PEMBAHASAN

A. PENGENALAN SKENARIO

Dg. Kebo 18 tahun mahasiswi fakultas kedokteran di kota Daeng,

sangat bersemangat untuk melihat film tentang sel manusia yang baru

dibelikan oleh ayahnya sebagai hadiah atas keberhasilannya masuk fakultas

kedokteran. Dalam film itu, membran sel, organel-organel (komponen

sitoplasma), beserta inti sel, yang bekerja berdasarkan tugas masing-masing.

Dalam film itu juga terlihat jaringan yang terbentuk dari kumpulan sel.

Tiap sel melakukan konduksi/persinyalan pada membran sel melalui reseptor

sehingga koordinasi dan metabolisme antar sel dapat berjalan dengan baik.

Dalam film itu juga diperlihatkan sel prokariotik dan eukariotik. Terlintas

dalam pikiran Dg. Kebo “Begitu Ajaibnya sel manusia bekerja!”

Bagaimana anda dapat memberikan penjelasan kepada Dg. Kebo

tentang hal tersebut

B. KLARIFIKASI KATA SULIT DAN KATA KUNCI

1. Klarifikasi Kata Sulit

a. Sel

Unit kehidupan terkecil yang dapat melaksanakan fungsinya secara

mandri (Kamus Kedokteran Dorland E/31)

b. Membran sel

Bagian paling luar yang membatasi sel dengan sekitarnya

(Kamus Kedokteran Dorland E/29)

c. Organel

Setiap struktur terorganisasi dalam sitoplasma (Kamus

Kedokteran Dorland E/31)

1

d. Inti sel

Bagian dari sel yang mempunyai fungsi utama untuk

mengadakan kontrol terhadap aktivitas sel (Biologi Sel penerbit EGC)

e. Sel eukariotik

Organisme yang sel-selnya punya inti sejati dibatasi oleh

membran inti yang didalamnya terdapat kromosom dan berbagai

protein terkait serta memperlihatkan mitosis (Kamus Kedokteran

Dorland E/31)

f. Sel prokariotik

Organ bersel tunggal tanpa nukleus dan inti sejati memiliki

materi genetik berupa lengkung tunggal DNA rantai ganda (Kamus

Kedokteran Dorland E/31)

g. Konduksi

Penghantaran gelombang bunyi, panas, impuls saraf, atau

listrik (Kamus Kedokteran Dorland E/31)

h. Reseptor

Struktur molekular dalam sel yang ditandai dengan ikatan

bahan spesifik yang selektif (Kamus Kedokteran Dorland E/31)

i. Jaringan

Kumpulan sel-sel khusus yang serupa dan bersatu dalam

penampilan suatu fungsi khusus (Kamus Kedokteran Dorland E/31)

j. Metabolisme

Keseluruhan proses fisiologi yang menghasilkan dan

memelihara substansi hidup yang terorganisasi (anabolisme) dan

transformasi yang menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh

organisme (katabolisme). (Kamus Kedokteran Dorland E/31)

2

k. Koordinasi

Keselarasan fungsi antar organ dan antar bagian tubuh yang

berkaitan (Kamus Kedokteran Dorland E/31)

l. Sitoplasma

Protoplasma sel yang ekslusif bagi nukleus (Kamus Kedokteran

Dorland E/29)

2. Klarifikasi Kata Kunci

a. Dg. Kebo 18 tahun mahasiswi FK

b. Film tentang sel manusia

c. Diperlibatkan membran sel, organel-organel, dan inti sel

d. Dan juga sel prokariotik dan eukariotik

e. Jaringan dari kumpulan sel

f. Sel melakukan konduksi /persinyalan melalui reseptor

C. IDENTIFIKASI MASALAH

1. Bagaimana cara sel melakukan konduksi?

2. Apa perbedaan membran sel dengan inti sel?

3. Apa komponen penyusun sitoplasma dan masing-masing fungsinya?

4. Apa perbedaan sel eukariotik dan prokariotik?

5. Bagaimana cara metabolisme sel?

6. Apa komponen sel dan masing-masing fungsinya

3

D. ANALISA MASALAH

1. Persinyalan atau konduksi sel terbagi atas 3 :

a. Penerimaan (reseption)

Penerimaaan adalah ketka sel target mendeteksi molekul sinyal yang

berasal dari luar sel. Sinyal kimiawi “terdeteksi” ketika molekul senyawa

berikatan dengan protein reseptor yang terletak di permukaan sel atau di

dalam sel.

b. Transduksi

Peningkatan molekul senyawa mengubah protein reseptor dengan

suatu cara sehinngga menginisiasi proses transduksi tahap transduksi

yang mengubah sinyal menjadi bentuk yang dapat menyebabkan respon

seluler spesifik. Dalam system Sutherland, pengikatan epinerfin ke

protein reseptor pada membaran plasma sel hati menyebabkan aktifitas

glikogen fosforilase.

