MIKROBODI, SITOSKELETON, FLAGELA DAN SILIA. Sri Rejeki Rahayuningsih

MIKROBODI,

SITOSKELETON,

FLAGELA DAN SILIA

Sri Rejeki Rahayuningsih 131963 533

BADAN MIKRO ( PEROXISOM & GLIOKSISOM)



Ciri-ciri umum:



Badan sperikal,ø 0,2-1,5 μ, bermembran,

berasosiasi dg RE, Mitokondria, Kloroplas

atau keduanya, punya inti kristal (

mengandung enzim) ex. Sel protozoa, Fungi,

Tumbuhan, Hati, Ginjal Vertebrata



Badan mikro menggunakan mol O

₂

seperti

Mitokondria & Flavin yg berikatan dg Oxidase

& Katalase→Metabolisme H

₂

O

₂

dan enzim

untuk metabolisme Asam lemak

TIPE BADAN MIKRO

 A. Peroksisom

 Tdp pd sel hewan&Tumb. ( sel2 fotosintetik pd tmb tk

tinggi, jar. daun yg beretiolasi, koleoptil, hipokotil, pd batang&kalus tembakau, buah pear masak), protozoa, Algae coklat, fungi& paku

 Pd sel tmb→melekat pd ER, kloroplas& Mtokondria

→Fotorespirasi

 Struktur→ukuran&bentuk bervariasi, sirkular,

bermembrran 1 lapis mengelilingi matriks yg berisi benang& fibril,Nukleid amorf (kristaloid), ø 0,2-1,5μ, punya core (pusat)→ttdp enzim: urat

dioksidase,pdperoksisom hati tikus& katalase pd tumbuhan

PEROXISOME (MICROBODY)



1950, Duve



catalase : 15% of the total protein



Hydrogen peroxide metabolism



Catalatic mode: 2H

₂

O

₂

 O

₂

+ 2H

₂

O



H

₂

O

₂

RH

₂

+ O

₂

R + H

₂

O

₂

PEROXISOME (MICROBODY)



Detoxification : methanol, ethanol, formic

acid, formaldehyde, nitrites and phenols



Peroxidatic mode: catalase

 Electrons derived from an organic donor  R’H₂ + H₂O₂ R’+ 2H₂O



Vital peroxisomal function: Liver, kidney

PEROXISOME (MICROBODY)



Oxidation of fatty acids



b

-oxidation



Animal cells:

 Long chain:16-20 carbons ; very long chain:24-26 carbons; branched fatty acids  acetyl-CoA  > 16 carbons fatty acid mitochondria

 Plants and yeast : breaking …into acetyl-CoA Becker_6e_IRCD_Chapter_12

PEROXISOME (MICROBODY)



Metabolism of N-containing compounds

 Uricase : urate + O₂ allantoin + H₂O₂  Aminotransferases:



Catabolism of unusual sub.



Xenobiotics: alkanes, short-chain

hydrocarbon compounds found in oil



Fungi  cleaning up oil spills

PLANTS PEROXISOMES

Leaf peroxisomes

glycolate pathway (photorespiratory pathway);

involve the light-dependent uptake of O

₂

and

release of CO

₂

Glyxysomes :

Becker_6e_IRCD_Chapter_12

PEROXISOME BIOGENESIS BY DIVISION OF

PREEXISTING



Where peroxisomal membrane come from?

 Some lipid synthesized by peroxisomal En.  Exchange proteins

PEROXISOMAL PROTEIN–TWO PATHWAY BOTH

POSSIBLE



Where peroxisomal protein come from?

 Catalase

Free cytosolic ribosomes ATP-dependent process

 Peroxins : ER pathway (Fig.12-5 )

N-linked glycoprotein

Treat with brefeldin A  peroxin Pex3p in ER Peroxisomal ER, protoperoxisome in plant  amino acid signal: SKL, serine-lysine-leucine

FIGURE 12-25 BIOGENESIS OF PEROXISOMES

IMPORT OF PROTEINS INTO PEROXISOMES

 Peroxisomes are a type of microbody. Microbodies

are cell organelles bounded by a single membrane and are used for a variety if different processes.

 For example peroxisomes contain enzymes which

produce hydrogen peroxide (and have the means for destroying it).

