RINGKASAN BIOLOGI SEL

Transkripsi

1 RINGKASAN BIOLOGI SEL DI S U S U N OLEH: SAYED MAULANA BIOLOGI REGULER A 2008 FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SYIAH KUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2009

2 PERBEDAAN ANTARA SEL PROKARIOTIK DAN EUKARIOTIK Pengertian sel prokariotik dan eukariotik Sel merupakan unit struktural fungsional terkecil di dalam tubuh makhluk hidup. Seldi bagi dua bagian yaitu sel prokatiotik dan eukariotik. Sel prokariotik yaitu sel dimana belum memiliki membran inti, sedangkan sel eukariotik yaitu sel yang sudah memiliki membran inti. Stuktur Umum Sel 1. Prokiariotik (Bakteri dan Mikoplasma) Bakteri merupakan organisme yang paling sederhana. Mereka pada umumnya berbentuk bola atau batang, dan berukuran beberapa mikrometer. Bakteri dari luar ke dalam berturut-turut terdiri dari flagell, dinding sel, selaput plasma, sitoplasma yang di dalamnya terdapat nukleoid dan ribosom, dan mesosoma. Dinding sel bakteri mengandung senyawa mukopeptida yang digunakan untuk mengelompokkan bakteri. Kadar mukopeptida bakteri gram negatif lebih tinggi dibandingkan bakteri gram positif. Dalam sitoplasma mengandung mesesom dan nukleoid yaitu berfungsi sebagai: a. Mesesoma yaitu berperan sebagai alat pengatur pembelahan lipatan selaput plasma bersama-sama dengan ribosom berperan sebagai sintesis protein. b. Nukleoid yaitu kumpulan bahan informasi genetik yang terdapat pada bakteria. Pada saat bakteria membelah, bahan informasi genetik dibagi ke sel anakan tanpa mengalami perubahan menjadi kromosom. Flagella merupakan alat gerak yang sederhana yang berasal dari granula basal yang terdapat disitoplasma. Ditengahnya terdapat filamen yang terdiri dari senyawa protein. 2. Eukariotik (Tumbuhan dan Hewan) Sel eukarioti ini sudah memiliki nukleus. Didalam nukleus inilah terkandung sebagian besar DNA. Sel eukariotik ini mencangkup sel hewan dan sel tumbuhan, ukuran sel eukariotik lebih besar daripada sel prokariotik.

3 Struktur sel eukarioti yaitu sebagai berikut: a. Sel Tumbuhan 1. Dinding sel 2. Protoplasma mencangkup - Sitoplasma - Selaput plasma - Nukleoplasma Antara sitoplasma dan nukleoplasma terdapat suatu pembatas yang merupakan turunan dari selaput plasma, Sitoplasma terdiri dari matrik sitoplasmik atau sitosol yang merupakan cairan bening, dan ruang-ruangan (kompartemen) y ang dikelilingi selaput. Ruangan beserta selkaputnya disebut organela. b. Sel Hewan 1. Tidak memiliki sinding sel 2. Tidak memiliki plastida (Kloroplas) Perbandingan antara struktur eukariota dan prokariota dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Bentuk Prokariotik Eukariotik Organisme Bakteri dan cianobakteria Fungi tumbuhan dan hewan Ukuran Sel Dengan matrik linear 1 sampai 10 Dengan matrik linear 10 mikrometer sampai 10o mikrometer Metabolisme Anaerobik dan Aerobik Aerobik Organela Tidak Ada Berbagai jenis: nukleus mitokondria, kloroplas, RE, dll. DNA Letak : di Sitoplasma Bentuk : Sirkular Letak : di Nukleoplasma Bentuk : Berupa benang halus sangat panjang. RNA dan Protein RNA dan protein disintesis diruang RNA disintesis di nukleus,

4 Sitoplasma Pembelahan sel Organisasi selular y ang sama Tanpa sitoskelet: tidak ada gerakan sitoplasmik, proses endositosis maupun eksositosis Kromatin ditarik dengan cara melekat pada selaput plasma Sebagian uni sel protein disintesis di sitoplasma Memiliki sitoskelet: terjadi gerakan sitoplasmik, proses endositosis maupun eksositosis Kromosom dipisah oleh apparatus mitosis yang terdiri dari filamen sitoskeletik. Sebagian besar multiselular, dengan deperansiasi menjadi beberapa jenis sel Gambar Sel Prokariotik dan Eukariotik

