sel dan organel sel

Sel dan Organel Sel

Oleh Gugum Permana1, Muhammad Galih Utomo2, Nur Annisa3, Ruth4, Tiara Putri L5

11406576143, Teknologi Bioproses, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia





Abstrak

Semua organisme terbuat dari sel. Dalam tingkatan organisasi biologis, sel adalah komponen yang paling sederhana dari materi yang bisa hidup walaupun banyak bentuk kehidupan ada sebagai organisme bersel tunggal. Organisme yang lebih kompleks, seperti tanaman dan hewan, yang multiseluler; tubuh mereka adalah gabungan dari berbagai jenis sel khusus yang tidak bisa bertahan atau bekerja sendiri. Bahkan ketika sel-sel tersebut diatur dalam tingkat yang lebih tinggi dari organisasi, seperti jaringan dan organ, sel tetap organisme unit dasar dari struktur dan fungsi. Semua sel terkait dengan keturunan mereka dari sel sebelumnya. Namun, mereka telah berbubah dalam berbagai cara selama sejarah evolusi panjang dari kehidupan di Bumi. Meskipun sel dapat berbeda secara substansial dari satu sama lain, mereka memiliki beberapa kesamaan. Di dalam sel, terdapat banyak organel yang merupakan fungsi kerja dari sebuah sel. Organel- organel yang berada di dalam sel memiliki fungsinya masing- masing. Kerja organel bergantung kepada kebutuhan sel; pembelahan, pencernaan, dll.

Kata kunci: Organiseme; Sel; Organel.

1. Gambaran Umum Organel di Dalam Sel Mikroskop elektron telah mengungkapkan banyak organel dan struktur subselular lainnya

yang tidak mungkin untuk di teliti dengan mikroskop cahaya. Tetapi, mikroskop cahaya memiliki keuntungan yang lain, terutama dalam mempelajari sel-sel hidup. Kelemahan dari mikroskop elektron adalah bahwa metode yang digunakan untuk mempersiapkan specimen akan membunuh sel, sedangkan jika kita ingin meneliti sel beserta organelnya kita harus mejaga agar sel tersebut tetap hidup. Hal tersebut dilakukan agar peneliti mengetahui kerja dari sel tersebut.

Sitoplasma adalah lapisan tebal yang mengisi setiap sel dan tertutup oleh membran sel. Sitoplasma terdiri terutama dari air, garam, dan protein. Pada sel eukariotik, sitoplasma menyimpan semua bahan di dalam sel dan di luar inti. Semua organel dalam sel eukariotik, seperti nukleus, retikulum endoplasma, dan mitokondria terletak di sitoplasma (Gambar 1.1 dan Gambar 1.2). Bagian dari sitoplasma yang tidak terkandung dalam organel yang disebut sitosol. Meskipun sitoplasma mungkin tampak tidak memiliki bentuk atau struktur, itu sebenarnya sangat terorganisir. Sebuah kerangka perancah protein yang disebut sitoskeleton menyediakan sitoplasma dan sel dengan struktur mereka.

Gambar 1.1 Irisan sel hewan

Gambar 1.2 Irisan sel tumbuhan

(Sumber : Campbell Biology : Ninth Edition)

2. Lapisan Sel 2.1. Membran Plasma

Membran plasma (disebut juga membran sel) adalah bagian sel yang membatasi bagian

dalam sel dengan lingkungan di sekitarnya, membran ini dimiliki oleh semua jenis sel. Membran sel

merupakan bagian terluar sel pada sel hewan dan protozoa, namun pada sel tumbuhan dan bakteri

terletak dibawah dinding sel. Untuk mempelajari membran plasma, para peneliti menggunakan sel

darah merah sebagai objek penelitiannya. Sel darah merah digunakan karena tidak memiliki

organel-organel lain sehingga tidak mengganggu proses pemisahan membran sel.

Gambar 2.1 Reaksi membrane plasma pada sel darah merah terhadap kondisi lingkungan.

Secara umum, membran sel berguna untuk perlindungan dan transportasi sel. Salah satu

sifat khusus membran mendukungnya untuk melakukan tugas transportasi sel. Sifat tersebut adalah

sifat selektif permeabel, membran ini akan menyeleksi molekul-molekul apa saja yang boleh masuk

ke dalam sel. Beberapa molekul dapat lewat dengan mudah, namun yang lain harus melewati

molekul transport atau bahkan tidak bisa lewat sama sekali. Transportasi molekul keluar masuk sel

dibedakan menjadi tanspor pasif dan transpor aktif. Transpor pasif terjadi begitu saja tanpa

membutuhkan energi, sedangkan transport aktif membutuhkan energi. Transportasi sel akan kita

bahas pada sub bagian dibawah.

Struktur membran plasma hampir sama untuk setiap jenis sel. Struktur membran dalam

gambar di atas merupakan penggambaran untuk membran plasma hewan. Secara struktural,

membran plasma tersusun atas fosfolipid bilayer yaitu dua lapisan lemak yang berikatan dengan

fosfat. Struktur fosfolipid adalah sebagai berikut.

Gambar 2.2 Fosfolipid

Fosfolipid merupakan molekul yang mirip dengan kepala dan ekor. Kepala dari fosfolipid

merupakan molekul fosfat sedangkan ekornya adalah lemak. Gambar di atas merupakan dua lapis

fosfolipid dimana kepala fosfatnya menghadap ke arah luar dan dalam, sedangkan ekor lemaknya

di tengah-tengah. Kepala fosfat bersifat hidrofilik (suka air) sehingga terletak di luar, sedangkan

bagian dalam bersifat hidrofobik (tidak suka air) sehingga terletak di tengah. Fosfolipid bilayer

merupakan struktur utama pembentuk membran plasma, diantara fosfolipid tersebut juga terdapat

bagian-bagian lain yang menyempurnakan kerja membran plasma. Bagian tersebut antara lain:

a. Protein membran

Protein membran merupakan protein yang terdapat pada membran sel. Walaupun

penyusun membran secara struktural adalah fosfolipid, namun protein dalam fosfolipid dapat

mencapai lebih 50% dari berat membran tersebut. Hal ini terjadi karena struktur protein yang lebih

besar dan kompleks dibandingkan lemak.

Protein membran terdiri dari protein integral dan protein perifer. Protein integral adalah

protein yang menembus dua lapis fosfolipid, sedangkan protein perifer adalah protein yang tidak

menembus dua lapis fosfolipid. Protein integral ini berperan dalam transpor molekul keluar dan

masuk sel. Protein integral akan berperan sebagai saluran/ channel yang memungkinkan beberapa

molekul dapat melewatinya. Protein intergral dapat juga berupa alpha-helix protein dan Protein

perifer biasanya merupakan hormon atau enzim yang menempel sementara di membran sel untuk

mengatur kerja dari sel tersebut.

b. Glikolipid dan glikoprotein

Glikolipid dan adalah molekul karbohidrat yang menempel pada lemak, sedangkan

glikoprotein adalah molekul karbohidrat yang menempel pada molekul protein. Glikolipid dan

glikoprotein berfungsi sebagai tanda pengenal bagi sel. Antara orang yang satu dengan orang yang

lain memiliki jenis glikolipid dan glikoprotein yang berbeda. Glikolipid dan glikoprotein ini

mengambil peran sebagai antibodi bagi tubuh. Dalam mendeteksi sel-sel asing yang masuk ke dalam

tubuh, sel akan engenalinya lewat glikoproteinnya dan glikolipidnya. Jika ditemukan perbedaan,

berarti sel tersebut adalah sel asing.