Transduksi terkadang terjadi dalam satu langkah saja, naming

lebih seringmembutuhkan suatu urutan perubahan dalam serangkaian

4

molekul yang berbeda-jalur transduksi sinyal. Molekul-molekul dalam

jalur ini sering kali disebut molekul relay (relay molecule).

c. Respon

Pada tahap ketiga persinyalan sel, sinyal yang ditransduksikan

akhirnya memicu respon seluler spesifik. Respons ini mungkin

merupakan aktifitas seluler apapun yang bias dibayangkan-misalnya

katalisis oleh suatu enzim (misalnya, glikogen fosforilase), penyusunan

ulang sitoskleton, atau aktivasi gen-gen spesifik dalam nucleus. Proses

pensinyalan sel membantu memastikan bahwa aktifitas-aktifitas krusial

seperti ini berlangsung dalam koordinasi yang sesuai dengan sel-sel lain

pada organisme tersebut.

(sumber : Biologi Campbell, Reece. Penerbit Erlangga Ed. VII Jilid 1

halaman 225-226)

2. Perbedaan Membran Sel dan Inti Sel :

Membran sel Inti sel

Letak Diluar sel Didalam sel

Fungsi Membatasi sel dengan

sekitarnya

Mengadakan kontrol

terhadap aktivitas sel

(sumber : Kamus Dorland Edisi 31)

3. Komponen sitoplasma yang aktif dalam metabolisme sel :

a. Ribosom

Sintesis protein.

5

b. Mitokondria

Tempat utama pembentukan ATP dan proses respirasi sel.

c. Retikulum Endoplasma

- Kasar : Sintesis protein dan metabolisme glikoprotein.

- Halus : Sintesis lipid, kolestrol, dan hormon steroid;

pembentukan glikogen dalam sel hati dan otot;

metabolisme mineral; detoksikasi obat-obatan dalam

sel hati.

d. Aparatus golgi

Memodifikasi,mengemas, dan mendistribusikan protein yang baru

terbentuk dan transportasi protein.

e. Vakuola/ gelembung

Memelihara membran plasma dalam proses sekresi dan eksresi keluar

sel.

f. Lisosom

Sistem pencernaan sel dan menghancurkan bahan asing dan sisa sel

serta organel lain yang tidak berguna lagi.

Komponen sitoplasma yang tidak aktif dalam metabolisme sel:

a. Sentriole

Berperan dalam proses pembelahan sel.

b. Mikrotubuli

Mempertahankan bentuk asimetris sel.

c. Fibril

Menghantarkan rangsangan dari satu sel ke sel yang lain.

(sumber : Biologi Sel penerbit EGC halaman 35-55)

6

4. Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik

Sel Prokariotik Sel Eukariotik

Memiliki DNA yang lebih sederhana Memiliki DNA yang lebih kompleks

Diameter : 1-10 µm Diameter : 10-100 µm

Mengandung 4 subunit RNA

polimeraseMengandung banyak RNA polimerase

Susunan kromosomnya sirkuler Susunan kromosomnya linear

Tersusun atas senyawa peptidoglikan Tersusun atas fosfolipid

(sumber : Biologi Sel penerbit EGC)

*Sel Prokariotik

7

*Sel eukariotik

5. Cara metabolisme sel terbagi atas 2 bagian, yaitu ;

a. Anabolisme

Pembentukan senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih

kompleks disertai dengan penambahan energi.

Contoh : Fotosintesis dan Kemosintesis

b. Katabolisme

Penguraian molekul kompleks menjadi lebih sederhana disertai dengan

pelepasan energi.

Contoh :

Respirasi aerob (menggunakan O2)

Glikolisis,Dekarboksilasi oksidatif, Siklus Krebs, Transport

elektron.

Respirasi anaerob (tanpa O2)

Fermentasi asam laktat, Fermentasi alkohol.

