Cara Mempelajari Sel

7/22/2019 Cara Mempelajari Sel

1/59

CARA MEMPELAJARI SEL

Monica


2/59

Besar sel

Mikroskopik(kebanyakan)

Ukuran mikron

m(mikrometer)

m : 1 / sejutam

10-9m = 1 /seribu mm


3/59

Besar sel

Sel manusia

terbesar = ovum

Diameter =

1000 m (1 mm)


4/59

Besar sel

Sel manusia terkecil = sel sperm


5/59


6/59

Bagaimana Mempelajari Sel ?

Problem:

Ukuran : mikroskopik!

Solusi:

1. Teknik BiofisikaMikroskopi

2. Teknik Biokimia

Cara Analitik3. Teknik Biakan selTeknik Biologi


7/59


Problem:


Solusi:


2. Teknik Biokimia

kok3. Teknik Biakan seljij


8/59

MIKROSKOP

Cahaya Mikroskop cahaya

Mikroskop elektron

Pengamatan

Mikroskop diseksi

Mikroskop monokuler / binokuler

Kegiatan pengamatan

Mikroskop sederhana

Mikroskop riset :

Mikroskop dark filed Mikroskop fluoresens

Mikroskop fase kontras

Mikroskop Nomarski DIC

Mikroskop konfokal


9/59

MIKROSKOP

Cahaya Mikroskop cahaya

Mikroskop elektron

Pengamatan

Mikroskop diseksi

Mikroskop monokuler / binokuler

Kegiatan pengamatan

Mikroskop sederhana

Mikroskop riset :

Mikroskop dark filed Mikroskop fluoresens

Mikroskop fase kontras

Mikroskop Nomarski DIC

Mikroskop konfokal


10/59

Mikroskop Cahaya

Cahaya melalui spesimen

Fokus dengan lensa kaca

Gambar dibentuk oleh retina

Pembesaran maksimal : 1000

X

Tebal spesimen 0.2 mm, 500

X > mata manusia

eye

light rays

ocular lens

objective lens

specimen

condenser lens

light source


11/59


12/59

Mikroskop Elektron

Prinsip = mikroskop cahaya, KECUALI:

Pancaran elektroncahaya

Pancaran elektron : 0.01 nm resolusi 12

nm (TEM) atau 1020 nm (SEM)

Fokus : elektromagnet

lensa kaca

Resolusi tinggi


13/59

Transmission

Electron Microscope (TEM)

Elektron melalui spesimen

Fokus dengan lensa magnetik

Gambar dibentuk pada layarfluorensen

layar TV

Difoto

Pembesaran maksimal 1.000.000 X

Tebal spesimen 0.00002 mm, 100.000Xlebih baik daripada mata manusia

electron source

electron beam

specimen

200 nm

pseudopod segment, transmission electron

micrograph

observation screenor

photographic plate

electromagnetic

objective lens

electromagnetic

condenser lens

electromagnetic

projector lens


14/59

Transmission electron microscopy


15/59

Scanning

Electron Microscope (SEM)

Spesimen dilapisi tipis dengan metal

Pancaran elektron memindai sepanjang permukaan

spesimen

Metal memancarkan elektron sekunder

Pancaran elektron difokuskan oleh lesa magnetik

Gambar dibentuk pada layar berfluoresens

Seperti layar TV

Gambar lalu difoto


16/59

Scanning electron microscopy

Red blood cells Tracheal cilia


17/59

17

Mikroskop danAmoeba proteus

eye

amoeba, light micrograph amoeba, scanning electron micrograph

light rays

ocular lens

objective lens

specimen

condenser lens

light source

a. Compound light microscope

electron gun

electron beam

scanning coil

specimen

c. Scanning electron microscope

electron source

electron beam

b. T ransmission electron microscope

specimen

85 m 200 nm 500 m

pseudopod segment, transmission electron

micrograph

electromagnetic

condenserl

enses

final

Condenser

lens

secondary

electronsobservation screen

or

photographic plate

electromagnetic

objective lens

electromagnetic

condenser lens

electromagnetic

projector lenselectron

detector

TV

Viewing

screen

a: Robert Brons/Biological Photo Service; b: M. Schliwa/Visuals Unlimited; c: Kessel/Shih/Peter Arnold, Inc.

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.


18/59

Pewarnaan histologi untuk

spesimen tebal

1. Fiksasi

2. Embedding (paraffin block)

3. Potongan tipis (mikrotom)

4. Pewarnaan

5. Pemeriksaanmikroskop cahaya


19/59

Sel Hidup

Sel hidup dapat dilihat dengan teknik yang menghasilkan kontras

Kebanyakan sel dan jaringan transparan dan tidak bewarna (kontras rendah)

Komponen seluler berbeda satu sama lain dalam indeks refraksi

Teknik optik seperti fase kontras dan differential interference contrast dapat

digunakan untuk melihat sel hidup yang tidak berwarna

Phase contrast DIC


20/59

Antibodi Antibodi terdiri dari 2 rantai berat, 2

rantai ringan Berikatan dengan afinitas sangat tinggi

dengan antigen target

Dapat diproduksi pada tikus, kelinci,

kambing, domba, dan ayam


21/59

Penggunaan antibodi untuk

imunohistokimia

Pewarnaan imunofluoresens

Golgi (biru), aktin (hijau) histon

(merah)