c. Kolesterol

Kolesterol dalam membran plasma akan berada di antara molekul fosfolipid dengan bagian

hidroxil yang bersifat polar akan berada di dekat kepala fosfolipid. Kolesterol memiliki fungsi yang

penting bagi membran plasma. Saat kondisi lingkungan panas, kolesterol akan berperan dalam

menghambat pergerakan fosfolipid sehingga mencegah fosfolipid menjadi terlalu cair. Namun saat

suhu lingkungan dingin, kolesterol akan bekerja dengan menghambat interaksi antar lemak

sehingga menjaga membran dari beku dan mempertahankan struktur membran cukup cair. Jadi,

kolesterol berfungsi untuk menjaga membran sel dari kerusakan yang juga akan merusak sel

tersebut. Kolesterol terdapat pada membran sel hewan, sedangkan pada membran sel tumbuhan

fungsinya digantikan oleh sterol.

d. Sitoskeleton

Sitoskeleton atau tulangnya sel berguna untuk memperthankan bentuk sel dan posisi

organel sel. Sitoskeleton terdiri atas dua macam, yaitu mikrotubulus dan mikrofilamen. Sitoskeleton

bukan bagian langsung dari membran sel, hanya saja sitoskeleton akan berikatan dengan bagian

dasar dari protein integral. Dengan mengikat protein integral di berbagai tempat, sitoskeleton akan

mempertahankan bentuk sel sehingga tidak berubah terlalu ekstrim.

Gambar 2.3 Membran Sel

Fungsi membran sel

1. Perlindungan sel secara mekanik

Membran sel sebagai bagian sel yang melingkupi seluruh isi sel memiliki fungsi yang sangat

penting dalam perlindungan sel secara mekanik. Perannya dalam perlindungan mekanis nampak

jelas pada sel hewan, karena selnya hanya dibungkus oleh membran plasma saja. Berbeda dengan

sel tumbuhan yang memiliki perlindungan lain berupa dinding sel yang kuat dan keras.

2. Transportasi sel

Fungsi lain dari membran sel adalah dalam ransportasi molekul keluar dan masuk sel. Fungsi

membran sel ini sangat penting untuk memenuhi kebutuhan nutrisi sel dan membuang sampah-

sampah sisa proses metabolisme. Transpor molekul di membran sel bisa terjadi secara aktif maupun

pasif, berbagai molekul dapat masuk dan keluar sel dengan cara sebagai berikut.

a. Difusi

O2 dan CO2 dapat melewati membran dengan mudah secara difusi pasif. Hal ini terjadi

karena molekul tersebut kecil dan cenderung tidak bermuatan sehingga tidak terpengaruh oleh sifat

polar (kepala) dan nonpolar (ekor) dari fosfolipid.

b. Osmosis

Air dapat masuk dan keluar sel secara osmosis, air akan berosmosis dari larutan dengan

konsentrasi zat terlarut rendah (banyak air) menuju ke larutan dengan konsentrasi zat terlarut tinggi

(sedikit air).

c. Difusi terfasilitasi

Molekul asam amino dan glukosa akan masuk ke dalam sel secara difusi terfasilitasi. Molekul-

molekul ini memerlukan protein transpor untuk bisa masuk ke dalam sel. Protein transpor ini adalah

salah satu bentuk dari protein integral.

d. Transpor aktif

Molekul Na dan K akan keluar dan masuk sel dengan cara transpor aktif. Masuk dan

keluarnya Na dan K akan memerlukan pompa natrium-kalium yang membutuhkan energi dalam

bentuk ATP untuk dapat bekerja

Gambar 2.4 Tranpor Aktif

e. Endositosis dan eksositosis

Molekul-molekul besar dapat ditelan oleh jenis-jenis sel-sel tertentu secaraendositosis.

Endositosis adalah proses menelan molekul besar dengan cara melingkupi molekul tersebut dengan

membran plasma. Endositosis dibedakan menjadi

fagositosis (menelan molekul padat) dan

pinositosis (menelan molekuk cair).

Lawan dari endositosis adalah proses eksositosis, yaitu proses mengeluarkan molekul-

molekul besar dari dalam sel.

Gambar 2.5 Eksositosis

Proses diifusi, osmosis, transpor aktif, endositosis, dan eksositosis merupakan mekanisme

untuk memasukkan dan mengeluarkan molekul dari suatu sel. Proses-proses ini dapat terjadi karena

sel memiliki membran sel. Pembahasan lebih lengkap tentang transpor molekul menuju dan dari sel

dapat dibaca pada post Transpor Melewati Membran.

2.2. Dinding Sel

Dinding sel adalah lapisan kaku dan kuat yang mengelilingi beberapa jenis sel. Dinding sel

adalah fitur karakteristik sel tanaman, bakteri, jamur, alga dan beberapa archaea. Daerah ini terletak

di luar membran sel. Fungsi utama dari dinding sel adalah untuk memberikan kekakuan, kekuatan,

dukungan struktural, perlindungan terhadap stres mekanik dan infeksi. Dindung sel juga membantu

dalam difusi gas masuk dan keluar dari sel. Komposisi dinding sel bervariasi pada tiap spesies dan

juga tergantung pada tahap pengembangan organisme. Protozoa dan hewan tidak memiliki dinding

sel.

Gambar 2.6 Dinding Sel

Dinding sel adalah lapisan kaku yang mengelilingi beberapa jenis sel. Daerah ini terletak di

luar membran sel yang berfungsi untuk memberikan kekakuan, kekuatan, perlindungan terhadap

stres mekanik dan infeksi. Dan juga menyediakan sel dengan plastisitas terbatas yang mencegah sel

tidak pecah karena tekanan tugor. dinding sel yang dilapisi kutin mencegah kehilangan air dan juga

membantu dalam komunikasi sel-sel. Dinding sel adalah fitur karakteristik sel tanaman, bakteri,

jamur, banyak ganggang dan beberapa archaea. Protozoa dan hewan tidak memiliki dinding sel.

Fungsi Dinding Sel

Di bawah ini adalah fungsi dinding sel:

• Memberikan struktur dan bentuk sel yang pasti.

• Memberikan dukungan struktural.

• Perlindungan terhadap infeksi dan stres mekanik.

• Memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan luar.

• Dinding sel memungkinkan transportasi zat dan informasi dari bagian dalam sel ke

eksterior.

• Juga membantu dalam regulasi osmotik.

• Mencegah kehilangan air.

• Kegiatan fisiologis dan biokimia dari dinding sel membantu dalam komunikasi sel-sel.

• Dinding sel mencegah sel tidak pecah karena tekanan tugor.

• Membantu difusi gas masuk dan keluar dari sel.

• Juga memberikan perlindungan mekanik dari serangga dan patogen.

Dari fugsi-fungsi dinding sel tersebut, kita dapat memahaminya bila kita melihat struktur

yang membentuk dinding sel itu sendiri.

Struktur Dinding Sel

Komposisi dinding sel bervariasi pada tiap spesies. Sebagai contoh, dinding sel bakteri terdiri

dari peptidoglikan, dinding sel Arkean terbuat dari glikoprotein dan polisakarida. Dalam jamur

dinding sel terbuat dari glukosamin dan kitin. Dalam alga terdiri dari glikoprotein dan polisakarida.

Dinding sel tanaman terutama terdiri dari selulosa, hemiselulosa, glikoprotein, pektin dan lignin.

