Struktur sel eukariotik pada tumbuhan Note - Spada UNS

Program Studi Teknik Kimia

Dr. Margono, S.T.,M.T. || Aida Nur Ramadhani, S.T.,M.T.

Bab 3. Struktur dan Organisasi sel

TK2422 – Dasar Mikrobiologi Industri

PENDAHULUAN

Unit terkecil dari makhluk hidup adalah SEL.

Suatu organisme/makhluq hidup bisa jadi terdiri dari hanya satu buah sel (unisel), sejumlah sel yang secara morfologi dan fungsi sama (koloni), atau beberapa sel yang berbeda tipenya dengan fungsi khusus tertentu (multisel).

Ada dua tipe sel, yaitu sel prokariotik dan eukariotik.

3

PENDAHULUAN

Sel eukariotik  inti sel memiliki membrane, dan membrane plasma mengandung sterol.

Sel prokariotik  inti sel tidak memiliki membran.

Prokratiot terdiri dari jenis mikroorganisme yang lebih sederhana dan lebih primitif;

umumnya bersel tunggal, dan muncul jauh lebih awal dalam sejarah evolusi daripada Eukariot.

Procaryotic Eucaryotic

Bacteria Fungi

Archaea Algae

Protozoa

Plants (tanaman)

Filogenetik: berkaitan dengan hubungan evolusi antara organisme.

Pembagian prokariotik ke dalam kelompok Archaea dan Bacteria.

P R O

E U

Perbedaan keduanya (lanjutan)

Size

– 1–5 µm

Organ internal Materi genetik

– Berada bebas di sitoplasma

– Kromosom single sel (nucleoid)

– Tidak ada histone

– Tidak ada organel terikat membran.

– Ribosom lebih kecil (70S), bebas sitoplasma

– Enzim respirasi terikat di membran plasma

– Berada di dalam nucleous yang dilindungi membran inti.

– Kompleks DNA dengan protein histone

– Beberapa organel terikat

membran, seperti mitokondria, badan golgi, retikulum, kloroplas.

– Ribosom lebih besar (80S), bebas di sitoplasma atau terikat

membran

– Enzim respirasi di mitokondria – 10–100 µm

P R O

E U

Perbedaan keduanya

Organ eksternal Dinding sel

– Biasanya terdiri dari peptidoglikan

– Tidak ada silia

– Flagella, jika ada terdiri dari flagellin, rotating motility

– Pili bisa ada, bisa tidak – Ada lapisan luar (tertentu) – Jika ada, terdiri dari kitin

atau selulosa

– Silia mungkin ada

– Flagella, jika ada strukturnya kompleks, whiplash motility

– Tidak ada pili

Sel Prokariotik

Rentang diameter: 0,1 – 0,2 µm sampai 50 µm

• Bacillus megaterium 1,5 x 4 µm

• Eschericia colli 1 x 3 µm

• Streptococcus pneumoniae 0,8 µm

• Haemophilus influenzae 0,25 x 1,2 µm

Bentuk Dasar Sel

Coccus; kurang rentan terhadap kekeringan

Spiral, memudahkan dalam bergerak dalam medium

berairDari bentuk comma (vibrio) hingga

corkscrew (spirochaete)

Bentuk Sel

Contoh bentuk morfologi bakteri

Struktur Sel

Struktur internal sel:

Kromosom bakteri (nucleoid)

Ribuan granular ribosom

Berbagai granular badan

inklusi

terkandung dalam suatu larutan encer (aqueous soup)

karbohidrat, protein, lipid dan garam anorganik yang dikenal sebagai

sitoplasma

, yang dikelilingi oleh

membran plasma

^.

}

dibungkus dengan

dinding sel

, yang kekakuannya memberi sel bentuk yang khas.

Ada lapisan lebih lanjut seperti kapsul atau lapisan lendir dan / atau struktur di luar sel yang terkait dengan

motilitas

Struktur Sel

Note:

1. Sedikitnya organel internal yang kompleks.

2. Tidak ada membran inti

Struktur Sel Prokaryotik

Struktur sel Struktur sel eukariotik

Note:

 Kloroplas hanya terdapat pada sel tumbuhan

 Sel hewan tidak memiliki dinding sel, hanya

membran sitoplasma. Lebih sensitif terhadap gaya gesek dan mudah rusak.

RIBOSOM

Merupakan tempat sintesis protein, tersusun dari protein kompleks dan RNA.

Terdapat sekitar ribuan ribosom dalam sebuah sel aktif. Berupa bintik-bintik pada sitoplasma.

Ribosom diukur dalam satuan Svedberg (S), fungsi dari ukuran dan bentuknya ditentukan oleh laju sedimentasinya dalam centrifuge.

Ribosom pada sel prokariot adalah 70S.

Setiap subunit mengandung RNA-nya masing-masing dan sejumlah protein.

Banyak ribosom yang secara simultan terlampir pada molekul mRNA tunggal, membentuk polisom mirip benang.