22/59

22

Mikroskop Cahaya Imunofluoresens

Antibodi terhadap protein spesifik Molekul berlapis pewarna fluoresens berikatan pada

molekul antibodi

Spesimen terpapar pada antibodi berfluoresens

Sinar ultra-violet melalui spesimen Pewarnaan fluoresens bersinar dimana antigen berada

Cahaya yang terpancar difokuskan oleh lensa kaca keretina manusia

Dapat memetakan distribusi protein spesifik pada sel


23/59

Contoh preparat

multi-color fluorescence

Sel endotelial hidup : RE (hijau) dan

mitokondria (merah)Sel epitelial : aktin (ungu), DN A(biru),

dan Golgi (hijau)


24/59

Mikroskop Konfokal

Pancaran laser tipis memindai sepanjang spesimen

yang transparan

Pancaran difokuskan pada piringan yang rata

Dapat membuat potongan pada spesimen

Potongan dibuat pada tingkat yang berbeda

Dapat membuat gambar 3 D pada layar komputer yang

dapat diputar


25/59

Mikroskop Konfokal


26/59

Green fluorescent protein (GFP)

Protein fluorofor alami

Terdapat pada uburubur

Menyerap cahaya biru dan

memancarkan cahaya hijau

Sikuens DNA dapat difusikan

(gabungkan) pada gen lain dandimasukkan dalam sel


27/59


Problem:


Solusi:


2. Teknik Biokimia

Cara Analitik3. Teknik Biakan seljij


28/59

Teknik Biokimia

Tujuan : mempelajari sel pada tingkat molekul

untuk memahami fungsi dan peran molekul

tsb dalam mengkonstruksi sel atau komponen

sel

Prinsip : mengisolasi atau memisahkan

molekul dari sel, dan mengujinya berdasarkan

sifat-sifat fisik, biologi dan kimianya


29/59

Teknik Biokimia

Metode dasar (Prinsip kerja)

Memecah/menghancurkan sel/jaringan

menjadi bagian-bagian kecil atau fragmen sel.

Purifikasi/pemisahan komponen sel

Menganalisis struktur dan fungsi fragmen-

fragmen tersebut pada tingkat molekul


30/59

Memecah / Fragmentasi

Larutan hipotonusEritrosit (0,075 M KCl)


31/59


Sonifikasikejutan

getaran (Hertz = Hz)


32/59


Enzimlisozim
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/Lysozyme%20Reaction.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/Lysozyme%20Reaction.mp4


33/59


Deterjen

Nonionik :

membran sel

hancur Kationik :

membran sel larut

Anionik : organelrusak (ekstraksi

DNA)SDS


34/59


Homogenizerjaringan yang

kuat (elektrik)


35/59

Purifikasi

Sentrifugasi

Sentrifugasi diferensial

Sentrifugasi densitas bertingkat

Kromatografi

Kromatografi kertas

Kromatografi lapis tipis

Kromatografi kolom

Elektroforesis


36/59

Sentrifugasi

Pemisahan komponen sel berdasarkan perbedaan

kecepatan sedimentasi

Tersedimentasi karena daya sentrifugal yang

dihasilkan oleh perputaran rotor Satuan universal yg dipakai untuk menyatakan daya

sentrifugal yg dihasilkan rotor adalah g

Macamnya :

Sentrifugasi deferensial

Sentrifugasi densitas bertingkat


37/59

37

Sentrifugasi Diferensial

Hancurkan sel Sentrifuse sel pada

kecepatan yang berbeda

600 g10 menit

Nukleus

pada sedimen

Mitokondria dan lisoson

pada sedimen

Ribosom dan retikulum endoplasma

pada sedimen

Bagian sitoplasma100.000 g60 menit15.000 g5 menit

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.


38/59

38

Sentrifugasi Diferensial

Separasi bagian sel

Separasi berdasarkanukuran dan densitas

Seperti mesin cuci

Putaran mesin ,

bagian sel terpisah


39/59

Sentrifugasi Densitas Bertingkat

Sukrose gradient

Sukrose dengan konsentrasi bertingkat (pekat di dasar,

encer di atas)

Perbedaan frictional force pada medium dengan

densitas berbeda

BM besar di atas, BM kecil di bawah

Protein dan organel sel


40/59

Sukrose Gradient


41/59

Sentrifugasi Densitas Bertingkat

CsCL gradient

Garam CsCL

densitas tinggi dan

viskositas rendah

Struktur sama, BM

berbeda

DNA / RNA


42/59

Kromatografi

2 fase yang tidak dapat bercampur :

fase stasioner / diam (stationary phase)

fase mobil (mobile phase)

Pemisahan : beda afinitas terhadap fase

Macam kromatografi :

Kromatografi kertas

Kromatografi lapis tipis Kromatografi kolom


43/59

Kromatografi Kertas

Pisahkan molekul-molekul kecil : nukleotida, peptida & as.

amino

Media penunjang - kertas selulose

Fase stasioner air yg membasahi kertas

Fase mobil pelarut nonpolar, bergerak lebih cepat pada

kertas selulose, mis.: n-butanol

Suspensi yg akan dipisahkan diteteskan pada salah satu ujung

kertas (dlm ml) & dikeringkanujung kertas dg noda sampeldicelupkan ke dlm bejana berisi air & butanolterjadi partisi


44/59


45/59


46/59

Kromatografi Lapis Tipis

Media penunjang lempeng kaca Fase stasioner selulose / silica gel

dilapiskan pada permukaan kaca,

berfungsi sbg adsorption material

Fase mobil campuran nonpolar

CHCl2& CH3OH.