Kehadiran dinding sel adalah perbedaan utama antara sel tumbuhan dan sel hewan. Dinding

sel tanaman melakukan fungsi penting seperti menyediakan bentuk, kekuatan tarik dan

perlindungan dan juga membantu sel mengalami tekanan tugor untuk mempertahankan tekanan isi

sel. Dinding sel tanaman terutama terdiri dari selulosa. selulosa adalah makro-molekul yang paling

melimpah di Bumi.

Dinding sel tanaman terdiri dari tiga lapisan: dinding sel primer, dinding sel sekunder dan

lamella tengah.Lamella tengah adalah lapisan pertama yang terbentuk selama pembelahan sel.

Lapisan ini kaya akan pektin(lapisan lengket seperti untuk membuat selai).. Ini adalah lapisan

terluar, bergabung bersama sel-sel tanaman yang berdekatan dan memegang mereka bersama-

sama.komponen dinding sel.

Gambar 2.7 Irisan dinding sel tanaman.

Dinding sel primer dibentuk setelah lamella tengah. Dinding sel primer terdiri dari senyawa

pektin, hemiselulosa dan glikoprotein. Lapisan ini terdiri dari kerangka selulosa mikro-fibril, dalam

matriks gel. Dinding sel primer adalah lapisan fleksibel tipis dan lapisan yang dapat diperluas.

Dinding sel sekunder adalah lapisan tebal yang terbentuk di dalam dinding sel primer.

Dinding sel sekunder sangat kaku dan memberikan kekuatan. Dinding sel sekunder terdiri dari

selulosa, hemiselulosa dan lignin.

Dalam dinding sel tumbuh karbohidrat adalah selulosa, hemiselulosa dan pektin serta lignin,

protein dan enzim. Bagian luar dari dinding sel utama epidermis tumbuhan biasanya membentuk

penghalang permeabilitas dan dikenal sebagai kutikula tanaman.

Dinding sel sekunder mengandung selulosa, xylan dan lignin.Dinding sel tanaman juga

mengandung enzim seperti hidrolase, esterase, peroksidase dan transglycolases. juga mengandung

protein struktural dan kristal silika.

3. Organel Sel 3.1. Nukleus (Inti Sel)

Nukleus (inti sel) adalah organel sel yang mempunyai peran penting dalam mengatur aktivitas sel. Aktivitas-aktivitas yang diatur oleh sel antara lain pertumbuhan, reproduksi sel, dan sintesis protein. Nukleus mengontrol sintesis protein dengan cara mengirim messenger RNA (mRNA). Di dalam nucleus juga terdapat kromosom berisi DNA yang membawa informasi genetik.

Gambar 3.1 Nukleus

(Sumber: http://f.tqn.com/y/biology/1/S/C/h/nucleus_cell.jpg)

Nukleus terdiri dari tiga bagian, yaitu:

a. Membran nukleus (nuclear envelope)

Membran inti berperan sebagai pembatas antara nukleus dengan sitoplasma. Fungsi membrane inti adalah menjaga bentuk nukleus dan regulasi molekul-molekul yang keluar masuk nucleus. Struktur dari membrane inti berupa lipid bilayer dengan protein yang terkait.

b. Cairan Inti (nukleoplasma)

Nukleoplasma adalah cairan dalam nukleus yang mengandung benang kromatin, senyawa kompleks, granula, dan protein inti.

c. Anak Inti (nukleoulus)

Pada sel yang tidak sedang membelah, nucleolus terlihat jelas di dalam nucleus. Nukleolus terlibat dalam proses sintesis protein karena nucleolus adalah tempat ribosom, organel yang berfungsi menyintesis protein, disintesis dan dirakit.

3.2. Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma (RE) memiliki struktur yang menyerupai kantung atau vesikel berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Retikulum endoplasma berperan sebagai penghubung antara bagian dalam sel dengan bagian luar sel karena memiliki membrane yang berhubungan langsung dengan membrane nucleus dan membrane plasma. Membran ini juga memisahkan ruangan internal berupa ruang sisternal dari sitosol.

Gambar 3.2 Retikulum Endoplasma

(Sumber: http://media-2.web.britannica.com/eb-media/79/117279-004-4B7393C9.jpg)

Secara struktur dan fungsi, RE dibagi menjadi dua jenis:

1. Retikulum Endoplasma Kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom jenis terikat yang

berperan dalam sintesis protein. Karena terdapat ribosom di permukaannya, maka fungsi RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein. Selain itu, RE kasar juga merupakan tempat sintesis membrane yang nantinya akan didistribusikan melalui vesikula transport.

2. Retikulum Endoplasma Halus Berbeda dengan RE kasar, pada permukaan RE halus tidak terdapat satupun ribosom yang

terikat. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel.

3.3. Ribosom

Ribosom merupakan organel sel yang disintesis di dalam nucleolus (anak inti) yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Jika suatu sel memiliki laju sintesis protein yang tinggi, maka sel tersebut akan memiliki jumlah ribosom yang banyak.

Terdapat dua jenis ribosom:

1. Ribosom Bebas Ribosom bebas terletak menyebar di sitosol. Ribosom bisa berkelompok bersama-sama

dengan ribosom lain untuk membentuk polysomes. Sebagian besar protein yang disintesis oleh ribosom bebas akan dipakai oleh sel itu sendiri.

2. Ribosom Terikat Ribosom terikat adalah jenis ribosom yang menempel pada membrane RE kasar. Ribosom

terikat memproduksi protein yang akan diangkut keluar dari sel. Beberapa protein yang disintesis oleh ribosom terikat digunakan dalam membran sel atau pada permukaan luar sel, termasuk protein yang diperlukan untuk fungsi tertentu, seperti enzim pencernaan.

Ribosom terikat juga memproduksi hormon polipeptida.

3.4. Peroksisom

Peroksisom adalah struktur kecil di dalam sel yang memiliki membran tunggal berisi enzim

pencernaan untuk menghancurkan bahan beracun dalam sel. Peroksisom menghasilkan enzim

katalase yang berfungsi menguraikan H2O2 yang merupakan hasil samping fotorespirasi yang sangat

toksik untuk sel menjadi H2O dan O2.

Peroksisom juga mengandung enzim yang memulai pengubahan asam lemak untuk

gula, yang muncul bibit menggunakan sebagai sumber energi dan karbon sampai dapat

memproduksi gula sendiri oleh fotosintesis. Namun, peroksisom berbeda dari lisosom dalam jenis

enzim yang digunakan. Peroksisom menggunakan enzim yang membutuhkan oksigen (enzim

oksidatif). Lisosom memiliki enzim yang bekerja di daerah miskin oksigen dan pH lebih rendah.

Peroksisom terutama menjalankan fungsi metabolisme penting dalam metabolisme asam lemak

dan alkohol (etanol).

Gambar 3.3 Peroksisom

Secara struktural, peroksisom terdiri atas lebih dari 40 enzim yang dibungkus oleh membran

plasma lipid ganda. Peroksisom mengandung enzim yang memulai pengubahan asam lemak untuk

gula, yang muncul bibit menggunakan sebagai sumber energi dan karbon sampai dapat

memproduksi gula sendiri oleh fotosintesis

3.5. Badan Golgi

Struktur Badan Gogi berbentuk tumpukan kantong-kantong pipih, (didalamnya terdapat

pula yang bundar dan tubuler). Badan Golgi berstruktur sangat kompleks karena memiliki dua

permukaan, yaitu permukaan luar yang berbentuk cembung (forming face) dan permukaan dalam

yang berbentuk cekung (maturing face).

