ORGANISASI SEL klasifikasi benda (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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
1
ORGANISASI SEL: Hirarki Kehidupan
―
Sel
Ø
Jaringan
―
Ø
Organ
―
Ø
Sistem Organ ―
Ø
Individu
―
Ø
Sosial
―
Ø
Negara Kebangsaan ―
makhluk hidup
organisme multisel
beberapa organisme multisel
hewan & tumbuhan
hewan (tumbuhan???)
beberapa spesies hewan
hanya manusia
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
2
ORGANISASI SEL: mikroskop
Mikroskop - alat bantu untuk memperbesar visual
benda; ada dua jenis, yaitu
1. Mikroskop cahaya
o cahaya tampak (visible) langsung mengenai spesimen
o perbesaran maksimal 1000x (ukuran objek > 0,2 µm)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
3
ORGANISASI SEL: mikroskop
2. Mikroskop elektron
o ditemukan sekitar tahun 1950-an
o elektron sebagai pengganti cahaya tampak
o elektromagnet berfungsi sebagai lensa
o perbesaran mencapai 100.000x (ukuran objek ! 0,2
nm); ada dua jenis:
1. SEM (Scanning Electron Micr.)
J mikroskop elektron payaran
J hanya mengamati struktur permukaan sel
2. TEM (Transmission Electron Micr.)
J mikroskop elektron transmisi
J bisa mengamati struktur internal sel
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
4
ORGANISASI SEL: mikroskop
SEM
TEM
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
5
panjang sisi (cm)
4
2
1
Luas permukaan (cm2)
96
192
384
Volume (cm3)
64
64
64
Permukaan/Volume
1.5/1
3/1
6/1
Nisbah luas permukaan terhadap volume yang lebih
besar pada sel yang berukuran kecil
memudahkan transpor nutrien dalam jumlah
besar di antara sel.
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
6
ORGANISASI SEL: Ultrastruktur Sel
Ultrastruktur sel:
Ö komponen kimia sitosol dibatasi oleh membran
Ö organel telanjang
Ö ribosom
Ö sitoskeleton (sentriol, tubulus mikro, tubulus makro,
tubulus intermediet, flagela, silia)
JJ berhasil diungkapkan menggunakan ME
Ö organel bermembran - sistem endomembran
Ö Sel Prokariot : tanpa organel bermembran
Ö Sel Eukariot: ada sistem membran internal
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
7
ORGANISASI SEL: Sel Prokariot
á
á
á
á
sel tanpa inti (Yunani, pro = sebelum, karyon = nukleus);
hanya berupa untaian DNA yang membentuk nukleoid
ukuran 2 - 8 µm ( ± sel eukariot)
ribosom tersebar di dalam sitoplasma
sangat beragam, beberapa punya dinding sel yang kaku
maupun lentur, flagela untuk bergerak dan pili untuk
melekat
1. bakteri
2. 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
8
Gambar bakteri pada perbesaran 50.000x (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
9
ORGANISASI SEL: Sel Eukariot
á
á
á
á
á
ada inti sel yang jelas, dibungkus membran sel
(Yunani, eu = nyata, karyon = nukleus)
ukuran sel 10 - 100 µm
ada sistem membran internal yang membentuk sistem
organel atau sistem endomembran, yi inti, retikulum
endoplasma, alat golgi, mitokondria, lisosom dan badanbadan mikro
fungsi membran internal (membran sitoplasma):
1.
meningkatkan luas permukaan total
2.
tempat berlangsung proses metabolisme sel
ada yang unisel (protozoa) dan multisel (fungi, tanaman,
hewan)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
10
Organel-organel sel hewan dan tumbuhan
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.
