BIOLOGI sel dan jaringan

Pengantar Biologi dan Fisika Kesehatan

Indraningrum F, S.Kep.,Ns.,MMRS

SEL

o Sel ditemukan pertama kali thn 1665 oleh : Robert Hooke  melihat gabus melalui mikroskop

o Sel berasal dari Bahasa Latin cellula

o Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil dari mahkluk hidup o Semua fungsi kehidupan berlangsung di dalam sel

o Sel bersifat autonom selama kebutuhan hidupnya terpenuhi o Mahkluk hidup terdiri dari : uniselular dan multiseluler

o 2 macam sel : eukariotik dan prokariotik

Sel Prokariotik

 Berasal dari kata pro dan karyon

 Sel prokariotik berukuran 0,1-5 µm

 Bagian dalam sel disebut sitoplasma

 Tidak memiliki nucleus sejati (tersebar di sitoplasma)

 Materi genetic (DNA, RNA) terkonsentrasi di nukleoid

 Berukuran lebih kecil dari sel eukariotik

 Merupakan sel tunggal tapi hidup secara koloni

 Dinding sel merupakan bagian terluar dari sel. Terdiri dari peptidoglikan, lipid, protein. Bersifat kaku.

 terdapat pori-pori pada dinding sel.

Berfungsi untuk lalu lintas molekul, reproduksi dan pertukaran zat

 Membran plasma : membrane yang menyelubungi sitoplasma. Terdiri dari molekul lemak dan protein. Melindungi sel dari lingkungan luar dan

transportasi air/ zat-zat terlarut

 Organel sel : ribosom yang tersusun dari RNA dan lemak. Ribosom tempat sintesa protein

 Alat gerak : flagella

 Phili : alat untuk melekatkan diri, lebih pendek dari flagella

Sel Eukariotik

 Selaput membran sel bersifat selektif permeabel, artinya hanya dapat

dilalui molekul-molekul tertentu

seperti glukosa, asam amino, gliserol dan berbagai ion

 Pada sitoplasma terdapat organel-

organel yang melayang-layang dalam cairan kental yang disebut matriks

 Cairan yang terdapat di dalam inti sel dinamakan nukleoplasma

 Membrane sel : merupakan lapisan

lipoprotein yang terdiri dari fosfolipid dan protein, semipermeabel atau selektif

permiabel, berfungsi mengatur keluar masuknya zat dari sel ke dalam sel

 Sel eukariotik berukuran 10-100µm

 Memiliki materi genetik berupa DNA yang dibungkus membrane inti

 Memiliki protoplasma (kesatuan inti sel dan sitoplasma)

 Memiliki sejumlah organel yang masing-masing memiliki fungsi spesifik

Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik

PROKARIOT EUKARIOT

Tidak memiliki inti yang sebenarnya, materi inti tersebar dalam sitoplasma karena tidak mempunyai membrane inti

Memiliki nucleus yang sebenarnya karena materi inti dilingkupi oleh membrane inti

Memiliki DNA yang lebih sederhana, lebih sedikit mengandung pasangan basa nukleotida, berbentuk sirkuler

Memiliki DNA yang lebih kompleks, lebih banyak

mengandung pasangan basa nukleotida, sehingga harus digulung pada protein histon (ada histonnya)

Hanya memiliki kromosom tunggal Memiliki kromosom lebih dari 1 (satu) Proses transkipsi dan translasi dapat terjadi secara

simultan

Transkipsi terjadi di inti, dan translasi terjadi di sitoplasma. Keduanya tidak dapat berjalan secara bersamaan.

Proses transkipsi terjadi lebih sederhana Transkipsi lebih rumit terjadi, dikarenakan akses RNA polymerase terhadap DNA lebih lama akibat DNA dikemas secara kompak dengan protein histon Proses regulasi sintesis protein lebih sederhana Proses regulasi sintesis proteinnya lebih kompleks

Organel Sel

 Pada sel prokariotik : Organel yang terdapat dalam sel-sel prokariotik adalah ribosom yang tersusun dari RNA dan

protein. Ribosom merupakan tempat berlangsungnya sintesis

protein. RNA (Asam Ribonukleat), RNA berfungsi membawa kode- kode gentika sesuai pesanan DNA.

 Pada sel eukariotik, terdiri dari beberapa jenis organel dan memiliki fungsi yang spesifik

Komponen Sel

 Membran Sel

 Sitoplasma

 Inti Sel

 Kromatin

Membran Sel

 Merupakan struktur elastis, tipis 7,5-10 nm

 Terdiri atas keeping-

keeping halus, terbentuk dari lipid dan protein

 Tempat zat-zat keluar- masuk sel

Fungsi Membran Sel

 Komunikasi antar sel : transmitter, enzim, nutrient dan antibody dalam cairan ekstrasel memungkinkan adanya hubungan antarsel

 Merangsang dan mengakibatkan potensial aksi. Banyak reseptor kimia. Pada cairan intrasel muatan kation (K+) dan anion (PO

