Sel tersusun atas beberapa organel sel yang membentuk suatu sistem dan koordinasi di dalamnya. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, sel-sel yang mempunyai fungsi yang sama akan membentuk jaringan tertentu dan seterusnya.
STRUKTUR SEL EUKARIOTIK
Inti sel Tidak mempunyai membran inti, inti sel (nukleus) tidak terlihat dan tersebar di sitoplasma; bukan inti sel anak. Struktur/bagian manakah yang paling membedakan sel prokariotik dengan sel eukariotik serta sel eukariotik yang satu dengan sel eukariotik yang lain?
Tujuan Pembelajaran
MEMBRAN DAN DINDING SEL
FUNGSI MEMBRAN SEL
DINDING SEL
Dinding sel sekunder merupakan lapisan tebal yang terbentuk di dalam dinding sel primer, sangat kaku dan kuat. Dinding sel Archaea juga terdiri dari Glikoprotein dan Polisakarida serta Pseudo Murein (sejenis Peptidoglikan/Murein).
SIFAT MEMBRAN PLASMA
Transportasi Pada Membran)
- Selektif Permeabel: Suatu sifat membran sel dimana hanya mengijinkan molekul, ion atau zat tertentu untuk keluar masuk sel
- Impermeabel: Semua zat yang ada di luar sel tidak dapat masuk ke dalam sel (mekanisme penolakan sel)
- Semipermeabel: Hanya dapat dilewati air dan gas yang terlarut
- Difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed)
- OSMOSIS
Difusi adalah pergerakan molekul zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dengan atau tanpa melewati membran. Sistem uniport (transpor tunggal), yaitu pengangkutan zat terlarut oleh protein transpor hanya dari satu sisi membran ke sisi membran yang lain.
RETIKULUM ENDOPLASMA
STRUKTUR RE
RE kasar (Retikulum Endoplasma Kasar/RER) adalah RE yang mempunyai ribosom yang menempel pada permukaan membran. Urutan sinyal RE nantinya akan mengikat partikel pengenalan sinyal (SRP) dan masuk ke lumen RE melalui protein translocon.
Post-Translational
Setelah rantai polipeptida (pembentuk protein) telah selesai terbentuk di sitosol/sitoplasma, maka akan diangkut ke dalam lumen RE melalui protein translokon, dimana rangkaian sinyal (SS) kemudian akan dipotong oleh sinyal peptidase [1]. BiP mengikat ATP dan kemudian berinteraksi dengan kompleks Sec63 untuk mengikat daerah ikatan peptida rantai polipeptida melepaskan fosfat (P) (sehingga ATP menjadi ADP) [2].
Co-Translational
Rantai polipeptida akan terus masuk hingga proses translasi selesai dan polipeptida akan terlipat oleh protein pendamping [6]. Namun perbedaannya adalah ujung-N polipeptida akan berada di lumen ER dan ujung-C akan berada di sitosol.
APARATUS GOLGI (BADAN GOLGI)
- FUNGSI GOLGI
- GOLGI TRAFFIC
- Vesicular Transport (Anterograde Vesicular Transport Between Stable Compartments)
- Cisternal Progression/ Maturation
- Model Vesicular Transport
- Model Cisternal Maturation
- Vesikel Clathrin (Clathrin-Coated)
- Vesikel COPII (Coatomer Protein Complex II)
Sebelum wilayah Cis terdapat wilayah CGN (Jaringan Cis Golgi), suatu wilayah tempat berkumpulnya vesikel-vesikel dari RE dan akan membentuk wilayah Cis. Memodifikasi protein dari RE kasar (penambahan karbohidrat atau proses glikosilasi dan penambahan fosfat disebut fosforilasi); Namun yang akan kita bahas disini hanya dua model saja, yaitu Model Transportasi Vesikuler dan Model Maturasi Cisternal.