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
11
Sel hewan pada perbesaran 8.000x (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
12
Sel tumbuhan pada perbesaran 8000 X (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
13
Membran Sel
Ö
Ö
Ö
tebal 7 - 9 nm dengan struktur fosfolipid lapis ganda
Komposisi: 40 % lipid dan 60 % protein
membentuk model mosaik fluida
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
14
Membran Sel
Di dalam sel dibagi menjadi:
Ö membran plasma
Ömembungkus sel
Ömengatur lalu-lintas molekul keluar/masuk sel
Ö membran organel
Ömembungkus organel
Öperbedaan terdapat pada jumlah dan jenis lipid,
protein dan karbohidrat
Öturn-over antar organel dan ke/dari membran
plasma: badan-badan mikro
Komposisi dasar membran sel bakteri sama dengan sel
eukariot, tetapi tidak mengandung kolesterol
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
15
Inti Sel - Nukleus
á
á
organel terbesar sel
pusat pengendali genetik (tempat DNA)
membran plasma
sitoplasma
nukleus
Pembungkus
nukleus
Kromatin
(DNA+ protein)
nukleolus
Mikrograf elektron transmisi dari nukleus sel pankreas (Starr, 1997)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
16
Inti Sel - Nukleus
komponen nukleus
á Pembungkus nukleus berupa membran rangkap berpori
á Nukleolus merupakan kombinasi DNA, RNA dan
protein; tempat ribosom dibuat
á Nukleoplasma, cairan di bagian dalam nukleus
á Kromatin adalah DNA yang bergabung dengan protein
dan membentuk serabut panjang
á Kromosom berupa lilitan kromatin yang terbentuk
selama proses reproduksi sel.
Sistem Endomembran
sistem organel yang saling bekerja sama dalam proses
sintesis, penyimpanan dan transpor berbagai
makromolekul
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
17
Sistem Endomembran: Retikulum Endoplasma
á
á
á
jaringan dalam sel (Yunani)
membran RE merupakan kelanjutan dari membran luar
pembungkus nukleus
berdasarkan struktur dan fungsi, ada dua bagian
1. RE kasar
o bagian RE yang ditempeli ribosom
o lebih dekat ke inti
o sintesis protein membran dan protein sekretori
(mis. antibodi)
2. RE halus
o bagian RE yang tidak ditempeli ribosom
o berada dalam posisi terjauh dari inti
o fungsi utama: sintesis lipid, termasuk lemak,
fosfolipid dan steroid
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
18
o
o
Mengatur metabolisme karbohidrat (glikogen) dan
menghancurkan (detoksikasi) racun dan obatobatan di dalam sel hati
Menyimpan ion kalsium yang penting untuk
kontraksi otot.
Tunas vesikula
penyangkut
Ribosom
Rantai
gula
(Gliko) protein sekretori
di dalam vesikula penyangkut
Glikoprotein
RE kasar
Polipeptida
Sintesis dan pengepakan protein sekretori oleh RE kasar (Campbell,
1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
19
Pembungkus
nukleus
Ribosom
RE kasar
RE halus
RE kasar dan RE halus (Campbell, 1994).
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
20
Sistem Endomembran: Alat Golgi
Alat Golgi
Vesikula
penyangkut dari RE
halus
sisi penerima
pada alat golgi
TEMP 27.000 X
Pembentukan
vesikula baru
vesikula
pengangkut dari
Golgi
Sisi pengiriman
pada alat Golgi
membran plasma
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
Alat Golgi (Campbell,
1994)
21
Sistem Endomembran: Alat Golgi
á
á
á
Struktur alat golgi ditemukan oleh Camillo Golgi, ahli
biologi dari Italia
Alat golgi berupa lempengan-lempengan bermembran
á
á
sisi menghadap membran plasma
sisi menghadap RE
Fungsi
menerima dan memodifikasi produk RE, lalu
mengirimkannya ke membran plasma atau ke organel
lain (misal. lisosom) dalam struktur badan-badan
mikro (vesikula transpor)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
22
Sistem Endomembran: Lisosom
Lisosom
Membran
plasma
Digesti
Lisosom mengambil
organel yang rusak
Vakuola
makanan
Pengambilan
makanan
Lisosom
Alat Golgi
Vesikula penyangkut
mengandung enzim
hidrolitik tidak aktif
Makanan
RE kasar
nukleus
Lisosom di dalam sel darah putih (kiri) dan Pembentukan
dan fungsi lisosom (kanan) (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
23
Sistem Endomembran: Lisosom
Ö merupakan badan pencerna atau pemecah (Yunani)
Ö 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
Ö Fungsi lisosom yang utama sebagai penerna:
Ö Mengandung enzim pengurai bagi senyawa
karbohidrat, protein, asam nukleat dan lipid
Ö Membantu menghancurkan bakteri
Ö Mendaur ulang organel yang rusak
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
24
Sistem Endomembran: Lisosom
Lisosom berperan penting dalam perkembangan embrio.