5 MITOKONDRIA Pengertian Mitokondria Mitokondria merupakan organel tempat terjadinya pemecahan molekul makanan sehingga menghasilkan energi dan juga sebagai tempat respirasi sel. Bentuk Mitokondria Mitokondria berbentuk jorong, dengan diameter antara 0.5 m -1.0 m dan panjang 7 m. Biasanya makin jumlah mitokondria di dalam suatu sel, maka makin besar ukuran organel sel tersebut. Bentuk mitokondria beraneka ragam, ada yang bulat, oval, silindris, seperti gada, seperti raket dan ada pula yang tidak beraturan. Namun secara umum dpat dikatakan bahwa mitokondria berbentuk butiran atau benang. Mitokondria mempunyai sifat plastis, artinya bentuknya mudah berubah. Mitokondria baru terbentuk dari pertumbuhan serta pembelahan mitokondria yang telah ada sebelumnya (seperti pembelahan bakteri). Penyebaran dan jumlah mitokondria di dalam tiap sel tidak sama dari hanya satu hingga beberapa ribu. Pada sel sperma, mitokondria tampak berderet-deret pada bagian ekor yang digunakan untuk bergerak. Fungsi Mitokondria Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2 menjadi CO2 dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada membran bagian dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP melibatkan proses transpor elektron dengan bantuan empat kompleks enzim, yang terdiri

6 dari kompleks I (NADH dehidrogenase), kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks III (koenzim Q sitokrom C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan juga dengan bantuan FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT). Secara Umum Fungsi mitokondria yaitu Sebagai berikut: 1. Mitokondria berfungsi sebagai penghasil (ATP) karena berfungsi untuk respirasi. 2. Metabolisme karbohidrat dan lemak 3. Sintesis ATP 4. Sintesis POFIRIN 5. Pembangkit tenaga bagi sel (The Power House). Struktur dan Fungsi 1. Mitokondria merupakan organel berupa kantung yang dilapisioleh 2 buah membran, yaitu membran luar dan membran dalam, sehingga mitokondria memiliki dua komartemen yaitu ruang antar membran dan matrik mitokondria yang diselimuti langsung oleh membran dalam. 2. Membran luar yaitu berfungsi untuk mengeluarkan enzim untuk proses perantara. Membran ini mengandung 3 kali lebih banyak fosfolipidanya dari pada selaput edalam danb mengandung sebagian besar kolesterol selaput. Ukuran selaput luar yaitu 6 m. Membran luar bersifat permiabel terhadap molekulmolekul kecil yang berukuran kira-kira 5000 delton. 3. Membran dalam dan Krista terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat, oksidasi asam lemak dan pembentukan energi. Mempunyai area permukaan yang lebih luas karena berlipat-lipat dan masuk ke dalam matriks. tonjolan-tonjolan ini disebut krista. Selaput dalam kaya akan protein dibandingkan dengan selaput luar. Protein itu sendiri terletak lebih dalam pada selaput. Selaput ini berukuran 6-8 m dan memiliki sifat kurang permiabel yaitu 20% lipid dan 80% protein

7 4.. Ruang antar membran adalah ruang yang berada diantara membran luar dan membran dalam. Ruang ini mengandung sekitar 6% dari total protein dan mengandung beberapa enzim tetapi biasanya tidak mengandung inklusi sebagai zarah. 5. Matriks sebagian besar protein mitokondria di jumpai pada matriks (67%). Enzim-enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat, asam lemak dan untuk menjalankan siklus asam karboksilat. Gambar Mitokondria RETICULUM ENDOPLASMA (RE) Pengerian Reticulum Endoplasma Retikulum endoplasma (RE) yaitu lembaran utuh yang sangat berlipat-lipat, yang mengelilingi suatu ruangan yang disebut lumen RE atau sisterna RE. Pengertian lain menyebutkan bahwa RE sebagai perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang seperti tabung di dalam sitoplsma.