Materi yang berasal dari RE akan dipindahkan ke Cis kemudian Medial dan Trans menggunakan vesikel. Selanjutnya Sar1 akan menempel pada membran donor (yaitu membran ER) dengan bantuan Sar1-GEF/Sec12.
LISOSOM &
Siswa dapat mendeskripsikan struktur dan fungsi organel sel (ER; Badan golgi; Lisosom dan mikrobodi; Mitokondria; Kloroplas; Ribosom dan sintesis protein; Sitoskeleton; Nukleus).
BADAN MIKRO
PEROKSISOM, GLIOKSISOM)
- FUNGSI LISOSOM
- Glycosidases
- Sulphatases
- FUNGSI BADAN MIKRO Fungsi Peroksisom
- BIOGENESIS BADAN MIKRO Peroksisom
Protein reseptor M6P akan mengikat Mannose 6-fosfat Oligosakarida dan Lisosom Hidrolase dan diangkut secara endositosis ke sitosol melalui vesikel clathrin. vesikel clathrin dari membran plasma). Vesikel clathrin yang mengandung oligosakarida Mannose 6-fosfat dan Hidrolase Lisosomal dari membran plasma akan bergabung dengan vesikel clathrin yang berasal dari Golgi untuk membentuk endosom awal. Ketika endosom akhir terbentuk, fosfat dalam oligosakarida akan dilepaskan dan endosom tidak lagi menerima vesikel baik dari Golgi atau membran plasma.
Jelaskan struktur yang membentuk lisosom dan badan mikro dan identifikasi struktur mana yang khas dan berbeda dari organel dalam sistem endomembran. Menganalisa bagaimana Lisosom dapat menjalankan fungsinya dengan baik, jika terjadi kerusakan pada Lisosom, hal apa saja yang akan terjadi dan apakah ada kaitannya dengan fungsi Tubuh Mikro.
MITOKONDRIA &
RESPIRASI
RESPIRASI
Energi yang dilepaskan melalui reaksi katabolisme disimpan dalam bentuk fosfat, terutama ATP (Adenosine triphosphate) dan elektron berenergi tinggi NADH2 (Nicotylamidadenine dinucleotide H2) dan FADH2 (Flavinadenine dinucleotide H2). Flavin Adenine Dinucleotide (FAD): Kelompok yang mengikat banyak enzim, termasuk ferredoxin-NADP+ reductase, monoamine oxidase, D-amino acid oxidase, glucose oxidase, xanthine oxidase, dan acyl CoA dehydrogenase. Rantai transpor elektron adalah kumpulan molekul yang tertanam di membran dalam mitokondria sel eukariotik (Prokariota - Membran Plasma).
Selanjutnya, elektron akan jatuh dan digunakan untuk menghasilkan H2O. Kemiosmosis: Mekanisme penggandengan energi yang menggunakan energi yang disimpan dalam bentuk gradien H+ di kedua sisi membran untuk menggerakkan kerja seluler. Perolehan ATP bervariasi tergantung pada jenis pesawat ulang-alik di membran untuk mentransfer elektron dari sitosol ke mitokondria.
DEGRADASI ASAM LEMAK - ß-OKSIDASI Terbagi menjadi beberapa tahap yaitu
Pengangkutan asam lemak-CoA dari sitoplasma ke mitokondria dengan bantuan molekul pembawa karnitin yang terdapat pada membran mitokondria. Melalui mekanisme fosforilasi oksidatif melalui rantai pernafasan, satu molekul FADH2 dapat menghasilkan dua molekul ATP. NADH yang terbentuk dari NAD+ dapat dioksidasi kembali melalui mekanisme fosforilasi oksidatif yang digabungkan dengan rantai pernafasan untuk menghasilkan tiga ATP.
Molekul ketoasil-KoA menjadi molekul asetil-KoA, dan sisa rantai asam lemak berbentuk CoA, yang memiliki rantai dua atom karbon lebih pendek dari aslinya. Mengulangi mekanisme ß-oksidasi secara berurutan hingga rantai asam lemak panjang terpecah sempurna menjadi molekul asetil-KoA.