Kelainan abnormal lisosom menyebabkan penyakit fatal :
1. Penyakit Pompe
Lisosom tidak mempunyai enzim pencerna glikogen,
akibatnya glikogen terakumulasi di sel hati
2. Penyakit Tay Sachs
Lisosom 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
25
Lalu-lintas molekul besar dan partikel melewati
membran plasma secara
1. Eksositosis
vesikula bergabung dengan membran plasma untuk
mengeluarkan isinya ke luar sel
2. Endositosis
reseptor membran menerima molekul/partikel dari
luar sel, kemudian membran plasma membentuk
vesikula di dalam sitoplasma
― Pagositosis: berupa padatan
― Pinositosis: berupa cairan
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
26
Membran plasma
sitoplasma
a. Eksositosis
sitoplasma
b. Endositosis
solut
reseptor membran
Membran plasma
Partikel terikat pada reseptor membran
c. Reseptor perantara endositosis
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
27
Sistem Endomembran: Vakuola
∆
Bentuk dan ukuran vakuola beragam
∆
Pada tumbuhan terdapat vakuola sentral sebagai lisosom
yang besar
Fungsi: membantu pertumbuhan sel dan menyimpan
senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme
sel, seperti pigmen untuk menarik serangga penyerbuk
dan racun
∆
Vakuola kontraktil pada Protozoa tertentu berfungsi
untuk 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
28
Sistem Endomembran: Vakuola
RE kasar
Membran sel
Asam amino
(sintesis protein)
karbohidrat
Ribosom
lisosom
Glikolipid
Glikoprotein
Lipoportein
membran sel baru
vakuola
sekresi
RE transisi
(transpor protein)
Alat Golgi
(proses kimia dan pengepakan)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
29
Organel bermembran yang tidak termasuk
sistem endomembran: Mitokondria dan Kloroplas
Mitokondria
á
á
berperan dalam proses respirasi selular, yi mengubah
energi kimia dari molekul organik (makanan) ke ATP
(adenosin trifosfat)
struktur mitokondria (dari arah luar):
― membran luar J ruang antar membran J membran
dalam J 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
30
Ruang antar membran
krista
matriks
membran
luar
Membran
dalam
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
31
Kloroplas
á
á
á
á
terdapat pada tumbuhan dan alga tertentu
Fungsi : tempat proses fotosintesis (pengubahan
energi cahaya matahari menjadi energi kimia)
struktur terdiri dari 3 kompartemen:
ruang antar membran, stroma dan ruang tilakoid
Enzim untuk membuat ATP terdapat pada membran
tilakoid
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
32
0.5 µm
granum
membran luar
membran dalam
tilakoid stroma
ruang tilakoid
stroma
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
tilakoid grana
33
Organel tanpa membran: Sitoskleton
á merupakan
sistem penghubung (serabut halus) antara
nukleus, organel dan membran plasma, serta membentuk
morfologi sel
á bisa dibedakan menjadi 3 macam
1. Filamen Mikro
―
―
―
terdiri dari subunit aktin (protein globular)
membantu perubahan bentuk dan perpindahan sel
kontraksi sel otot
2. Filamen
―
―
tersusun atas protein fibrosa (berserat)
memperkuat sel dan menambatkan organel
3. Tubulus
―
―
―
―
Antara
Mikro
terdiri dari protein globular (tubulin)
memberi bentuk dan rigiditas sel