₄

) serta asam amino. Pada cairan ekstrasel kation utama Na+ dan anion utama Cl-

 Permeabilitas selektif  sebagai filter yang selektif dan alat traspor aktif nutrient dan pengeluaran sisa metabolism

tergantung pada:

a. Substansial lipid nonpolar dan hidrophobik lebih mudah melewati membrane

b. Semakin besar molekul kimia semakin sulit melewati membrane sel ex. Protein

Mekanisme Kerja Membran

1. Proses Aktif: terjadi jika suatu

substansi membutuhkan energy untuk melewati membrane

 Transpor Aktif Primer : dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi,

menggunakan pompa protein dan energy melalui pemecahan ATP

 Transpor Aktif Sekunder : pergerakan simultan dari 2 substansi melalui

membrane dengan menggunakan perbedaan konsentrasi natrium atau potensial membran

 Transpor Vesikuler : tergantung pada transport zat dalam ikatan membrane vesikel dan dapat dilalui molekul yang berukuran besar karena permeabilitas membrane berkurang

2. Proses Pasif : substansi menembus membrane tanpa energy

 Difusi : pergerakan acak molekul dan ion dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi

rendah. Kecepatan difusi dipengaruhi perbedaan konsentasi zat

 Osmosis : difusi cairan ke membrane semipermeable dari konsentrasi air tinggi ke konsentrasi air rendah. Ex : pergerakan air menuju dinding plasma untuk

mempertahankan keseimbangan sel

Sitoplasma

 Merupakan cairan koloid encer  matrik sel

 Mengisi ruang antara nucleus dan membrane sel

 Sitoplasma mengandung 80-90% air dan

berbagai zat yang terlarut

Bahan-bahan yang terkandung dalam Sitoplasma

 Bahan anorganik  garam, mineral, air, oksigen, karbon dioksida dan amonia

 Bahan organic  karbohidrat, lemak, protein, vitamin, RNA

 Aparatus sel  organel sel yang terdiri dari ribosom, RE, mitokondria, sentrosom, apparatus golgi dan lisosom

Fungsi Sitoplasma : tempat kegiatan metabolism sel oleh organel, memproduksi panas, keseimbangan sel dan sistesis protein

 Ribosom

 RE

 Mitokondria

 Sentrosom

 Aparatus golgi

 Lisosom

 Ribosom : butiran halus yang melekat pada endoplasma, tersebar mengapung dalam plasma. Tempat sintesis protein yang mengandung RNA, menghasilkan protein untuk bahan sel itu sendiri

 RE : saluran halus berbelok-belok dalam plasma. Kelok ini berupa sekat-sekat untuk membuat suatu zat atau menghasilkan energy untuk kegiatan sel. RE kasar dan

halus

 Mitokondria : pusat tenaga bagi sel karena menyaring energy dan zat gizi

 Sentrosom : badan yang terletak di tengah sel. Mengandung sentriol yang

berfungsi untuk membelah sel. Dalam keadaan istirahat, pada sel dewasa sentriol tidak berfungsi sama sekali

 Sentriol : struktur mikrotubulus yang dapat bereplikasi sendiri, fungsinya pembelahan sel menentukan arah pergerakan kromosom

 Aparatus golgi : terletak dekat inti sel berhubungan dengan selaput sel, berupa lempemg cembung tersusun atas gelembung-gelembung yang berdinding, tidak memiliki ribosom pada permukaannya. Berfungsi untuk mengatur zat keluar sel dan membantu sintesis karbohidrat, menggabungkannya dengan protein dan

membentuk glikoprotein

 Lisosom : menghasilkan sistem pencernaan intrasel yang berfungsi membuang zaat-zat dari struktur yang rusak atau zat asing yang membahayakan, seperti bakteri. Dalam keadaan tidak aktif, lisosom berbentuk bulat lonjong dengan diameter 0,4 µ. Dibungkus dengan membrane yang halus

Inti Sel

 Pusat pengawasan sel

 Inti sel merupakan organel yang terselubung membrane yang mengandung materi genetic sel  kromatin

 Berfungsi untuk : mengawasi reaksi kimia yang terjadi di dalam sel dan reproduksi sel

 Tiap inti sel menerima satu dari dua pasang gen

 Fungsi inti sel : mengatur pembelahan sel dan memproduksi ribosom bersama asam nukleat yang disebut RNA ribosom

 Mengandung enzim DNA polymerase (enzim pada sel darah putih) dan enzim yang digunakan dalam proses glikolisis

 Inti dari nucleus : nucleolus  mengandung RNA dalam jumlah besar

 Nukleoulus akan membesar saat mensintesis protein

Kromatin

 Jalinan benang-benang halus dalam plasma inti sel

 Berpilin longgar dilapisi oleh protein

 Saat sel mengalami pembelahan  kromatin memendek dan menebal

 kromosom

 Kromosom : terdiri dari fibril halus yang dibentuk dari 2 macam molekul DNA dan protein berupa histon

SIKLUS HIDUP SEL

 Siklus hidup sel meliputi : fase pembelahan sel, bertumbuh dan berkembang

 3 macam populasi sel :

 Populasi sel bersifat statis : tidak mengalami sintesis DNA dan pembelahan ex. Sistem saraf pada orang dewasa