DNA MITOKONDRIA
Menjelaskan struktur penyusun Mitokondria dan mengidentifikasi struktur mana yang khas dan berbeda dari organel pada sistem endomembran.
PLASTIDA, KLOROPLAS
KLOROPLAS
Membran tilakoid membentuk jaringan struktur seperti kantung datar yang disebut tilakoid yang sering berkumpul membentuk Grana (tunggal: granum). Membran tilakoid mengandung pigmen penyerap cahaya, rantai pembawa elektron (ETC), dan mesin sintesis ATP (analog dengan membran dalam/krista mitokondria).
FOTOSINTESIS
Energi cahaya yang diserap membran tilakoid akan meningkatkan elektron berenergi rendah yang berasal dari H2O. Molekul-molekul ini (ATP dan NADPH) menyimpan energi sementara dalam bentuk elektron energik yang akan digunakan untuk mereduksi CO2. Elektron energik (e-) meninggalkan fotosistem I (pusat reaksi klorofil a) dan ditangkap oleh akseptor elektron dan kemudian melewati sistem transpor elektron sebelum kembali ke fotosistem I.
Elektron berenergi tinggi yang meninggalkan fotosistem II ditangkap oleh akseptor elektron dan dikirim ke sistem transpor elektron. Ketika fotosistem I menyerap energi cahaya, elektron berenergi tinggi meninggalkan pusat reaksi (klorofil a) dan ditangkap oleh akseptor elektron.
RIBOSOM &
SINTESIS PROTEIN
FUNGSI RIBOSOM
Beberapa ribosom ditemukan tersebar di sitoplasma (disebut ribosom bebas), sementara yang lain melekat pada retikulum endoplasma (ER) dan disebut ribosom terikat. Baik ribosom bebas maupun ribosom terikat memiliki struktur yang sama dan bertanggung jawab untuk produksi protein. Jadi tidak ada perbedaan antara ribosom bebas (di sitoplasma) dan ribosom yang menempel pada RE.
Jika kita berbicara tentang fungsi utama ribosom, maka ribosom berperan dalam penyusunan asam amino untuk pembentukan protein tertentu yang sangat penting untuk berfungsinya sel. Mengingat fungsi utama ribosom adalah sintesis protein, maka masuk akal bahwa sel tidak dapat berfungsi tanpa ribosom.
SINTESIS PROTEIN
Translasi adalah proses penerjemahan kode kodon dari RNA m menjadi asam amino yang nantinya akan membentuk protein. Setiap rangkaian basa nitrogen yang berbeda nantinya akan diterjemahkan menjadi asam amino yang berbeda. Contohnya adalah asam amino fenilalanin yang merupakan terjemahan dari kodon UUU (3 basa urasil), asam amino glisin (CGC), asam amino serin (UCA) dan asam amino triptofan (UGG).
Saat ini, setidaknya terdapat 20 jenis asam amino yang dibutuhkan untuk membentuk protein hasil translasi kodon mRNA. Selanjutnya beberapa asam amino tersebut akan menghasilkan rantai polipeptida spesifik dan nantinya akan membentuk protein spesifik.
SITOSKELETON
Fungsinya untuk menjaga bentuk sel, organel penahan, pergerakan (flagela, silia dan intraseluler) dan benang gelendong dalam mitosis. Pada banyak tipe sel, jaringan aktin-filamin ditemukan di bawah korteks sel, yang berhubungan dengan protein terkait membran dan dengan demikian mendukung dan memperkuat membran plasma. Fungsinya untuk memberikan bentuk sel dan penguatan struktural (Desmosom), mengikat organel sel dan menahan inti pada tempatnya.
Homolog tubulin terdiri dari: FtsZ, BtuA, BtuB dan beberapa protein terkait yang berperan penting dalam pembelahan sel.