penambat organel
sebagai lintasan pergerakan organel dan kromosom
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
34
TEMP 51.000 X
subunit aktin
subunit Tubulin
subunit fibrosa
25 nm
7
nm
mikrofilamen
10
nm
Filamen antara
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
mikrotubul
35
Organel tanpa membran: Silia dan Flagela
á flagela
dan silia merupakan contoh organisasi
sitoskleton yang berfungsi untuk pergerakan sel
á Struktur
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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
36
Flagelum
penampang melintang
Mikrotubul luar ganda
Membran plasma
Flagelum
Mikrotubul
pusat
Badan basal
Membran plasma
Badan basal
TEMs 206.500 X
Mikrotubul luar ganda
(stuktur identik dengan sentriol)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
37
Beberapa Poin Kuliah Hari Ini
1.
Benda dibagi menjadi: tak hidup dan hidup
2.
Semua benda hidup terbentuk dari satu atau lebih sel
3.
Sel: minimal terdiri dari membran plasma, sitoplasma
dan DNA
4.
Sifat-sifat dasar sel:
5.
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
Ada dua jenis sel : prokariot dan eukariot
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
38
Beberapa Poin Kuliah Hari Ini
6.
Pada eukariot: sistem endomembran – organel membagi
sitoplasma menjadi kompartemen-kompartemen
7.
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 mitokondria
4.
Pendukung, pergerakan dan komunikasi antar sel :
sitoskleton (termasuk flagela, silia dan sentriol),
dinding dan permukaan sel.
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
39
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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
1
ORGANISASI SEL: Hirarki Kehidupan
―
Sel
Ø
Jaringan
―
Ø
Organ
―
Ø
Sistem Organ ―
Ø
Individu
―
Ø
Sosial
―
Ø
Negara Kebangsaan ―
makhluk hidup
organisme multisel
beberapa organisme multisel
hewan & tumbuhan
hewan (tumbuhan???)
beberapa spesies hewan
hanya manusia
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
2
ORGANISASI SEL: mikroskop
Mikroskop - alat bantu untuk memperbesar visual
benda; ada dua jenis, yaitu
1. Mikroskop cahaya
o cahaya tampak (visible) langsung mengenai spesimen
o perbesaran maksimal 1000x (ukuran objek > 0,2 µm)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
3
ORGANISASI SEL: mikroskop
2. Mikroskop elektron
o ditemukan sekitar tahun 1950-an
o elektron sebagai pengganti cahaya tampak
o elektromagnet berfungsi sebagai lensa
o perbesaran mencapai 100.000x (ukuran objek ! 0,2
nm); ada dua jenis:
1. SEM (Scanning Electron Micr.)
J mikroskop elektron payaran
J hanya mengamati struktur permukaan sel
2. TEM (Transmission Electron Micr.)
J mikroskop elektron transmisi
J bisa mengamati struktur internal sel
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
4
ORGANISASI SEL: mikroskop
SEM
TEM
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
5
panjang sisi (cm)
4
2
1
Luas permukaan (cm2)
96
192
384
Volume (cm3)
64
64
64
Permukaan/Volume
1.5/1
3/1
6/1
Nisbah luas permukaan terhadap volume yang lebih
besar pada sel yang berukuran kecil
memudahkan transpor nutrien dalam jumlah
besar di antara sel.