Badan Golgi berfungsi sebagai tempat sintesis polisakarida, mengubah membran sel dan

dinding tumbuhan sel, serta membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk

memecah dinding sel telur. Selain itu, badan goldi juga berfungsi menghasilkan lisosom, sekret, dan

menyimpan protein serta enzim yang akan disekresikan dengan membentuk kantung pada sel-sel

kelenjar. Badan golgi memliki tugas untuk menerima produk yang dihasilkan oleh Retikulum

Endoplasma (RE) berupa protein, kemudian protein tersebut dimodifikasi oleh Badan Golgi,

disimpan dan kemudian di kirim ke tempat tujuan lain.

Gambar 3.4 Badan Golgi

3.6. Lisosom

Lisosom adalah kantung membran enzim hidrolitik yang digunakan untuk mencerna

makromolekul. Selain itu, organel ini juga berperan dalam memperbaiki membran sel, serta

berperan dalam respon imun terhadap benda asing seperti bakteri, virus, dan antigen lainnya.

Dibawah ini dibahas fungsi-fungsi lisosom secara lebih rinci:

a) Autofagi

Autofagi adalah proses pemecahan komponen sel yang dilakukan secara intraseluler dan

kemudian mendaur ulang molekul-molekul. Makromolekul rusak, protein cacat, protein yang tidak

berfungsi, protein tua, dan organel yang rusak/tua dipecah dengan enzim lisosom.

b) Peran dalam Endositosis dan Fagositosis

Endositosis adalah proses pengambilan bahan asing kedalam sel. Fagositosis adalah bentuk

khusus endositosis, dimana sel menelan materi yang agak besar seperti sel-sel mati, puing-puing sel,

bakteri, atau virus. Penelanan terjadi melalui vesikel spesial yang bergabung dengan lisosom,

kemudian benda asing didegradasi dengan enzim hidrolitik. Secara langsung atau tidak langsung,

kedua proses ini memiliki peran penting dalam penghancuran patogen.

c) Peran dalam Apoptosis

Apoptosis atau kematian sel terprogram adalah mekanisme bunuh diri suatu sel. Mekanisme

seperti ini penting saat perkembangan embrio, penghancuran sel tua, sel terinfeksi, dan sel-sel

dengan kerusakan DNA. Protease tertentu yang hadir dalam lisosom diidentifikasi sebagai salah satu

pemberi sinyal untuk dilakukannya apoptosis.

d) Peran dalam Pembuahan

Lisosom melepaskan enzim pencernaan mereka keluar sel untuk melakukan pencernaan

ekstraseluler. Selama pembuahan, isi lisosom sperma dilepaskan keluar sel untuk melakukan

pencernaan atas membran pembatas disekeliling sel telur. Ini membantu penggabungan sperma

dan sel telur.

e) Perbaikan Membran Sel

Lisosom dapat membantu perbaikan membran sel dengan menggunakan hidrolase khusus

yang disebut asam sphingomyelinase (ASM).

Gambar 3.5 Struktur Lisosom

3.7. Glioksisom

Glioksisom adalah organel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan dan merupakan bagian

dari badan mikro. Fungsi dari glioksisom adalah

a. tempat metabolisme asam lemak

b. tempat terjadinya siklus glioksilat

Gambar 3.6 Glioksisom

Glioksisom mengandung enzim untuk mengubah lemak menjadi gula. Proses perubahan

tersebut menghasilkan energi yang diperlukan bagi perkecambahan. Glioksisom pada umumnya

terdapat pada jaringan penyimpan lemak dari biji yang berkecambah.

3.8. Vakuola

Vakuola adalah membran-terikat organel penyimpanan, yang membantu dalam mengatur

tekanan turgor dari sel tumbuhan. Dalam sel tumbuhan, bisa terdapat lebih dari satu vakuola.

Namun, vakuola memiliki bentuk lebih besar daripada yang lain, yang menyimpan segala macam

senyawa kimia. Vakuola juga membantu dalam pencernaan intraselular molekul kompleks dan

ekskresi produk-produk sisa.

Gambar 3.7 Vakuola pada sel tumbuhan

a. Vakuola pada sel tumbuhan

Vakuola terdapat baik pada sel tumbuhan maupun sel hewan, tetapi pada sel tumbuhan

tampak lebih besar dan jelas terutama pada sel yang sudah tua.Vakuola pada sel tumbuhan

dikelilingi membran tunggal disebut tonoplas. Vakuola sel tumbuhan umumnya berisi: air, phenol,

antosianin dan protein, glikosida , garam-garam organic, protein, tanin (zat penyamak), minyak

eteris (misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawar Zingiberine pada jahe), alkaloid

(misalnya Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain), enzim , butir-butir pati Pada boberapa

spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vaknola non kontraktil. Beberapa ahli tidak

memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa.

Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas vakuola.

b. Fungsi Vakuola

Sel tumbuhan banyak menggunakan vakuola mereka sebagai pembuangan situs untuk

metabolisme oleh-produk yang akan membahayakan ifthey sel terakumulasi dalam sitosol.

Beberapa vakuola mengandung pigmen bahwa warna sel, seperti pigmen merah dan biru kelopak

yang membantu penyerbukan menarik serangga ke bunga.

Vakuola juga dapat membantu melindungi tumbuhan terhadap predator dengan

mengandung senyawa yang beracun atau tidak menyenangkan bagi hewan. itu vakuola memiliki

peran amajor dalam sel pertumbuhan ofplant, yang memperbesar sebagai vakuola mereka

menyerap air, memungkinkan sel untuk menjadi lebih besar dengan investasi minimal dalam

sitoplasma baru. Sitosol sering hanya menempati lapisan tipis antara vakuola pusat dan membran

plasma, sehingga rasio permukaan membran plasma untuk Volume sitosol besar, bahkan untuk sel

pabrik besar.

3.9. Mitokondria

Mitokondria ditemukan di hampir semua sel eukariotik, termasuk tanaman, hewan, jamur,

dan protista. Bahkan tanpa terkecuali Giardia yaitu parasit yang hidup didalam usus manusia dan

beberapa protista lain, studi terbaru telah mengidentifikasi organel sejenis yang terkait (Kloroplas

dan Peroksisom) mungkin berevolusi dari mitokondria.

Gambar 3.8 Mitokondria

Mitokondria merupakan tempat respirasi seluler. Membran dalam dan luar mitokondria

yang dapat terlihat jelas Dalam gambar dan mikrograf (TEM) krista ini adalah infoldings dari

membran dalam, yang meningkatkan luas permukaannya. Gambar cutaway menunjukkan dua

kompartemen dibatasi oleh membran: ruang intermembrane dan matriks mitochondnal. Enzim

pernapasan Banyak ditemukan di membran dalam dan matriks. Ribosom juga banyak terdapat

dalam matriks. Molekul DNA, terlalu kecil untuk dilihat di sini, biasanya melingkar dan melekat pada

membran bagian dalam dari mitokondria.

Beberapa sel memiliki mitokondria tunggal yang besar, tetapi kebanyakan sel memiliki

ratusan atau bahkan ribuan mitokondria, jumlah dari mitokondria tersebut berkaitan dengan

tingkat aktifitas metabolik sel. Sebagai contoh, sel-sel motil atau kontraktil memiliki jumlah

mitokondria lebih proporsional per volume dari pada sel-sel yang kurang aktif. Mitokondria

memiliki ukuran sekitar 1-10 11m. Selang waktu dari sel hidup mengungkapkan mitokondria

bergerak, mengubah bentuk mereka, dan sekering atau membagi dua, tidak seperti silinder statis

terlihat di mikrograf elektron dari sel-sel mati.