Sel Prokaryotik

BADAN INKLUSI

Struktur granular pada sitoplasma.

Bertindak sebagai cadangan makanan, dan dapat mengandung senyawa organik seperti pati, glikogen atau lipid.

Ada 2 tipe badan inklusi:

• Magnetosom

• Mengandung bentuk oksida besi

• Membantu beberapa jenis bakteri untuk mengarahkan diri ke dalam kondisi yang menguntungkan.

• Vakuola gas

• Mempertahankan daya sel dalam cyanobacteria dan beberapa halobacteria.

Sel Prokaryotik

MEMBRAN PLASMA

Sitoplasma dan isinya dikelilingi oleh membran plasma.

Fungsi membran plasma adalah untuk menjaga isinya, sementara pada saat yang sama memungkinkan bagian selektif dari zat tertentu masuk dan keluar dari sel (membran semipermeabel).

Terdiri dari lapisan ganda fosfolipid yang disusun seperti sandwich, bersama dengan protein terkait.

Perbandingan komponen lipid dari membran plasma mengungkapkan perbedaan yang jelas antara anggota Archaea dan Bakteri.

permeability barrier protein anchor energy conservation

Sel Prokaryotik

DINDING SEL

Bakteri memiliki dinding sel tebal dan kaku  menentukan bentuk karakteristiknya.

Sitoplasma bakteri mengandung konsentrasi tinggi zat terlarut, dan umumnya hidup dalam lingkungan hipotonik (lebih encer daripada sitoplasma). Ada kecenderungan alami air mengalir ke dalam sel, dan tanpa dinding sel, sel akan terisi dan pecah.

Komponen utama dinding sel, yang bertanggung jawab atas kekakuannya, adalah zat yang unik untuk bakteri, yang disebut

peptidoglikan

^.

Peptidoglikan merupakan olimer dengan berat molekul tinggi yang subunit dasarnya terdiri dari tiga bagian, yaitu N-asetilglukosamin, asam N-asetillamatamat dan tetra peptide yang terdiri dari 4 asam amino.

Sel Prokaryotik

GRAM POSITIF & NEGATIF

Ada 2 tipe bakteri didasarkan pada struktur dinding sel, yaitu Gram-positif dan Gram-negatif.

Ilmuwan Denmark Christian Gram, pada tahun 1880- an mengembangkan teknik pewarnaan cepat yang dapat membedakan bakteri sebagai salah satu dari dua jenis tersebut.

Sel Prokaryotik

GRAM POSITIF

Dinding sel Gram-positif  beberapa lapisan peptidoglikan yang saling terhubung melalui

ikatan silang  kerangka yang kuat dan kaku.

Mencapai 30-70% dari berat keringnya.

Mengandung polisakarida asam yang disebut teichoic acids; mengandung gugus fosfat yang

memberikan muatan negatif keseluruhan ke permukaan sel.

Teichoic acids adalah polisakarida bermuatan negatif; polimer ribitol

Sel Prokaryotik

GRAM NEGATIF

Sel-sel Gram-negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang jauh lebih tipis  dinding kurang kokoh

Adanya lapisan lipoprotein, polisakarida, dan fosfolipid (membran luar).

Berupa lapisan fosfolipid dan lipoposakarida.

Membran luar tidak berperan dalam respirasi seluler

Sel Prokaryotik

ENDOSPORA

Bakteri tertentu seperti Bacillus dan Clostridium menghasilkan endospora.

Merupakan bentuk sel yang tidak aktif yang sangat tahan terhadap suhu ekstrem, pH, dan faktor

lingkungan lainnya, dan bertunas menjadi sel baru ketika kondisinya menjadi lebih baik.

Resistensi spora disebabkan oleh mantel tebal yang

Sel Prokaryotik

ENDOSPORA

Siklus hidup bakteri pembentuk endospore

Sel Clostridium pascui

Sel Prokaryotik

PERMUKAAN LUAR DINDING SEL

Penggerak sel atau perlekatannya pada permukaan yang cocok.

Struktur seperti rambut tipis seringkali jauh lebih panjang daripada sel itu sendiri.

Sebagai penggerak pada banyak bakteri.

Flagel merupakan filamen silindris berongga namun kaku yang terbuat

FLAGELLA

Sel Prokaryotik

FLAGELLA

Running & Tumbling

 Rotasi yang berlawanan arah jarum jam menghasilkan ‘running’ dalam arah yang ditentukan.

 Sedangkan, membalik arah rotasi menyebabkan ‘tumbling’ atau jatuh, dan memungkinkan sel bakteri mengubah arah.

Pergerakan FLAGELLA

Sel Prokaryotik

PILI

Pili (fimbriae) adalah struktur yang sepintas menyerupai flagela pendek.

Tidak menembus ke membran plasma, dan tidak berhubungan dengan motilitas atau pergerakan.

Fungsinya melekatkan bakteri ke permukaan yang sesuai.