8

(sumber : Nugroho,L. Hartanto ; Sumardi,Issirep. Biologi Dasar. Penerbit :

Penebar Swadaya)

6. Komponen sel dan masing-masing fungsinya yaitu ;

a. Membran sel

Fungsinya :

Sebagai alat komunikasi antar sel

Melindungi organ-organ yang berada didalam sel

Membatasi sel yang satu dengan sel yang lainnya

Mengatur pergerakan sel

b. Inti Sel

Fungsinya :

Sebagai kontrol untuk mengatur seluruh aktivitas sel

Mengandung materi genetik yaitu DNA dan RNA yang

mengkodekan informasi untuk sintesis protein dan reproduksi sel

c. Sitoplasma

Fungsinya :

Tempat sintesis protein

Tempat respirasi sel

Sebagai sumber energi

Transportasi protein

Membentuk membran sel

Berperan dalam proses pembelahan sel

Tempat pencernaan sel

Tempat cadangan makanan

9

(sumber : Buku Fisologi Manusia dari Sel ke Sistem, Lauralee

Sherwood, Hal 25)

TUJUAN PEMBELAJARAN

10

Setelah selesai mempelajari modul ini diharapkan mahasiswa dapat

menjelaskan tentang konsep dasar yang berkenaan dengan Biologi Sel secara umum

& memahami konsep-konsep dasar terjadinya utamanya yang berhubungan dengan

gangguan sel.

INFORMASI TAMBAHAN

11

1. Tujuan sel melakukan persinyalan pada membrane

Koordinasi berbagai aktivitas sel-sel di seluruh untuk tubuh melakukan

kegiatan yang mempertahankan kehidupan dan melaksanakan keinginan

bergantung pada kemampuan sel untuk berkomunikasi satu sama lain.

(sumber : Buku Fisologi Manusia dari Sel ke Sistem, Lauralee Sherwood, Hal

122)

2. Membrane plasma setiap sel terdiri dari:

a. Lemak,yaitu:

Fosfolpid

Molekul-molekul fosfolipid mebransel didistribusi membentuk

dua lapisan. Ujungkepala polar bersifat hidrofilik dan

ujungekor non-polar bersifat hidrofobik. Molekul-olekul

fosfolipid tersebut mennyusun diri membentuk lapis ganda

lemak (lipid bilayer)

Kolesterol

Kolesterol menstabilkan membran sel, menyebabkan membran

sel lebih kaku dan mengatur timiditas lapis ganda fosfolipid

b. Protein, dibagi menjadi dua, yaitu:

Protein membran integral ( protein transmebran) menatu

dengan lapis ganda lemak membran sel

Protein memmbran perifer; yaitu tidak menonjol ke dalam

lapis ganda fosfolipid dan tidak terbenam di dalam membran

sel

c. Karbohidrat ;hanya terdapat di permukaan luar, terdiri dari:

12

Glikoprotein, yaitu karbohidratrantai pendek yang berikatan

ke protein membran

Glikolipid, yaitu karbohidratranntai pendek yang terikat ke

lemak membrane

(sumber: Buku Fisologi Manusia dari Sel ke Sistem, Lauralee

Sherwood, Hal 25)

(sumber:http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Lipids/

Lipid_Bilayer&docid=DQZe2o6m9B8oZM&imgurl=http://

upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/CellMembraneDrawing.jpg

3. Proses terbentuknya jaringan dari sekumpulan sel

Prose terbentuknya jaringan dari sel disebut dengan proses differensiasi,

dimana differensiasi itu sendiri adalah suatu perubahan sel dimana sel yang

telah mencapai volume pertumbuhan akhir menjadi terspesialisasi sesuai

fungsinya menghasilkan jenis jaringan, organ atau organisme baru.

Diferensiasi meliputi dua hal, yaitu :

1. Perubahan struktur dan aktivitas biokimia.

2. Perubahan aktivitas fisiologis.

Diferensiasi sel terjadi karena :

Semua informasi genetik yang dimiliki oleh suatu organisme akan

diwariskan kepada sel anak pada saat pembelahan sel. Artinya :

13

Informasi genetik yang tepat perlu diterima oleh setiap sel,

sehingga setiap organ pada organisme dapat berkembang pada

jalur yang tepat. Dalam perjalanan proses perkembangan, setiap

informasi genetik yang tidak relevan atau tidak dibutuhkan atau

disimpan dan tidak digunakan.

Semua sel anak mula-mula memperoleh semua informasi genetik,

tetapi bila pada jaringan tertentu tidak diperlukan lagi akan

mengalami degenerasi.