8 Fungsi Retikulum Endoplasma 1. Menampung protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel. 2. Menjadi tempat penyimpan Calcium, bila sel berkontraksi maka calcium akan dikeluarkan dari RE dan menuju ke sitosol Bentuk Reticulum Endoplasma Selaput RE sangat berlipat-lipat, mengelilingi suatu ruangan yang disebut dengan lumen RE atau sisterna RE yang berbentuk liberitin. Volume sisterna RE hamper 10% volume sel. Reticulum endoplasma dibagi dua yaitu 1. Retikulum endoplasma kasar : tampak kasar melalui mikroskop elektron karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membran. Ribosom juga dilekatkan pada sisi sitoplasmik membran luar selubung nukleus yang bertemu dengan RE kasar. 2. Retikulum endoplasma halus : diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmiknya tidak mempunyai ribosom. Retikulum endoplasma ini mempunyai bentuk yang berbeda-beda dan pada dasarnya dibedakan menjadi 3 macam jenis yaitu : 1. Sisterna : berbentuk ruangan gepeng yang kadang-kadang tersusun berlapis-lapis dan saling berhubungan. 2. Tubuler: ruangan berbentuk tabung atau saluran. 3. Vesikuler: ruangan berbentuk seperti gelembung yang lepas satu sama lain.

9 Fungsi Retikulum Endoplasma kasar yaitu : 1. Mensintesis lemak dan kolesterol 2. Karbohidrat rantai panjang 3. Fosfolipida Fungsi RE kasar dan RE halus 1. Sintesis hormone steroid (Adrenal) 2. Melepaskan gula dari hati 3. Melepaskan ion-ion kalsium 4. Tempat sintesis lemak 5. Mengeluarkan racun Gambar Reticulum Endoplasma Gambar Retikulum Endoplasma (RE) Keterangan: 1. Nukleus 2. Pori-pori nuklear 3. RE kasar 4. RE halus 5. Ribosom pada RE kasar 6. Protein yang ditranspor 7. Vesikel transpor 8. Badan golgi 9. Bagian cis dari badan golgi 10. Bagian trans dari badan golgi 11. Cisternae badan golgi

10 RIBOSOM Pengerian Ribosom Ribosom merupakan struktur atau kelompok multimolekular yang berperan sebagai pabrik penghasil protein dan partiekl nucleoprotein yang tersusun oleh ribonukleat ribosom (r-rna). Fungsi Ribosom 1. Sebagai tempat sintesis protein 2. Mesin yang mengatur dan memilih komponen-komponen yang terlibat dalam sintesis protein. 3. Untuk mengikat asam-asam amino yang ada dalam sitoplasma. Bentuk Ribosom Ribosom berbentuk bulat atau lonjong, diameter nm. Terdiri dari dua subunit dapat dipisahkan dengan cara menurunkan konsentrasi ion Mg medium. Pada eukaryote subunit yang lebih kecil mengendap pada 40s, sedang subunit yang besar mengendap pada 60s. Ribosom ada dua macam bentuk yaitu; 1. Ribosom bebas dalam matrik sitoplasma dan terdapat menempel pada dinding/membrane gelembung-gelembung terutama reticulum endoplasma. Ribosom ini berfungsi untuk mengadakan sintesis protein yang akan digunakan sendiri oleh sel yang nantinya akan digunkan untuk pertumbuhan sel dan pembelahan sel.

11 2. Ribosom yang menempel pada reticulum endoplasma berfungsi untuk mengadakan sintesis protein yang akan dikeluarkan dari sel melalui organel yang mempunyai fungsi sekresi. Struktur Ribosom Struktur Ribosom di bagi atas dua buah sub unit yaitu sub unit besar dan sub unit kecil, yaitu sebagai berikut: 1. Sub unit besar Sub unit besar ribosom prokariotik mengandung dua buah molekul rrna, masing-masing 23S dan 5S. Sub unit besar ini mengandung jenis protein. pada eukariotik memiliki sendimentasi 60S serta jenis protein. 2. Sub unit kecil Sub unit kecil prokariotik hanya mengandung sebuah rrna dengan koefisien sendimentasi 16S dan 21 jenis protein. pada eukariotik hanya memili satu buah rrna dengan koefisien senddimentasi 18S dan 33 buah protein. Mekanisme sintesis protein Ada 3 proses dalam mekanisme sintesis protein yaitu: 1. Pemrakarsaan (Initiation) Menempelnya ribosom sub unit kecil pada mrna tidak pada sembarang tempat, melainkan pada pada tempat khusus sebelum kodon pemrakarsaan dari gen yang akan di salin, tempat khusus ini disebut tempat pengikat ribosom. Pada mrna eukariotik tidak memiliki tempat pengikat ribosom, sebagai gantinya mereka memiliki struktur tudung.