Dua daerah motor, filamen pada sel otot rangka
Meluncur: Motoriknya terfiksasi (tetap) dengan ekor menempel pada struktur sitoskeletal ketika motor berinteraksi dengan sitoskeleton lain membentuk struktur sitoskeletal untuk meluncur. Sentriol berduplikasi selama fase S dan bergerak menuju kutub sel yang berlawanan, membentuk pusat pengorganisasian benang gelendong mitosis. Menjelaskan struktur penyusun Sitoskeleton dan mengidentifikasi struktur mana yang khas dan membedakan struktur organel pada sel.
NUKLEUS &
KROMOSOM
FUNGSI NUKLEUS
Inti berperan sebagai pembawa informasi genetik (DNA) yang akan meneruskan sifat-sifatnya melalui pembelahan sel. Kromosom terdiri dari dua kromatid (kromatid saudara), yang masing-masing terdiri dari heliks ganda DNA. 172 Bentuk kromosom berbeda-beda sesuai dengan letak sentromer kromosom yang membagi kedua lengan, yaitu Metasentrik (M), Sub Metasentrik (SM), Telosentrik (T), Sub Telosentrik (ST) dan Akrosentrik (A).
Bentuk-bentuk tersebut dapat ditentukan berdasarkan pengukuran morfologi kromosom (morfometri) seperti panjang lengan (arm ratio), yang dipengaruhi oleh letak sentromer kromosom. Kariotipe kromosom dikelompokkan berdasarkan hasil morfometri kromosom seperti: panjang lengan pendek (p), panjang lengan panjang (q), panjang total (pq), posisi sentromer dan rasio lengan kromosom (A.R).
PEMBELAHAN &
PERTUMBUHAN SEL
Pembelahan sel terjadi melalui dua cara yaitu Amitotic yaitu pembelahan sel secara langsung tanpa tahapan, misalnya pembelahan biner pada bakteri; Mitotik adalah pembelahan sel secara tidak langsung dan melalui tahapan, misalnya mitosis dan meiosis. Tahap interfase berlangsung selama 23 jam, dan terbagi menjadi tiga bagian yaitu Gap 1 (G1), proses peningkatan volume. Merupakan proses pembelahan inti sel dan sel terbagi menjadi profase, metafase, anafase dan telofase.
Zigoten, yaitu kromosom homolog berdekatan dan saling menempel (sinaps); Sentrosom membelah menjadi 2 sentriol dan kemudian berpindah ke kutub yang berlawanan. Pakiten, yaitu kromosom homolog saling menempel membentuk struktur tetrad/bivalen dan berduplikasi; Persilangan gen pada kromosom homolog terjadi pada kiasma, yaitu lengan dua kromosom yang saling menempel. Ada dua jenis pertumbuhan sel, pertumbuhan yang menghasilkan peningkatan ukuran sel tetapi tidak pada jumlah sel.
Fase lag dapat terjadi karena beberapa faktor, antara lain sel-sel tua yang kekurangan ATP, kofaktor esensial, dan ribosom. Hal ini disebabkan oleh ketidakseimbangan nutrisi dan O2, ketidakseimbangan jumlah sel yang membelah dan mati, jenis organisme, dan penumpukan limbah beracun seperti asam laktat.
DIFERENSIASI SEL
Sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel yang menyusun tubuh dikenal sebagai sel berpotensi majemuk. Pada hewan dan mamalia, sel-sel ini dikenal sebagai sel embrionik, yaitu sel yang dapat berdiferensiasi menjadi hampir semua jenis sel, termasuk sel plasenta yang dikenal sebagai sel totipoten. Dalam biologi perkembangan, diferensiasi sel adalah proses dimana sel yang kurang terspesialisasi menjadi tipe sel yang lebih terspesialisasi.
Untuk sel yang mampu berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, termasuk jaringan plasenta, disebut totipoten. Banyak molekul pemberi sinyal yang menyampaikan informasi dari satu sel ke sel lainnya di bawah kendali diferensiasi sel dikenal sebagai faktor pertumbuhan.