Semua informasi genetik diwariskan sama banyak, tetapi pada

jaringan tertentu informasi tersebut dilipat gandakan.

(Sumber :http://biologipedia.blogspot.com/2010/12/diferensiasi-sel.html)

4. Penyakit yang berhubungan dengan gangguan sel

5. Proses metabolisme sel :

Respirasi Aerob

1. Glikolisis

Pada glikolisis terjadi pemecahan molekul glukosa dengan bantuan enzim

yang terjadi secara anaerobik. Proses ini menghasilkan dua molekul piruvat

dan dua molekul ATP.

Tahap I-V (Awal) :

1. Glukosa + ATP heksokinase Glukosa 6-fosfat + ADP

2. Glukosa 6-fosfat fosfoglukoisomerase Fruktosa 6-fosfat

3. Fruktosa 6-fosfat fosfofruktokinase Fruktosa 1,6-bifosfat +

ATP

4. Fruktosa 1,6-bifosfat aldolase Gliseraldehid 3-fosfat

(PGAL) + DHAP

5. DHAP (dihidroksiasetonfosfat) triosafosfatisomerase PGAL

14

Tahap VI-X (Akhir) :

6. PGAL + Pi + NAD+ gliseraldehid 3 fosfat dehidrogenase 1,3-bifosfogliserat

+NADH+ H+

7. 1,3 bifosfogliserat + ADP fosfogliserakinase 3-

fosfogliserat + ATP

8. 3-Fosfogliserat fosfogliseratmutase 2-fosfogliserat

9. 2-Fosfogliserat enolase Fosfoenolpiruvat

10. Fosfoenolpiruvat + ADP + H+ piruvatkinase Piruvat + ATP

Proses glikolisis dapat disimpulkan sebagai berikut :

Tempat : Sitoplasma

15

Bahan : 1 molekul glukosa

Produk akhir : 2 ATP, 2 NADH, 2 molekul asam piruvat

2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat (DOAP)

Proses DOAP merupakan suatu reaksi antara sebelum produk

glikolisis dapat masuk ke siklus Krebs.

Proses DOAP dapat disimpulkan sebagai

berikut :

Tempat : Matriks mitokondria

Bahan : 2 molekul asam piruvat

Produk akhir : 2 molekul asetil KoA, 2NADH,

dan juga terbentuk CO2

3. Siklus Krebs

Pada siklus Krebs produk dari reaksi antara (DOAP), yaitu asetil KoA,

akan menjadi senyawa yang memediasi konversi asam oksaloasetat menjadi

asam sitrat sehingga siklus Krebs disebut juga asam sitrat.

16

Proses siklus Krebs dapat disimpulkan sebagai berikut :

Tempat : Matriks mitokondria

Bahan : 2 molekul asetil KoA

Produk akhir : 2 ATP, 2 FADH, 6 NADH, dan juga terbentuk CO2

4. Transpor Elektron

Pada proses ini senyawa NADH dan FADH hasil dari 3 proses sebelumnya

akan dikonversi menjadi ATP melalui suatu rantai respirasi. Reaksi kimia

yang terjadi pada proses ini sebagai berikut :

NADH + H+ + 3 ADP + 3Pi + 1/2 O2 NAD+ + 4 H2O + 3 ATP

FADH + H+ + 2 ADP + 2Pi + 1/2O2 FAD+ + 4 H2O + 2 ATP

17

Jadi pada transpor elektron dapat disimpulkan bahwa :

Tempat : Membran dalam mitokondria (Cristae) dimana terdapat

sitokrom yang memberi pigmen.

Bahan : 10 molekul NADH dan 2 molekul FADH

Produk akhir : 34 ATP dan juga terbentuk H2O

Hasil akhir dari keseluruhan proses diatas adalah 38 ATP jika melewati suatu

kompleks electron shuttle yaitu malate-aspartate shuttle, tetapi jika terjadi

transfer elektron melalui gliserol-3-phospat shuttle akan terbentuk 36 ATP.

RESPIRASI ANAEROB

Jalur respirasi anaerobik dapat terjadi melalui 2 jalur, yaitu fermentasi

alkohol dan fermentasi asam laktat. Kedua fase ini juga mengalami glikolisis

sampai terbentuk molekul asam piruvat. Selanjutnya, jika terjadi fermentasi

alkohol, molekul asam piruvat akan dikonversi menjadi etanol. Reaksi ringkas

dari proses tersebut yaitu :

Glukosa Asam Piruvat etanol (C2H5OH) + CO2 + energi

Peristiwa diatas dibantu dengan adanya enzim yang dimiliki oleh ragi

dan melalui proses anaerobik terbentuk alkohol.