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
6
ORGANISASI SEL: Ultrastruktur Sel
Ultrastruktur sel:
Ö komponen kimia sitosol dibatasi oleh membran
Ö organel telanjang
Ö ribosom
Ö sitoskeleton (sentriol, tubulus mikro, tubulus makro,
tubulus intermediet, flagela, silia)
JJ berhasil diungkapkan menggunakan ME
Ö organel bermembran - sistem endomembran
Ö Sel Prokariot : tanpa organel bermembran
Ö Sel Eukariot: ada sistem membran internal
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
7
ORGANISASI SEL: Sel Prokariot
á
á
á
á
sel tanpa inti (Yunani, pro = sebelum, karyon = nukleus);
hanya berupa untaian DNA yang membentuk nukleoid
ukuran 2 - 8 µm ( ± sel eukariot)
ribosom tersebar di dalam sitoplasma
sangat beragam, beberapa punya dinding sel yang kaku
maupun lentur, flagela untuk bergerak dan pili untuk
melekat
1. bakteri
2. 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
8
Gambar bakteri pada perbesaran 50.000x (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
9
ORGANISASI SEL: Sel Eukariot
á
á
á
á
á
ada inti sel yang jelas, dibungkus membran sel
(Yunani, eu = nyata, karyon = nukleus)
ukuran sel 10 - 100 µm
ada sistem membran internal yang membentuk sistem
organel atau sistem endomembran, yi inti, retikulum
endoplasma, alat golgi, mitokondria, lisosom dan badanbadan mikro
fungsi membran internal (membran sitoplasma):
1.
meningkatkan luas permukaan total
2.
tempat berlangsung proses metabolisme sel
ada yang unisel (protozoa) dan multisel (fungi, tanaman,
hewan)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
10
Organel-organel sel hewan dan tumbuhan
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.
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
11
Sel hewan pada perbesaran 8.000x (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
12
Sel tumbuhan pada perbesaran 8000 X (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
13
Membran Sel
Ö
Ö
Ö
tebal 7 - 9 nm dengan struktur fosfolipid lapis ganda
Komposisi: 40 % lipid dan 60 % protein
membentuk model mosaik fluida
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
14
Membran Sel
Di dalam sel dibagi menjadi:
Ö membran plasma
Ömembungkus sel
Ömengatur lalu-lintas molekul keluar/masuk sel
Ö membran organel
Ömembungkus organel
Öperbedaan terdapat pada jumlah dan jenis lipid,
protein dan karbohidrat
Öturn-over antar organel dan ke/dari membran
plasma: badan-badan mikro
Komposisi dasar membran sel bakteri sama dengan sel
eukariot, tetapi tidak mengandung kolesterol
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
15
Inti Sel - Nukleus
á
á
organel terbesar sel
pusat pengendali genetik (tempat DNA)
membran plasma
sitoplasma
nukleus
Pembungkus
nukleus
Kromatin
(DNA+ protein)
nukleolus
Mikrograf elektron transmisi dari nukleus sel pankreas (Starr, 1997)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
16
Inti Sel - Nukleus
komponen nukleus
á Pembungkus nukleus berupa membran rangkap berpori
á Nukleolus merupakan kombinasi DNA, RNA dan
protein; tempat ribosom dibuat
á Nukleoplasma, cairan di bagian dalam nukleus
á Kromatin adalah DNA yang bergabung dengan protein
dan membentuk serabut panjang
á Kromosom berupa lilitan kromatin yang terbentuk
selama proses reproduksi sel.
Sistem Endomembran
sistem organel yang saling bekerja sama dalam proses
sintesis, penyimpanan dan transpor berbagai
makromolekul
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
17
Sistem Endomembran: Retikulum Endoplasma
á
á
á
jaringan dalam sel (Yunani)
membran RE merupakan kelanjutan dari membran luar
pembungkus nukleus
berdasarkan struktur dan fungsi, ada dua bagian
1. RE kasar
o bagian RE yang ditempeli ribosom
o lebih dekat ke inti
o sintesis protein membran dan protein sekretori
(mis. antibodi)
2. RE halus
o bagian RE yang tidak ditempeli ribosom
o berada dalam posisi terjauh dari inti
o fungsi utama: sintesis lipid, termasuk lemak,
fosfolipid dan steroid
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
18
o
o
Mengatur metabolisme karbohidrat (glikogen) dan
menghancurkan (detoksikasi) racun dan obatobatan di dalam sel hati
Menyimpan ion kalsium yang penting untuk
kontraksi otot.