Sampel diteteskan pada sumur diujung plateplate dicelupkan ke fase

mobil molekul yg sukar teradsorpsi

akan bergerak lebih cepat terbawa

oleh pelarut nonpolar

Kromatografi Kolom


47/59

Kromatografi KolomFILTRASI GEL (BM)

Media penunjang : partikel gel bahan selulose (sephadex)ukuran pori

pori tertentu, larutan buffer

Fase stasionerbuffer dalam partikel gel

Fase mobilbuffer di luar partikel gel

Hasil :

Partikel besardi luar gel, semua keluar Partikel sedangsebagian masuk, sebagian di luar,

Partikel kecilsemua masuk poripori, keluar paling akhir

ION EXCHANGE


48/59

ION EXCHANGE

CHROMATOGRAPHY

Perbedaan muatan listrik

(ion) molekul

Media penunjang :

selulose + ion exchanger Fase stasionerpartikel

bermuatan pada ion

exchanger

Fase mobilbufferdengan pH / konsentrasi

garam bertingkat


49/59

Elektroforesis

Memisahkan komponen sel / molekul yang bermuatan(protein/nukleotida)

Prinsip : molekul bermuatan di dalam medan listrik akan

bermigrasi ke elektroda yang berlawanan

Media penunjanggel agarose / poliakrilamid (konsentrasitertentuporipori)

Bejana berisi bufer elektrolit & dihubungkan ke power supply

terjadi partisi karena migrasi molekul bermuatan ke

elektroda yang berlawanan

Kecepatan migrasi menentukan partisi, tergantung pada:

besar muatan

ukuran molekul

bentuk molekul


50/59

Elektroforesis

ELEKTROFORESIS
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/Agarose%20Gel%20Electrophoresis.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/Agarose%20Gel%20Electrophoresis.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/Agarose%20Gel%20Electrophoresis.mp4


51/59

Analisis Fraksi Sel : SPEKTROSKOPI

Prinsip : Molekul / ikatan kimia cenderung

mengabsorpsi energi

Sinar : gel elektomagnetikenergi

E = h.c energi yg dihasilkan sinar berbanding terbalik dengan panj gel

Ground state, Excited statediukur


52/59

SPEKTROFOTOMETER
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/DNA%20Quantitation%20Using%20a%20Spectrophotometer%20(1).mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/DNA%20Quantitation%20Using%20a%20Spectrophotometer%20(1).mp4


53/59

Analisis Fraksi Sel : SPEKTROSKOPI

Kegunaan :

Identifikasi molekul yang belum diketahui

Asam nukleat

Protein

Mengukur kuantitas/konsentrasi molekul dlm

larutan


54/59

Analisis Fraksi Sel : LABEL ISOTOP

Isotop :

atom dengan jumlah elektron sama tetapi mempunyai

jumlah neutron berbeda

mempunyai sifat kimia sama, tetapi sifat fisika berbeda

Manfaat :

Analisis eksistensi molekul yang mengandung isotop dalam

sistem biologis

Isotop tidak stabil Isotop stabil + E materi sensitif

sinar lokasi molekul yang mengandung isotop


55/59

Analisis Fraksi Sel : LABEL ISOTOP


56/59


Problem:


Solusi:


2. Teknik Biokimia

kok3. Teknik Biakan selTeknik Biologi

Kultur sel hewan : sistem


57/59

Kultur sel hewan : sistem

eksperimental yang mudah diikuti

Fisiologi, biokimia, morfologi,genetika

In vitro

Kultur primer : sel diambillangsung dari organisme danditumbuhkan. Kultur ini hanyamembelah beberapa kali,kemudian berhenti

Cell lines: berasal dari selembrionik undifferentiated atausel tumor. Kultur ini immortal

Sel kultur tumbuh dalam medium

Pro dan kontra sel kultur sebagai


58/59

Pro dan kontra sel kultur sebagai

modelKeuntungan :

1. Kebanyak jaringan terdiri dari berbagai tipe sel dan sel dengan tipe

spesifik dalam ditumbuhkan dalam kultur

2. Kondisi eksperimental lebih mudah dimanipulasi dan diamati dengan

kultur sel daripada dengan organismeKerugian :

1. Sel yang dikultur pada cawan kultur tidak berada dalam lingkungan

normal dan tingkah lakunya tidak diatur oleh sel dan jaringan lain seperti

dalam organisme


59/59

PERTANYAAN ????

Documents

Cara Mempelajari Sel