Pada fermentasi asam laktat, senyawa asam piruvat selanjutnya akan

dikonversi menjadi asam laktat yang terjadi di sel-sel otot. Gambaran ringkas

reaksi tersebut yaitu :

Glukosa Asam Piruvat asam laktat (C3H6O3) + CO2 + energi

18

Hasil fermentasi asam laktat melalui proses glukoneogenesis asam

laktat akan dapat membentuk glukosa kembali setelah konsentrasinya

meningkat (tertimbun) di otot.

(sumber :Masteprima,Tim.2009.Bedah SKL Biologi untuk

SMA/MA.Jakarta:Penerbit Erlangga.)

5. Penyakit yang berhubungan dengan kelainan sel

- Penyakit Kelainan Sel Plasma (Diskrasia Sel Plasma,

Gammopati Monoklonal)

Ini adalah sel plasma dan kelompok yang tidak normal, dan

berkembang dengan jumlah yang berlebihan dan kemudian membentuk

antibodi yang juga tidak normal dalam jumlah yang banyak.

Sel plasma adalah dari jenis limfosit atau sel darah putih, yang akan

berfungsi untuk membuat antibodi pada sistem pertahanan tubuh pada saat

terjadi infesi menyerang tubuh seseorang.

Pada kelainan sel plasma,akan muncul kelompok sel plasma yang tidak

wajar dan dalam jumlah yang sangat banyak. Dan kemudian akan terbentuk

molekul yang menyerupai antibodi dalam jumlah yang sangat banyak.

Munculnya molekul abnormal dalam jumlah banyak tersebut tidak bisa

menjadi antibodi yang wajar untuk sistem pertahanan tubuh. dan ini akan

menyebabkan pembentukan antibodi yang normal menjadi tertekan dan

terhambat serta menurun.

Penurunan jumlah pembentukan antibodi yang normal akan

menyebabkan sistem pertahan tubuh menjadi lebih rawan, dan tubuh akan

lebih mudah terkena infeksi. Antibodi abnormal dari kelainan sel plasma akan

terus berkembang biak dalam jumlah yang semakin banyak, dan ini bisa

merusak jaringan dalam organ tubuh lainnya akibat kelainan sel plasma.

19

- Thalassaemia

Adalah jenis penyakit keturunan akibat kelainan darah. Penyakit ini

banyak terdapat di dunia dan tersebar khususnya orang yang berasal dari Laut

Tengah, Timur Tengah, dan Asia, kelainan ini jarang ditemukan pada orang

Eropa Utara. Pembawa sifat Thallasaemia adalah orang-orang yang sehat

tetapi dapat meneruskan sifat penyakit ini pada keturunannya. Penderita

Thallasaemia akan mengalami kekurangan darah karena sel darah merahnya

mudah pecah dan sel-selnya tak cukup mengandung Haemoglobine. Pada

orang normal, umur sel darah merah 120 hari, tetapi pada penderita

Thallasaemia umur sel darah merah hanya antara 4 sampai 6 minggu.

20

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A; reece,jane B;Mitchell,lawrens G.2002.Biologi edisi VII Jilid1.

Penerbit : Erlangga

Elsevier.2012.Kamus Saku Kedokteran Dorland Edisi 29. Penerbit : Buku

Kedokteran ECG

Elsevier.2012.Kamus Saku Kedokteran Dorland Edisi 31. Penerbit : Buku

Kedokteran ECG

Juwono, dr ; Zulfa Juniarto, Achmad dr. 2012. Biologi Sel. Penerbit Buku Kedokteran

EGC, Jakarta

Nugroho,L. Hartanto ; Sumardi,Issirep. Biologi Dasar. Penerbit : Penebar Swadaya

Masteprima,Tim.2009. Bedah SKL Biologi untuk SMA/MA. Jakarta:Penerbit

Erlangga

Sherwood,Lauralee.2012. Fisiologi Manusia Dari Sel Ke Sistem.Penerbit: Buku

Kedokteran EGC

http://biologipedia.blogspot.com/2010/12/diferensiasi-sel.html

http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Lipids/

Lipid_Bilayer&docid=DQZe2o6m9B8oZM&imgurl=http://

upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/

CellMembraneDrawing.jpg

21