Tunas vesikula
penyangkut
Ribosom
Rantai
gula
(Gliko) protein sekretori
di dalam vesikula penyangkut
Glikoprotein
RE kasar
Polipeptida
Sintesis dan pengepakan protein sekretori oleh RE kasar (Campbell,
1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
19
Pembungkus
nukleus
Ribosom
RE kasar
RE halus
RE kasar dan RE halus (Campbell, 1994).
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
20
Sistem Endomembran: Alat Golgi
Alat Golgi
Vesikula
penyangkut dari RE
halus
sisi penerima
pada alat golgi
TEMP 27.000 X
Pembentukan
vesikula baru
vesikula
pengangkut dari
Golgi
Sisi pengiriman
pada alat Golgi
membran plasma
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
Alat Golgi (Campbell,
1994)
21
Sistem Endomembran: Alat Golgi
á
á
á
Struktur alat golgi ditemukan oleh Camillo Golgi, ahli
biologi dari Italia
Alat golgi berupa lempengan-lempengan bermembran
á
á
sisi menghadap membran plasma
sisi menghadap RE
Fungsi
menerima dan memodifikasi produk RE, lalu
mengirimkannya ke membran plasma atau ke organel
lain (misal. lisosom) dalam struktur badan-badan
mikro (vesikula transpor)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
22
Sistem Endomembran: Lisosom
Lisosom
Membran
plasma
Digesti
Lisosom mengambil
organel yang rusak
Vakuola
makanan
Pengambilan
makanan
Lisosom
Alat Golgi
Vesikula penyangkut
mengandung enzim
hidrolitik tidak aktif
Makanan
RE kasar
nukleus
Lisosom di dalam sel darah putih (kiri) dan Pembentukan
dan fungsi lisosom (kanan) (Campbell, 1994)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
23
Sistem Endomembran: Lisosom
Ö merupakan badan pencerna atau pemecah (Yunani)
Ö 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
Ö Fungsi lisosom yang utama sebagai penerna:
Ö Mengandung enzim pengurai bagi senyawa
karbohidrat, protein, asam nukleat dan lipid
Ö Membantu menghancurkan bakteri
Ö Mendaur ulang organel yang rusak
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
24
Sistem Endomembran: Lisosom
Lisosom berperan penting dalam perkembangan embrio.