Mitokondria ini tertutup oleh dua membran, setiap bilayer fosfolipid dengan koleksi unik dari

protein tertanam. Membran luar halus, tetapi membran batin berbelit-belit, dengan infoldings

disebut krista. Membran dalam membagi mitokondria ke kompartemen m'o internal. Yang pertama

adalah yang intermembrane ruang, daerah sempit di antara membran dalam dan luar.

http://ngaosbio.blogspot.com/2012/11/perbedaan-sel-hewan-dan-sel-tumbuhan.html

Kompartemen kedua, matriks mitokondria, tertutup oleh membran dalam. Matriks mengandung

enzim yang berbeda serta DNA mitokondria dan ribosom. Enzim dalam matriks mengkatalisasi

beberapa langkah dari respirasi selular.

Protein lain yang berfungsi dalam respirasi, termasuk enzim yang membuat ATP, yang

dibangun ke dalam membran dalam. Sebagai permukaan yang sangat dilipat, krista memberi

membran mitokondria bagian dalam area permukaan yang besar, sehingga meningkatkan respirasi

seluler dan produktivitas. Ini adalah contoh lain dari fungsi bentu struktur mitokondria.

Matriks mitokondria adalah cairan kental yang berisi ratusan enzim yang bertanggung jawab

untuk berbagai fungsi. Sebuah gambaran dari fungsi penting dari enzim ini disajikan di bawah ini.

Gambar 3.9 Irisan mitokondria

Mitokondria adalah organel sel yang bertanggung jawab untuk produksi energi. Hal ini juga

dikenal sebagai pembangkit tenaga listrik sel. Mitokondria adalah organel sel karakteristik untuk

organisme eukariotik. Ukurannya berkisar dari 0,5 sampai 10 mikrometer. Sebuah mitokondria

terdiri dari bagian seperti membran luar, membran dalam, ruang intermembrane, matriks dan

mitokondria terkait membran ER. Membran luar dan dalam dari mitokondria yang terbentuk dari

protein dan fosfolipid bilayers. Matriks mitokondria terbentuk enzim yang berbeda dan memiliki

berbagai fungsi penting.

Sebuah mitokondria terbentuk dari bagian yang berbeda dan matriks adalah salah satu dari

mereka, melainkan tertutup dalam membran mitokondria bagian dalam. Matriks mitokondria

mengandung enzim terutama larut. Komponen lain dari matriks ini adalah ribosom dan DNA. Isi dari

matriks mitokondria yang kental di alam. Ini tidak seperti sitoplasma sel yang menggabungkan isi

dalam keadaan cair. Dari total protein mitokondria, 60-70% hadir dalam matriks.

Matriks rumah ratusan enzim terkonsentrasi mitokondria. Suksinil koenzim sintetase adalah

salah satu dari banyak enzim hadir dalam matriks mitokondria. Enzim ini berperan sebagai

katalisator dalam proses konversi suksinil-CoA untuk suksinat.

Salah satu fungsi penting yang dilakukan oleh enzim dalam matriks adalah bahwa oksidasi

lemak dan karbohidrat dalam siklus Krebs. Fungsi matriks mitokondria adalah bahwa, ia bertindak

sebagai sebuah situs untuk reaksi penting dan proses yang menghasilkan energi untuk sel. Ini adalah

situs untuk Krebs siklus dan sintesis ATP. Penjelasan singkat dari ATP sintesis dan Krebs siklus

disajikan di bawah ini. Rincian tentang rantai transpor elektron (proses intermediate) juga harus

membuktikan berguna dalam memahami dua proses.

a. Situs Krebs

Hal ini juga disebut sebagai siklus asam sitrat dan memegang sangat penting dari sudut

oksidasi karbohidrat dan lemak. Ini oksidasi lemak dan karbohidrat menghasilkan energi yang

dibutuhkan untuk fungsi tubuh. Matriks mitokondria adalah situs di mana siklus asam sitrat

berlangsung. Oksigen digunakan sebagai bahan baku untuk proses ini.

Gambar 3.10 Siklus Krebs

b. Elektron Transport

Transfer elektron ke rantai transpor elektron bertanggung jawab untuk produksi energi.

Membran dalam mitokondria dari adalah situs dari rantai ini. Transpor elektron rantai (ETC) transfer

elektron dari dinukleotida adenin Nicotinamide (NADH) ke oksigen. Proses transpor elektron

melintasi membran dalam mitokondria dari hasil menjadi gradien proton elektrokimia. Ini gradien

proton bertanggung jawab untuk sintesis ATP. Proses sintesis ATP dijelaskan dalam ayat berikutnya.

c. Sintesis ATP

Sintesis ATP (adenosin trifosfat) adalah fungsi mitokondria yang penting. Produk yang

diperoleh dari siklus Krebs, asam amino oksidasi dan oksidasi asam lemak yang digunakan dalam

sintesis ATP. Gradien proton yang diciptakan oleh rantai transpor elektron mendorong proses

pembentukan ATP dalam matriks mitokondria.

d. Siklus Urea

Ini adalah reaksi kimia di mana urea yaitu ((NH2) 2CO) yang dihasilkan dari NH3 amonia yaitu.

Proses siklus urea berlangsung dalam 5 langkah. Dari 5 langkah total, 3 berlangsung dalam matriks

mitokondria.

Mitokondria adalah salah satu organel sel yang paling penting, karena fungsinya dari

produksi energi. Tanpa mitokondria dan matriks, itu tidak mungkin untuk mendukung fungsi tubuh

kita. Semua enzim dan unsur-unsur lain dari matriks mitokondria dijelaskan di atas diperlukan untuk

kelancaran fungsi dari proses ini organel sel.

3.10. Plastida

Apakah itu plastida? Kalian pernah bertanya tidak bagaimana tumbuhan makan, minum,

bernafas dan melakukan pertumbuhan dan perkembangan. Tumbuhan melakukan semua hal

tersebut dengan cara yang berbeda dengan hewan tentunya. Salah satu organel yang terspesialisasi

pada sel tumbuhan untuk melakukan fungsi tersebut adalah plastida. Plastida adalah organel sel

yang bermembran ganda yang ditemukan pada sel tumbuhan dan beberapa alga yang utamanya

bertanggung jawab terhadap aktivitas seperti pembuatan energi dan pembuatan makanan serta

penyimpanan makanan. Hampir semua plastida mampu melakukan fotosintesis, akan tetapi

beberapa spesialisasi plastida tidak mampu berfotosintesis. Terdapat beberapa jenis plastida

seperti: Kloroplas, kromoplas, gerontoplas dan leukoplas.

Terdapat beberapa tipe plastida yang telah ditemukan yaitu:

1) Plastida Kloroplas

Kloroplas yang merupakan plastida yang telah diketahui banyak orang. Plastida ini bertanggung jawab terhadap fotosintesis tumbuhan dan kebanyakan alga. Kloroplas sendiri tersusun atas tilakoid yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis karena mengandung klorofil.Kloroplas memiliki jumlah mulai dari lebih dari satu, beberapa pada alga dan berkisar 75-125 pada sel tumbuhan angiosperma. Membran luar yang merupakan turunan dari retikulum endoplasma tersusun atas 30 % protein dan 70 % lemak sementara membran dalam tersusun atas 0% protein dan 40 % lipid (lemak) seperti halnya pada bakteri. (0 % artinya ada tetapi dalam jumlah yang sangat sedikit). Dengan adanya membran luar kloroplas, plastida ini mampu melewatkan molekul molekul berukuran kurang dari 10 kilodalton tanpa selektivitas. Sedangkan dibagian membran dalam terjadi seleksi apa yang dapat masuk dan keluar menggunakan transport aktif oleh karena itu membran dalam bersifat selektif permeabel. Stroma merupakan cairan kloroplas yang berguna untuk menyimpan hasil fotosintesis dalam bentuk pati (amilum) yang mengandung banyak enzim metabolisme.