 Populasi sel berkembang : sebagian sel mengalami sisntesis DNA dan pembelahan sel memungkinkan pertumbuhan ex. Hepar, ginjal, berbagai kelenjar

 Populasi sel masa hidup tertentu : terjadi pembelahan sel yang terus menerus untuk mengganti sel yang mati ex. Pembentukan sel darah merah, kulit

bagian epidermis

Dua cara pembelahan sel

 Langsung (amitosis) : pembelahan sel secara langsung, dari 1 sel menjadi 2 sel, 2 menjadi 4, 4 menjadi 8 dst  multiplikasi

amitosis terjadi karena : a. pengguntingan di tengah-tengah sel b. pembelahan sampai inti sel, sehingg inti sel terbelah menjadi 2 c. Terbentuk 2 buah sel dengan 2 inti

 Pembelahan tidak langsung (mitosis) : proses pembelahan inti sel menjadi dua sel anak yang identic dengan sel induk.

Pembelahan sel Eukariotik

 Mitosis : pembelahan sel yang menyebabkan pembelahan pada

kromosom. Kromosom yang belum membelah terdapat pada inti sel.

Selama pembelahan sel, nucleus juga membelah menjadi 2  homolog

 Meiosis : terjadi pada sel gamet. Oogenis pada sel ovum dan

spermatogenesis. Pada meiosis sel yang terbelah hanya membawa setengah jumlah kromosom induk  haploid

Pembelahan sel meiosis terjadi melalui 2x proses pembelahan  menghasilkan 4 sel anak yang haploid  gametogenesis

Tahapan pembelahan mitosis

1. Interfase : tahap istirahat antar pembelahan sel dan proses yang mengambil sebagian besar kehidupan sel

Terdapat proses :

 Duplikasi kromosom

 Penghubung Salinan kromosom pada sentromer

 Pembentukan kromatid (pasangan kromosom yang identic)

2. Profase : Salinan kromosom muncul

menyerupai benang panjang. Memuat 2 susunan gen yang identik

3. Pro-metaphase : kromosom memendek dan menebal. Membran nucleus bergabung

dengan sitoplasma dan melebur

4. Metafase : kromosom berada pada garis tengah sel pada spindle (benang fibrin)

5. Anafase : kromatid memisahkan diri. Kromatid bergerak ke ujuang sel, jumlah kromosom

seperti awal, sel siap memisahkan diri 6. Telofase dan Sitokinesis : tahapan akhir

mitosis. Membran sel tertarik membentuk cekungan di garis tengah sel. Membran inti baru mulai terbentuk, kromosom dan spindle menghilang, jaringan kromatin muncul kembali

Pembelahan Meiosis

1. Meiosis I 2. Meiosis II

3. Gametogenesis

Meiosis I

 Tahap reduksi kromosom

 Profase I : merupakan tahapan yang memerlukan waktu paling lama. Beberapa proses :

 Leptoten : kromatin memadat menjadi kromosom

 Zigoten : kromosom yang homolog saling berdekatan dan menempel membentuk sinapsis. Sentrosom membelah menjadi 2 sentriol, dan bergerak ke kutub yang berlawanan

 Pakiten : kromosom homolog saling menempel membentuk struktur bivalen dan terjadi proses penggandaan. Terjadi crossing over gen pada kromosom homolog di kiasma.

Terbentuk sel dengan susunan gen yang baru

 Diploten : proses crossing over selesai. Kromosom homolog menjauh. Kiasma masih tampak. Inti sel menghilang

 Diakenesis : kromosom homolog terpisah. Inti sel menghilang

 Metafase I : kromosom homolog saling berhadapan di garis tengah sel. Sentriol menjulurkan benang spindle yang berkaitan dengan tiap kromosom homolog

 Anafase I : kromosom direduksi, kromosom homolog ditarik benang spindle ke kutub masing-masing

 Telofase I : mulai terbentuk inti sel, sentriol kembali menjadi sentromer, sel mengalami sitokinesis (pembelahan sel) tahap awal

 Dihasilkan 2 sel anak dengan kromosm haploid

 Setelah selesai mengalami meiosis 1, sel mengalami proses interkinesis

Meiosis II

 Profase II : kromatin memadat membentuk kromosom selanjutnya membentuk kromatid. Sentromosom menjadi 2 sentriol dan menuju kutub berlawanan. Inti sel mulai melebur

 Metafase II : kromatid berjajar di garis tengah sel. Sentriol menjulurkan benang spindel yang berikatan dengan tiap kromatid

 Anafase II : tahap terjadinya kariokinesis/ pembelahan inti. Kromatid dan sentromer membelah menjadi kromosom. Kromosom kemudian ditarik benang spindel

 Telofase II : nucleus kembali terbentuk pada tahap ini. Sentriol kembali menjadi sentromer. Terjadi sitokinesis. Proses ini menghasilkan 4 sel anak haploid

Gametogenesis

 Spermatogenesis : proses pembentukan sperma. Terjadi di testis. 1 sel induk sperma menghasilkan 4 buah sel sperma

 Oogonesis : proses pembentukan ovum. Terjadi di ovarium. 1 sel ovum induk hanya menghasilkan 1 sel ovum