 In addition plants have glyoxysomes which contain

the enzymes of the glyoxylate cycle

 yeasts have a variety of microbodies including ones

TARGETING TO PEROXISOMES

 Fortunately this is nice and simple. Two major targetting

signals Pex5 (PTS1R) and PTS2R have been identified. The Pex5 signal is a carboxy-terminal tripeptide SKL.

 The mechanism of Prx5appears to involve binding of the

SKL sequence to Pex5. This then interacts with a

peroxisomal membrane protein called Pex14 forming a channel. It is not clear whether Pex5 and the protein move together across the channel or whether the

imported protein is “pushed” through.

 In the peroxisome the signal sequences are removed

TO BE NOTED

 ATP hydrolysis is required for import

 Import into peroxisomes does not require unfolding

of the protein chain - even gold particles conjugated to a peroxisomal protein are imported.

 Hsp70 is however needed and becomes bound to

the exterior of the peroxisome.

 .Study of patients with Zellweger’s syndrome, where

import of proteins into peroxisomes shows firstly that the peroxisomal membrane proteins are

incorporated by another route and secondly that at least 8 polypeptides, including Pex2, are involved in the transfer.

PEROXISOME

MATRIX AND

MEMBRANE

PROTEINS

ENTER BY

DIFFERENT

ROUTES

SITOSKELETON Terdiri : 1. Mikrotubulus. 2. Mikrofilament 3. Intermediate filament. MIKROTUBULUS

DI dalam matriks sitoplasma sel-sel eukariotik terdapat struktur tubular yang dikenal sebagai

mikrotubus . Mikrotubulus juga ditemukan dalam tonjolan sitoplasma yang disebut silia dan

flagela. Garis tengah luarnya adalah 24nm , yang terdiri atas dinding padat setebal 5 nm dan liang pusatnya setebal 14nm .

Subunit sebuah mikrotubulus adalah suatu heterodimer yang terdiri atas molekul tubulin α dan β yang tersusun dari asam amino yang berhimpitan.

Molekul tubulin tersusun membentuk 13 protofilamen .

Mikrotubulus sitoplasma adalah stuktur kaku yang berperan penting pada pembentukan dan mempertahankan bentuk sel. Mikrotubulus juga ikut serta dalam transpor intrasel dari

organel dan vesikel.

Contoh: transpor aksoplasma dalam neuron , transpor melanin dalam sel pigmen , pergerakan kromosom oleh gelendong

mitosis, dan pergerakan vesikel diantara kompartemen sel sel yang berbeda

Mikrotubulus juga ikut serta dalam transpor intrasel dari organel dan vesikel.

Contoh: transpor aksoplasma dalam neuron ,

transpor melanin dalam sel pigmen , pergerakan kromosom oleh gelendong mitosis, dan pergerakan vesikel diantara kompartemen sel sel yang berbeda Transpor yang dipandu mikrotubulus

dikendalikan oleh protein khusus yang disebut protein penggerak , yang memakai energi

untuk menggerakan molekul dan vesikel.

Mikrotubulus merupakan dasar bagi berbagai komponen sitoplasma yang kompleks ,

SENTRIOL

Adalah struktur silindris , berdiameter 0,15ùm Dan panjang 0,3 – 0,5 um.

Setiap sentriol terdiri atas 9 pasang mikrotubulus yang tersusun berupa triplet .

A adalah mikrotubulus lengkap dengan 13 heterodimer, sedangkan B hanya memiliki 10 heterodimer. Terjulur dari dari permukaan

mikrotubulus A adalah pasaangan lengan yang dibentuk oleh protein dinein, yang mempunyai aktivitas ATPase.

Pada dasar setiap silium atau flagelum terdapat sebuah badan basal, yang pada dasarnya serupa dengan sentriol .

Sentriol

Kromosom

Sentriol Benang

spindel

i. Mikrotubulus

Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk

mempertahankan bentuk sel dan sebagai "rangka sel".

Contoh organel ini antara lain benang-benang Gelembung pembelahan, Selain itu mikrotubulus Berguna dalam

pembentakan Sentriol, Flagela dan Silia. j. Mikrofilamen

Seperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel. k. Peroksisom (Badan Mikro)

Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain,dan banyak Mengandung

enzim oksidase dankatalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).