Dalam plastida khususnya kloroplas terdapat DNA atau materi genetik yang berbentuk sirkular dan tidak mempunyai histon. Dalam satu kloroplas terdapat 20-100 DNA sirkular. Selanjutnya, grana yang merupakan tumpukan tilakoid berjumlah sekitar 40-60 grana untuk setiap sel tumbuhan dan tiap grana mengandung 2-100 keping tilakoid bersusun.Dalam plastida khususnya kloroplas mengandung banyak ribosom, oleh karena itu plastida mampu melakukan sintesis asam amino dan protein. Selain itu plastida juga mampu melakukan pembentukan RNA dan bersama sama dengan CH-DNA berperan dalam produksi pigmen pigmen dan kloroplas yang baru.

2) Plastida kromoplas

Kromoplas merupakan hasil perubahan kloroplas yang disebabkan adanya penyimpanan pigmen pigmen warna dalam kloroplas salah satunya adalah karotenoid. Hal inilah yang menyebabkan anda dapat melihat warna yang berbeda beda (bukan hanya hijau) dari daun daunan yang terjatuh dan buah buahan. Salah satu fungsi plastida ini adalah untuk menarik serangga serangga untuk membantu penyerbukan.

Menurut Camara B, Hugueney, dikatakan bahwa kromoplas dan bahkan plastida jenis lainnya merupakan turunan atau evolusi dari prokariot. Kromoplas dapat ditemukan pada buah buahan, bunga bungaan dan akar serta pada daun yang mengalami stress (tekanan) dan penuaan dan bertanggung jawab terhadap perbedaan warna pada tumbuhan. DNA yang ada dalam kloroplas dan kromoplas identik kecuali pada bagian terjadi peningkatan metilasi sitosin.

3) Plastida Gerontoplas

Gerontoplas merupakan plastida yang berasal dari kloroplas akan tetapi mengalami proses penuaan diakibatkan tidak terjadinya fotosintesis pada bagian tersebut. Hal ini disebabkan adanya gangguan pada daun tumbuhan atau lokasi kloroplas tersebut sehingga tidak mampu lagi melakukan fotosintesis (contohnya pada musim tertentu atau tertutupi dibagian permukaan daun).

4) Plastida Leukoplas

Leukoplas adalah plastida yang tidak berpigmen. Tidak seperti plastida lain yang tadi disebutkan, plastida yang satu ini tidak memiliki pigmen warna. Mereka ditemukan dalam bagian tumbuhan yang tidak melakukan fotosintesis seperti akar. Tergantung pada jenis tumbuhannya dan apa yang dibutuhkannya, platida leukoplas memiliki fungsi utama dalam penyimpanan amilum, lemak (lipid) dan protein. Selain itu plastidak leukoplas juga berfungsi dalam sintesis asam amino dan asam lemak.

Kemudian, leukoplas sendiri terbagi atas tiga jenis plastida lagi yaitu amiloplas, proteinoplas dan elaioplas. Pembagian plastida leukoplas ini tentu saja sesuai dengan namanya berdasarkan apa yang disimpan didalamnya. Amiloplas adalah plastida leukoplas yang terbesar dari leukoplas lainnya. Plastida jenis amiloplas ini bertanggung jawab terhadap penyimpanan amilum. Selanjutnya adalah proteinoplas yang merupakan plastida yang berperan dalam penyimpanan protein dan utamanya ditemukan dalam biji tumbuhan. Terakhir, plastida elaioplas merupakan plastida yang berfungsi dalam menyimpan lemak dan minyak yang dibutuhkan oleh tumbuhan, utamanya terdapat dalam biji tumbuhan.

Gambar 3.11 Plastida

3.11. Sitoskeleton Sesuai dengan namanya, sitoskeleton bertindak seperti kerangka kita dalam mendukung

bentuk umum dari sel. Tidak seperti kerangka yang seharusnya, sitoskeleton sangat dinamis dan lentur dalam pergeseran dan penataan bagian dalam menanggapi kebutuhan sel. Sitoskeleton juga memiliki berbagai fungsi di luar hanya menyediakan bentuk sel. Umumnya, sitoskeleton dapat dikategorikan sebagai struktural dan transportasi. Sementara semua tiga komponen utama dari sitoskeleton melakukan setiap fungsi ini, mereka tidak melakukannya dengan sama, karakteristik biofisik mereka sangat berbeda. Sehubungan dengan struktur, di beberapa titik dalam kehidupan setiap sel, sitoskeleton harus berubah bentuk, baik hanya meningkatkan atau menurunkan ukuran, atau perubahan yang lebih drastis seperti bentuk super-memanjang dari neuron dengan akson, sitoskeleton harus mampu merespon dengan dinamis peningkatan dan penurunan ukuran struktur internal yang diperlukan. Struktur juga berlaku untuk posisi relatif elemen seluler internal, seperti organel atau protein. Dalam banyak sel yang sangat khusus, pemisahan struktur tertentu dalam bagian-bagian tertentu dari sel adalah penting untuk itu berfungsi. Transportasi mengacu pada pergerakan molekul dan organel dalam sel serta pergerakan sel secara keseluruhan. Sehubungan dengan gerakan sel utuh, ini dapat berkisar dari mendayung atau berenang oleh organisme bersel tunggal dengan merangkak stereotip dan sangat terkoordinasi banyak sel dari titik asal mereka ke tujuan akhirnya mereka selama pengembangan organisme metazoan atau gerakan fibroblas untuk menyembuhkan luka di kulit manusia.

Tiga komponen utama dari sitoskeleton yaitu mikrotubulus, mikrofilamen, dan filamen menengah (intermediet filament). Masing-masing adalah polimer yang terdiri dari mengulangi subunit dalam pengaturan tertentu. Dengan hanya sekilas (Gambar 3.12), sangat jelas bahwa intermediet filamen akan memainkan peran yang berbeda secara signifikan baik dari mikrotubulus atau mikrofilamen. Karena IF yang terbuat dari subunit berserat panjang yang melilit satu sama lain untuk membentuk filamen, jelas ada banyak kontak (yang memfasilitasi pembentukan ikatan hidrogen, alias molekul velcro) antara subunit memberikan kekuatan tarik yang besar. Hal ini sangat sulit untuk istirahat subunit ini terpisah, dan dengan demikian IF ini terutama digunakan untuk jangka panjang atau tujuan load-bearing permanen. Melihat dua komponen lain dari sitoskeleton, kita dapat melihat bahwa dengan globular bukan bentuk berserat dari subunit, daerah maksimum kontak antara subunit yang sangat terbatas (memikirkan bidang kontak ketika Anda mendorong dua bola basket bersama-sama), membuat lebih mudah untuk memisahkan subunit atau memecahkan microfilament atau mikrotubulus. Sel dapat menggunakan karakteristik ini untuk keuntungan, dengan memanfaatkan jenis-jenis serat sitoskeletal dalam situasi yang dinamis di mana pembentukan atau perusakan filamen menengah akan mengambil terlalu lama. Kita sekarang membahas tiga kelompok unsur cytoskeletal secara lebih rinci.

Gambar 3.12 Sitoskeleton : Mikrotubulus, Intermediet Filamen dan Filamen Aktin

(Mikrofilamen)

3.11.1. Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah bagian utama dari sitoskeleton. Mikrotubulus disebut juga rangka sel.

