dan ukuran vakuola beragam

∆ Pada tumbuhan terdapat vakuola sentral sebagai lisosom yang besarFungsi: membantu pertumbuhan sel dan menyimpansenyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolismesel, seperti pigmen untuk menarik serangga penyerbukdan racun

∆ Vakuola kontraktil pada Protozoa tertentu berfungsiuntuk memompa air dari sel

∆ Ringkasan sistem endomembran yang melibatkan Retikulum Endoplasma (kasar dan halus), ribosom, Alat Golgi dan berbagai jenis vesikula dan badan-badan mikro: next slide

Sistem Endomembran: Vakuola


Sistem Endomembran: Vakuola

Membran sel

lisosom

membran sel baru

vakuola sekresi

Alat Golgi (proses kimia dan pengepakan)

GlikolipidGlikoproteinLipoportein

karbohidrat

Asam amino

Ribosom

RE transisi(transpor protein)

RE kasar(sintesis protein)


Organel bermembran yang tidak termasuksistem endomembran: Mitokondria dan Kloroplas

Mitokondriaberperan dalam proses respirasi selular, yi mengubah energi kimia dari molekul organik (makanan) ke ATP (adenosin trifosfat)struktur mitokondria (dari arah luar): ― membran luar ruang antar membran membran

dalam matriks― membran dalam berlipat-lipat membentuk krista

untuk meningkatkan luas permukaan membran― Enzim untuk membuat ATP terdapat pada membran

dalam― DNA mitokondria dan ribosom berada dalam matriks


kristamatriks

membran luar

Ruang antar membran

Membran dalam


Kloroplasterdapat pada tumbuhan dan alga tertentuFungsi : tempat proses fotosintesis (pengubahan energi cahaya matahari menjadi energi kimia)struktur terdiri dari 3 kompartemen:ruang antar membran, stroma dan ruang tilakoidEnzim untuk membuat ATP terdapat pada membran tilakoid


granum

stromaruang tilakoid tilakoid grana

tilakoid stromamembran dalam

membran luar

0.5 µm


merupakan sistem penghubung (serabut halus) antara nukleus, organel dan membran plasma, serta membentuk morfologi selbisa dibedakan menjadi 3 macam1. Filamen Mikro

― terdiri dari subunit aktin (protein globular)― membantu perubahan bentuk dan perpindahan sel― kontraksi sel otot

2.Filamen Antara― tersusun atas protein fibrosa (berserat)― memperkuat sel dan menambatkan organel

3.Tubulus Mikro― terdiri dari protein globular (tubulin)― memberi bentuk dan rigiditas sel― penambat organel― sebagai lintasan pergerakan organel dan kromosom

Organel tanpa membran: Sitoskleton


subunit fibrosasubunit aktin subunit Tubulin

mikrofilamen Filamen antara mikrotubul

TEM

P 51

.000

X

7 nm

10 nm

25 nm


flagela dan silia merupakan contoh organisasi sitoskleton yang berfungsi untuk pergerakan selStruktur flagelum:― satu cincin terdiri dari 9 mikrotubul ganda yang

mengelilingi sepasang mikrotubul di bagian pusat (pola 9 + 2)

― Kesembilan mikrotubul ganda tertambat pada badan basal yang berpola 9 mikrotubul triplet. Fungsi badan basal sebagai pondasi

― Badan basal identik dengan struktur sentriol

Organel tanpa membran: Silia dan Flagela


Flagelumpenampang melintang

Mikrotubul luar ganda

Membran plasma

Mikrotubul pusat

Mikrotubul luar ganda

Membran plasma

Flagelum

Badan basal

Badan basal (stuktur identik dengan sentriol)

TEMs 206.500 X


1. Benda dibagi menjadi: tak hidup dan hidup2. Semua benda hidup terbentuk dari satu atau lebih sel3. Sel: minimal terdiri dari membran plasma, sitoplasma

dan DNA4. Sifat-sifat dasar sel:

1. Merupakan unit struktur dan fungsional yang saling berhubungan

2. Membran membatasi sel dari lingkungan luar.3. Memiliki DNA sebagai bahan genetik.4. Melakukan proses metabolisme

5. Ada dua jenis sel : prokariot dan eukariot

Beberapa Poin Kuliah Hari Ini


Beberapa Poin Kuliah Hari Ini6. Pada eukariot: sistem endomembran – organel membagi

sitoplasma menjadi kompartemen-kompartemen7. Beberapa fungsi organel

1. Pabrik : nukleus, ribosom, RE kasar, RE halus dan alat golgi

2. Pemecah : lisosom, vakuola, peroksisom dan badan mikro

3. Pengolah energi : kloroflas dan mitokondria4. Pendukung, pergerakan dan komunikasi antar sel :

sitoskleton (termasuk flagela, silia dan sentriol), dinding dan permukaan sel.

Documents

04Kul1_BioSel.pdf