SITOSKELETON

Sitoskeleton adalah kerangka internal sel, yang

merupakan kumpulan serabut atau filamen globular, serabut protein Sitoskeleton terdiri atas:

1. Mikrofilamen (struktur mirip “rod” yang

berupa protein globular)

2. Filamen intermediate (protein serabut)

3. Mikrotubul (tabung berlubang terdiri atas protein globular)

SILIA DAN FLAGELA



Mrp. Bnetuk filamen dr sitoplasma yg dpt

bergerak→ menghasilkan arus makanan,

berlaku sbg organ sensorik &

menunjukkan fungsi mekanik dlm sel



Secara morfologi& fisiologi→ struktur

sama, keduanya dpt dibedakan bdsrkan:

jumlah, ukuran danfngsinya.

SILIA dan FLAGELA.

 Adalah tonjolan-tonjolan yang motil dan ditutupi membran sel, dengan pusat mikrotubul yang

teratur.

 Sel bersilia memiliki panjang sekitar 2-3um.

Sel berflagela hanya memiliki 1 flagela, panjangnya mendekati 100 um.

 Pada manusia,spermatozoa adalah satu-satunya jenis sel dengan sebuah flagelum .

FLAGELA DAN CILIA

Cilia (tunggalnya cilium) dan flagela (tunggalnya flagellum) adalah alat atau

mesin pergerakan sel, yang muncul dari

suatu sel tertentu Cilia dalam satu sel jumlahnya biasanya banyak, ukurannya pendek

Flagella biasanya tunggal atau sedikit jumlahnya dan

ukuran biasanya panjang

STRUKTUR FLAGELA DAN SILIA

 Terdiri atas:

i. Silium: bentuk silindris muncul dr perm. sel ii. Badan basal/granula, organel

iii. Sel spt sentriol, dimana silium berasal pd. bbrp sel fibril yg disebut

iv. Kaki = silia(rootlets)

 Fibril dr flagela bersifat kontraktil

 Struktur silia atau flagela tdr dr 11 fibril ( 2 letak di pusat dan 9 tersusun mengelilinginya)

 9 fibril yg terletak di perifer menjaditebal tdr dr

pasangan mikrotubul, dan 2 fibril yg di pusat kecil tdr dr mikrotubul tunggal

PERBEDAAN FLAGELA DAN SILIA

FLAGELA SILIA  Jumlah 1-2  Tdp pd ujung sel  Panjang  Menunjukkan pergerakan  Tersebar pd Protozoa(

kelas Flagelata), sel Koanosit Spons,

Spermatozoa pd Metazoa & tanaman (algae) dan sel kelamin

 Jml. 3000-14000 atau >>>  Tdp pd seluruh perm. Sel  Lebih pendek dr flagela

 Bergerak dlm suatu ritme yg

terkoordinasi

 Bergerak/bergetar

 Pd Protozoa ( Ciliata), Epitel yg

bersilia pd.Metazoa, pd larva Platyhelmintes,Echinodermata ,Molusca dan Annelida

Struktur Aksonema

 Aksonema flagela & silia: panjang bbrp μ – 1 mm

 Pd umumnya dikelilingi membran luar, trilaminar, lipoprotein

(semua komponen tdp dlm matriks)

Biokimia Aksonema

 i. Tubulin : mrp. Protein yg tdr dr tubulin A & B, selain itu tdp 10 protein struktural sekunder yg larut

 ii. Dinein : Pd lengan sub fiber A mengandung protein spt:

Niasin = Dinein ( berperan aktivitas ATP-ase)

Fisiologi gerakan Silia

 Silia: struktur kontraktil punya 2 ritme yi: Metatronik &

Tipe pergerakan silia:

i. Pendulus

ii. Unciformis( pd Metazoa; spt Hook) iii. Infudibuliform; rotasi

iv. undulan

Fungsi silia dan flagela:

i. Pergerakan silia & flagela→ pergerakan sel atau

organisme

ii. Silia → aliran makanan pd hewanaquatik tk rendah iii. Dlm respirasi→pergerakan silia membantu

menghilangkan partikelpadat

iv. Telur amfibia & mamalia→ keluar dr oviduct dg

bantuan fibrasi silia

v. Menyediakan proses fisiologi, pergerakan,sirkulasi,