Disebut rangka sel karena mikrotubulus memiliki fungsi yang mirip dengan ranga manusia bagi

tubuh. Tetap, berbeda dengan rangka manusia, mikrotubulus lebih fleksibel dan dapat berubah

tampat atau bentuk.

Sejak awal penggunaan mikriskop elektron, para ilmiwan menganggap bahwa organel sel

mengambang beba pada sitosol. Tetapi seiring dengan perkembangan mikroskopi cahaya dan

mikroskopi elektron, ditemukanlah bahwa sitoskeleton hadir didalam sel untuk mengatur segala

posisi organel sel.

Gambar 3.13 Mikrotubulus dalam Sel

Sel menunjukkan berbagai gerakan. Gerakan-gerakan ini termasuk migrasi sel di sepanjang

permukaan atau melalui jaringan, atau pergerakan komponen dalam sel. Contoh-contoh spesifik

dari motilitas sel meliputi:

pergerakan sel dari satu lokasi dalam embrio yang lain selama perkembangan embrio

migrasi sel ke dalam luka selama penyembuhan luka

kontraksi sel otot yang merupakan proses dasar yang bertanggung jawab untuk

kontraksi otot

pemisahan sel menjadi dua sel anak selama pembelahan sel

pergerakan vesikel membran-terikat ke dalam sel selama fagositosis atau endositosis

gerakan membran-terikat vesikel dari interior sel pada permukaan sel selama sekresi

pergerakan kromosom selama mitosis

Pertama empat poin-poin adalah contoh gerakan sel, sedangkan tiga poin-poin terakhir

adalah contoh “motilitas intraselular.” Semua gerakan ini memiliki kesamaan fakta bahwa mereka

dimediasi oleh struktur filamen di dalam sel yang disebut sitoskeleton dan didukung oleh motor

molekuler yang bergerak sepanjang struktur filamen. Contoh paling sederhana adalah pergerakan

vesikel membran-terikat. Vesikel ini mengikat motor molekul seperti mobil boks menempel pada

lokomotif kereta api. Vesikel merupakan kargo dan motor molekul merupakan lokomotif. Motor

molekul kemudian bergerak sepanjang filamen sitoskeletal sebagai lokomotif bergerak di sepanjang

jalur kereta api. Sebagian besar bentuk gerakan intraseluler terjadi menggunakan mekanisme ini.

Mekanisme kedua disebut kontraksi. Mekanisme ini bertanggung jawab untuk kontraksi sel-

sel otot dan pemisahan sel anak selama pembelahan sel. Kontraksi bekerja melalui aksi motor

molekuler menarik pada filamen sitoskeletal, menarik mereka terhadap satu sama lain. Mekanisme

ketiga melibatkan polyermization cepat sitoskeleton. Dalam hal ini struktur filamen (biasanya

sitoskeleton microfilament) memperpanjang dengan penambahan subunit sampai akhir.

Pertumbuhan ini filamen kemudian mendorong keluar membran. Mekanisme ini bertanggung

jawab untuk penonjolan ujung depan sel bermigrasi.

Gambar 3.14 Mekanisme kontraksi

Pindah sel menunjukkan jenis khusus dari arah gerakan yang disebut “kemotaksis.”

Mekanisme ini menyumbang kemampuan sel untuk bermigrasi dalam arah tertentu. Selama

kemotaksis, sel-sel bergerak dalam menanggapi sinyal eksternal, paling sering molekul kecil atau

peptida pendek, yang disebut chemoattractant a. Sel merasakan konsentrasi bahan kimia dan

bergerak ke arah peningkatan konsentrasi sinyal. Arah gerakan ini bertanggung jawab untuk banyak

migrasi sel yang diperlukan untuk pembentukan jaringan dan penyembuhan luka. Sel terluka,

misalnya, melepaskan chemoattractants yang menarik sel sistem kekebalan yang disebut makrofag

dan sel-sel jaringan ikat yang disebut fibroblast.

Bagi sebagian besar sel eukariotik, proses pergerakan sel terjadi dalam beberapa langkah

terkoordinasi. Pertama, sel memperpanjang struktur disebut pseudopod (“kaki palsu”)

menggunakan mekanisme polimerisasi. Selanjutnya pseudopod membuat lampiran ke permukaan

sepanjang yang sel bergerak. Hal ini menyebabkan terjadinya depan baru sel. Proses kontraksi-

dimediasi memberikan kekuatan yang menggerakkan seluruh sel ke arah depan dan menyebabkan

detasemen akhir trailing sel. Ketika sel-sel yang menunjukkan kemotaksis mereka memperpanjang

pseudopods di beberapa arah, tetapi hanya membuat lampiran ke permukaan ke arah konsentrasi

tertinggi sinyal kimia.

Sebaliknya, sel-sel bakteri bergerak dengan aksi motor rotary menakjubkan disebut flagela

bakteri. Flagela ini berputar seperti baling-baling mendorong sel ke depan. Bakteri menjalani

kemotaksis dengan proses yang disebut Protein motor yang bergerak sepanjang mikrotubulus.

Kinesins bergerak menuju ditambah end, sedangkan dyneins bergerak menuju akhir dikurangi.

Gambar 3.15 Sel bersilia

Gambar 3.16 Sel berflagella

Sel mempunyai organel-organel, dan mikrotubulus adalah rangka dimana semua organel

organel menempel. Sehingga semua organel tidak mengambang bebas pada sitosol.

Gambar 3.17 Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah polimer dari dimers tubulin α dan β. Tubulindimers berpolimerasi dari

akhir ke akhir protofilaments. Fungsi daripada tubulin adalah menarik kromatid menuju kutub

pembelahan. Protofilaments lalu mengumpul dikawat pijar silindris yang berongga. Biasanya,

protofilaments mengatur sendiri dalam bentuk helix tidak sempurna dengan helix berisi 13 tubulin

dimers masing-masimg dari berbeda protofilament.

Ciri-ciri penting dari struktur mikrotubulus adalah polaritas. Tubulin berpolimerasi dan selalu

berakhir dengan sub-kesatuan α suatu tubulin dimers menghubungi sub-kesatuan β yang

berikutnya. Oleh karena itu, di protofilaments pada satu bagian akhir akan mempunyai sub-

kesatuan β terbuka. Mikrotubulus berbentuk benang silindris, berfungsi untuk mempertahankan

bentuk sel dan sebagai rangka sel. Contoh organel ini antara lain benang-benang gelembung

pembelahan.

Selain itu mikrotubulus berguna dalam pembentukan sentriol, flagel dan silia. Mikrotubulus

adalah tabung yang sdisusun dari mikrotubulin, bersifat lebih kokoh dari aktin, mikrotubulus

memiliki dua ujung; ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubulus, dan ujung

positif yang berada di dekat membran plasma. Organel dapat meluncur disepanjang mikrotubulus

untuk mencapai posisi yang berada didalam sel, terutama saat pembelahan sel.