12 2. Perpanjangan (Elongation) EF-Tu dan EF-Ts. GTP diperlujkan sebagai penghasil tenaga. dua buah tempat trna terisi oleh trna yang bermuatan asam amino, dan kedua asam amino inio berada sangat berdekatan, terjadilah ikatan peptida antara gugus karboksil dari Fmet dan gugus amin dari asam amino yang kedua. reaksi ini menggunakan katalisator enzim transferase peptidil, yang kemungkinan merupakan kombinasi beberapa jenis protein ribosomal. 3. Pemberhentian (Terminator) Pemberhentian terjadi apabila kodon berhenti (UAA, UAG, atau UGA) masuk ke tempat A. Tidak ada molekul trna satu pun yang memiliki anti kodon yang dapat berpasangan basa dengan kodon-kodon penghenti. Sebagai ganti molekuil trna, masuklah factor pembebas RF ke tempat A. Gambar Ribosom

13 APARATUS GOLGI (BADAN GOLGI ATAU KOMPLEK GOLGI) Pengertian Aparatus Golgi Aparatus Golgi Merupakan organel yang terdapat dalam sitoplasma dengan letak, ukuran dan jumlah yang berbeda-beda antara sel yang satu dengan sel yang lainnya. pada mulanya sel ini ditemukan oleh Camillo Golgi pada tahun 1898 di dalam jaringan saraf otak yang difikasi dengan larutan bikromat dan diwarnai dengan garam perak. Fungsi Aparatus Golgi Adapun fungsi badan golgi yaitu sebagai berikut: 1. Penambah karbohidrat (glikosilasi) 2. Sebagai sinyal (reseptor) 3. Sebagai sintesis protein. 4. Meneruskan proses RE yang akan akan dikemas. 5. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma. 6. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain. 7. Membentuk dinding sel tumbuhan. 8. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel 9. Untuk membentuk lisosom. 10. Tempat untuk memodifikasi protein. 11. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

14 Struktur Apartus Golgi Struktur badan Golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ujungnya. Badan Golgi terdiri dari berlapis-lapis ruangan yang juga ditutupi oleh membran. Badan Golgi mempunyai 2 bagian, yaitu bagian cis dan bagian trans. Bagian cis menerima vesikel-vesikel yang pada umumnya berasal dari Retikulum Endoplasma Kasar. Vesikel ini akan diserap ke ruangan-ruangan di dalam Badan Golgi dan isi dari vesikel tersebut akan diproses sedemikian rupa untuk penyempurnaan dan lain sebagainya. Ruangan-ruangan tersebut akan bergerak dari bagian cis menuju bagian trans. Di bagian inilah ruangan-ruangan tersebut akan memecahkan dirinya dan membentuk vesikel, dan siap untuk disalurkan ke bagian-bagian sel yang lain atau ke luar sel. Menurut kekutubannya Aparatus Golgi dibagi dua yaitu : 1. Forming face merupakan kutub bawah, yang dekat dengan inti(reticulum endoplasma). disebut forming face karena dibagian ini bahan yang akan disekresi diproses, dibentuk atau dirakit. 2. Maturing face merupakan kutub atas, yang dekat ke PL (membrane sel). Disebut maturing face karena dibagian ini bahan yang akan disekresi mengalami pematangan, dipadatkan, kemudian dibungkus di daloam gelembung atau vakuola. Gambar Apparatus Golgi Keterangan: 1. Vesikel retikulum endoplasma 2. Vesikel eksositosis 3. Sisterna 4. Membran sel 5. Vesikel sekresi.

15 KLOROPLAS Pengertian Kloroplas Kloroplas adalah plastida yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak terdapat pada sel hewan. Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik. Fungsi Kloroplas Sebagai tempat terjadinya proses fotosintesi. lain-lain adalah kromoplas (jingga atau kuning), amiloplas (menghasilkan dan menyipan amilum), elaioplas (menghasilkan lemak atau minyak), dan proteinoplas (menghasilkan protein). Struktur Kloroplas Kloroplas terdiri atas dua bagian besar, yaitu: 1. Membran luar yang menyalkuti stroma homogen, di sinilah berlangsung reaksireaksi fase gelap. Dalam stroma tertanam sejumlah grana, masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid yang berupa gelembung bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung

16 pada cahaya. Grana biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen. 2. Membran dalam yang bersifat permeabel serta merupakan tempat protein transpor melekat, dan ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam. Bagian dalam kloroplas mengandung DNA, RNAs, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum. Granum terdiri atas membran tilakoid (tempat terjadinya reaksi terang) dan ruang tilakoid (ruang di antara membran tilakoid). Gambar Kloroplas