Kelainan abnormal lisosom menyebabkan penyakit fatal :
1. Penyakit Pompe
Lisosom tidak mempunyai enzim pencerna glikogen,
akibatnya glikogen terakumulasi di sel hati
2. Penyakit Tay Sachs
Lisosom 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
25
Lalu-lintas molekul besar dan partikel melewati
membran plasma secara
1. Eksositosis
vesikula bergabung dengan membran plasma untuk
mengeluarkan isinya ke luar sel
2. Endositosis
reseptor membran menerima molekul/partikel dari
luar sel, kemudian membran plasma membentuk
vesikula di dalam sitoplasma
― Pagositosis: berupa padatan
― Pinositosis: berupa cairan
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
26
Membran plasma
sitoplasma
a. Eksositosis
sitoplasma
b. Endositosis
solut
reseptor membran
Membran plasma
Partikel terikat pada reseptor membran
c. Reseptor perantara endositosis
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
27
Sistem Endomembran: Vakuola
∆
Bentuk dan ukuran vakuola beragam
∆
Pada tumbuhan terdapat vakuola sentral sebagai lisosom
yang besar
Fungsi: membantu pertumbuhan sel dan menyimpan
senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme
sel, seperti pigmen untuk menarik serangga penyerbuk
dan racun
∆
Vakuola kontraktil pada Protozoa tertentu berfungsi
untuk 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
28
Sistem Endomembran: Vakuola
RE kasar
Membran sel
Asam amino
(sintesis protein)
karbohidrat
Ribosom
lisosom
Glikolipid
Glikoprotein
Lipoportein
membran sel baru
vakuola
sekresi
RE transisi
(transpor protein)
Alat Golgi
(proses kimia dan pengepakan)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
29
Organel bermembran yang tidak termasuk
sistem endomembran: Mitokondria dan Kloroplas
Mitokondria
á
á
berperan dalam proses respirasi selular, yi mengubah
energi kimia dari molekul organik (makanan) ke ATP
(adenosin trifosfat)
struktur mitokondria (dari arah luar):
― membran luar J ruang antar membran J membran
dalam J 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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
30
Ruang antar membran
krista
matriks
membran
luar
Membran
dalam
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
31
Kloroplas
á
á
á
á
terdapat pada tumbuhan dan alga tertentu
Fungsi : tempat proses fotosintesis (pengubahan
energi cahaya matahari menjadi energi kimia)
struktur terdiri dari 3 kompartemen:
ruang antar membran, stroma dan ruang tilakoid
Enzim untuk membuat ATP terdapat pada membran
tilakoid
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
32
0.5 µm
granum
membran luar
membran dalam
tilakoid stroma
ruang tilakoid
stroma
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
tilakoid grana
33
Organel tanpa membran: Sitoskleton
á merupakan
sistem penghubung (serabut halus) antara
nukleus, organel dan membran plasma, serta membentuk
morfologi sel
á bisa dibedakan menjadi 3 macam
1. Filamen Mikro
―
―
―
terdiri dari subunit aktin (protein globular)
membantu perubahan bentuk dan perpindahan sel
kontraksi sel otot
2. Filamen
―
―
tersusun atas protein fibrosa (berserat)
memperkuat sel dan menambatkan organel
3. Tubulus
―
―
―
―
Antara
Mikro
terdiri dari protein globular (tubulin)
memberi bentuk dan rigiditas sel
penambat organel
sebagai lintasan pergerakan organel dan kromosom
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
34
TEMP 51.000 X
subunit aktin
subunit Tubulin
subunit fibrosa
25 nm
7
nm
mikrofilamen
10
nm
Filamen antara
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
mikrotubul
35
Organel tanpa membran: Silia dan Flagela
á flagela
dan silia merupakan contoh organisasi
sitoskleton yang berfungsi untuk pergerakan sel
á Struktur
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
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
36
Flagelum
penampang melintang
Mikrotubul luar ganda
Membran plasma
Flagelum
Mikrotubul
pusat
Badan basal
Membran plasma
Badan basal
TEMs 206.500 X
Mikrotubul luar ganda
(stuktur identik dengan sentriol)
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
37
Beberapa Poin Kuliah Hari Ini
1.
Benda dibagi menjadi: tak hidup dan hidup
2.
Semua benda hidup terbentuk dari satu atau lebih sel
3.
Sel: minimal terdiri dari membran plasma, sitoplasma
dan DNA
4.
Sifat-sifat dasar sel:
5.
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
Ada dua jenis sel : prokariot dan eukariot
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
38
Beberapa Poin Kuliah Hari Ini
6.
Pada eukariot: sistem endomembran – organel membagi
sitoplasma menjadi kompartemen-kompartemen
7.
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 mitokondria
4.
Pendukung, pergerakan dan komunikasi antar sel :
sitoskleton (termasuk flagela, silia dan sentriol),
dinding dan permukaan sel.
BIO 101/ III / Dasar-dasar hayati
39