3.11.2. Intermediet Filamen (Filamen Menengah)

"Intermediet Filamen" sebenarnya adalah nama generik untuk keluarga protein

(dikelompokkan menjadi 6 kelas berdasarkan urutan dan struktur biokimia) yang melayani fungsi

yang sama dalam melindungi dan membentuk sel atau komponen-komponennya. Menariknya,

mereka bahkan dapat ditemukan di dalam inti. The lamins nuklir, yang merupakan kelas V filamen

menengah, membentuk jaring pelindung yang kuat melekat pada wajah bagian dalam membran

nuklir. Neuron memiliki neurofilaments (kelas IV), yang membantu untuk menyediakan struktur

untuk akson - panjang, tipis, dan ekstensi halus sel yang berpotensi dapat menjalankan meter

panjang pada hewan besar. Sel-sel kulit memiliki konsentrasi tinggi keratin (kelas I), yang tidak hanya

berjalan melalui sel, tetapi menghubungkan hampir langsung ke serat keratin dari sel tetangga

melalui jenis struktur adhesi selular disebut desmosom (dijelaskan dalam bab berikutnya). Hal ini

memungkinkan tekanan yang mungkin bisa meledak satu sel yang akan tersebar di banyak sel,

berbagi beban, dan dengan demikian melindungi setiap anggota. Bahkan, malformasi baik keratin

atau protein membentuk desmosom dapat menyebabkan kondisi kolektif disebut epidermolisis

bulosa, di mana kulit luar biasa rapuh, terik dan mogok dengan hanya kontak sedikit, mengorbankan

baris pertama pasien pertahanan terhadap infeksi.

Gambar 3.18 Intermediet Filamen atau Filamen Menengah

Secara struktural, seperti yang disebutkan sebelumnya, semua filamen menengah mulai dari

subunit berserat (Gambar 3.18). Hal ini kemudian kumparan sekitar subunit filamen lain untuk

membentuk dimer coil digulung, atau protofilament. Protofilamen ini kemudian berinteraksi untuk

membentuk tetramers, yang dianggap unit dasar konstruksi filamen menengah. Menggunakan

protein yang disebut lektin, filamen menengah dapat terhubung satu sama lain ke bentuk lembaran

dan jerat. Lektin juga dapat menghubungkan antara filamen ke bagian lain dari sitoskeleton,

sedangkan protein lain dapat membantu untuk melampirkan sitoskeleton IF untuk membran sel

(misalnya desmoplakin). Karakteristik yang paling mencolok dari filamen menengah adalah umur

panjang relatif mereka. Setelah dibuat, mereka mengubah dan bergerak sangat lambat. Mereka

sangat stabil dan tidak mudah rusak. Mereka biasanya tidak benar-benar inert, tapi dibandingkan

dengan mikrotubulus dan mikrofilamen, mereka kadang-kadang tampaknya.

3.11.3. Mikrofilamen (Mikrofilamen Aktin)

Mikrofilamen juga dikenal sebagai filamen aktin, aktin filamen, dan f-aktin, dan mereka

adalah lawan sitoskeletal dari filamen menengah. Helai ini terdiri dari aktin globular kecil (g-aktin)

subunit yang menumpuk pada satu sama lain dengan poin yang relatif kecil dari kontak. Anda

mungkin membayangkan dua bola tenis, satu kabur dan yang lainnya ditutupi kait velcro. Bahkan

jika Anda mendorong keras untuk bubur mereka bersama-sama, daerah kontak antara bola (yaitu

daerah yang tersedia untuk H-ikatan antara subunit) cukup kecil dibandingkan dengan luas

permukaan keseluruhan, atau ke daerah kontak antara IF subunit. Mereka akan terus bersama-

sama, tetapi mereka juga dapat berantakan dengan relatif sedikit kekuatan. Kontras ini dengan

filamen menengah, yang mungkin direpresentasikan sebagai dua pita kait velcro atau loop. Jauh

lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk membawa mereka terpisah. Karena ada sedikit H-obligasi

untuk istirahat, yang mikro dapat didekonstruksi sangat cepat, sehingga cocok untuk aplikasi yang

sangat dinamis.

Gambar 3.19 Mikrofilamen atau Filamen Aktin

Ketika subunit aktin datang bersama-sama untuk membentuk mikrofilamen, mereka

berinteraksi terarah. Artinya, subunit memiliki "atas" dan "bawah", dan bagian atas satu subunit

selalu berinteraksi dengan bagian bawah yang lain. Jika kita pergi ke "bawah" subunit-sebagian dari

filamen, ujung terbuka disebut minus (-) akhir, sedangkan ujung, yang notabene melihat lebih

banyak aksi aditif, disebut plus (+) akhir. Mikrofilamen juga dikatakan memiliki polaritas, tapi sekali

lagi ini hanya dalam arti memiliki arah, dan tidak ada hubungannya dengan muatan listrik. Mikro

individu dapat ada, tapi kebanyakan mikrofilamen in vivo adalah pasangan bengkok. Tidak seperti

DNA; Namun, pasangan microfilament tidak antiparalel: kedua untai memiliki directionality yang

sama.

Pembentukan filamen dari g-aktin adalah proses tergantung ATP, meskipun tidak dalam arti

konvensional memanfaatkan energi yang dilepaskan dalam hidrolisis. Sebaliknya, subunit aktin

globular hanya akan mengikat dengan yang lain subunit-g aktin jika telah pertama terikat ATP. Jika

g-aktin telah terikat ADP, maka harus terlebih dahulu bertukar ADP untuk ATP sebelum dapat

ditambahkan ke filamen. Ini mengubah konformasi dari subunit untuk memungkinkan interaksi yang

lebih tinggi-afinitas. Beberapa waktu kemudian, hidrolisis ATP menjadi ADP (dengan rilis dari Pi)

melemahkan afinitas tetapi tidak secara langsung menyebabkan pembubaran subunit mengikat.

Hidrolisis yang dibawa oleh aktin itu sendiri, yang memiliki aktivitas enzimatik ATPase ini dibangun

di.

Meskipun f-aktin terutama ada sebagai sepasang filamen memutar sekitar satu sama lain,

penambahan aktin baru terjadi dengan penambahan individu monomer-g aktin untuk setiap filamen

(Gambar 3.19). Protein aksesori dapat digunakan untuk membantu atau menghalangi baik

bangunan atau rincian dari filamen, tetapi mekanisme utama pada dasarnya adalah mengatur diri

sendiri. Ketika tingkat-g aktin bebas yang tinggi, elongasi filamen aktin disukai, dan ketika

konsentrasi-g aktin jatuh, depolimerisasi dari f-aktin mendominasi. Dalam kondisi fisiologis rata,

meskipun, apa yang sering terlihat di mikrofilamen aktin adalah efek yang disebut treadmilling.

Sejak aktin sebagian besar ditambahkan ke salah satu ujung tapi dihapus dari yang lain, efek bersih

adalah bahwa setiap monomer aktin yang diberikan dalam filamen secara efektif bergerak dari (+)

mengakhiri (-) akhir bahkan jika panjang jelas dari filamen tidak berubah .

Dalam kebanyakan jenis sel, konsentrasi terbesar struktur sitoskeletal berbasis aktin

ditemukan di pinggiran sel daripada menuju pusat. Ini cocok dengan kecenderungan tepi sel menjadi

lebih dinamis, terus-menerus menyesuaikan untuk merasakan dan bereaksi terhadap

lingkungannya. Jelas, polimerisasi dan depolimerisasi filamen aktin jauh lebih cepat daripada

filamen menengah. Pengecualian besar untuk aturan aktin-in-pinggiran ditemukan dalam sel otot.

Filamen aktin, dan protein myosin motor yang bekerja pada mereka, merupakan dasar untuk

kontraksi sel otot, dan mengisi sebagian besar sel-sel otot, bukan hanya pinggiran.

4. Daftar Pustaka

Campbell, Neil A., Lawrence G. Mitchell, Jane B. Reece. 1999. Biology, 9th Ed.

Benjamin/Cummings Publ. Co., Inc. Menlo Park, CA.

sel dan organel sel

Documents