Contohnya pada bakteri patogen, memiliki protein yang disebut adhesin pada pili, yang nantinya akan melekat pada reseptor spesifik pada jaringan inang.

Sel Prokaryotik

Sel Eukariotik

5 hingga 20 kali lebih besar dari prokariot dalam diameter.

Dalam dunia mikroba, yang termasuk Eukariot adalah jamur dan protista (protozoa dan ganggang).

Membran pada sel eukariotik mengandung lipid yang disebut sterol, yang meningkatkan kekakuannya.

Struktur sel

Struktur sel eukariotik pada tumbuhan

Note:

 Kloroplas hanya terdapat pada sel tumbuhan

 Sel hewan tidak memiliki dinding sel, hanya

membran sitoplasma. Lebih sensitif terhadap gaya gesek dan mudah rusak.

NUCLEOUS

Sel eukariot memiliki nukleus sejati, dikelilingi oleh membran nukleous.

DNA eukariot disusun menjadi satu atau lebih pasang kromosom.

Eukariot secara genetik diploid, sementara prokariot adalah haploid.

DNA kromosom eukariot sangat kental dan melilit pada protein yang disebut histones.

Nukleus mengandung nukleolus, suatu struktur diskrit yang kaya akan RNA.

Sel Diploid mengandung dua set lengkap (2n) kromosom.

Sel haploid memiliki setengah jumlah kromosom (n)

Sel Eukaryotik

RIBOSOM

Ribosom memiliki fungsi yang sama dengan sel prokariotik.

Ribosom pada sel eukariot adalah 80S.

Terdapat bebas dalam sitoplasma atau terkait dengan retikulum endoplasma, tergantung pada jenis protein yang mereka sintesis

Sel Eukaryotik

RETIKULUM INDOPLASMA

Retikulum endoplasma (ER) adalah sistem membran kompleks yang berbentuk tabung dan kantung pipih.

Rough ER  Area yang terdapat banyak granular ribosom di permukaan, sintesis protein berlangsung.

Smooth ER  Area yang tidak terdapat granular ribosom, sintesis membran lipid berlangsung.

ER juga berfungsi sebagai jaringan komunikasi, memungkinkan pengangkutan material antara berbagai bagian sel.

BADAN GOLGI

Badan Golgi adalah organel membran.

Terdiri dari satu set vesikel pipih, biasanya disusun dalam tumpukan yang disebut Dictyosome.

Untuk mengemas zat-zat yang baru disintesis seperti protein dan membantu proses sekresi keluar dari sel.

Sel Eukaryotik

LISOSOM

Partikel terikat membran yang memiliki dan mengeluarkan enzim pencernaan

Enzim dibutuhkan untuk mencerna molekul nutrisi yang masuk ke dalam sel melalui endositosis, serta mengatasi partikel asing yang masuk.

PEROKSISOM

Peroksisom mirip dengan lisosom, tetapi lebih kecil, dan juga mengandung enzim degradatif.

Sel Eukaryotik

MITOKONDRIA

Mitokondria memiliki dimensi yang mirip dengan banyak bakteri (sekitar 1-3-3 m).

Bentuknya dapat bervariasi karena plastisitas membrannya.

Tempat enzim yang terlibat dalam generasi adenosin trifosfat (ATP).

Tempat terjadinya respirasi sel.

Sel Eukaryotik

KLOROPLAS

Kloroplas adalah organel khusus yang terlibat dalam proses fotosintesis.

Dikelilingi oleh membran ganda, dan berfungsi sebagai lokasi untuk reaksi penghasil energi.

Membran luar kloroplas relatif permeabel, memungkinkan difusi produk fotosintesis ke dalam sitoplasma di sekitarnya.

Sel Eukaryotik

VAKUOLA

Merupakan organela ruang tertutup membran dalam sel.

Berfungsi untuk meyimpan berbagai nutrisi dan produk limbah.

Beberapa jenis vakuola penting dalam mengatur kadar air sel.

Sel Eukaryotik

MEMBRAN PLASMA

Banyak eucaryotes tidak memiliki dinding sel, sehingga membran plasma mewakili lapisan terluar sel.

Sterol memberi kekakuan dan penting dalam membantu sel untuk melawan efek tekanan osmotik.

Tempat terjadi proses endositosis dan eksositosis.

Residu karbohidrat dalam membrane plasma berperan dalam proses cell-to-cell recognition dan mungkin terlibat dalam adhesi sel.

Sel Eukaryotik

DINDING SEL

Memberi kekuatan pada sel, strukturnya lebih sederhana dari pada dinding sel prokariot.

Dinding sel pada tanaman, ganggang dan fungi (lower member) memiliki struktur dasar selulosa.

Kebanyakan fungi seperti ragi dan jamur mengandung kitin.

Dinding sel berperan kecil dalam pertukaran bahan antara sel dan lingkungannya, peran besar oleh

membran plasma. Struktur dinding sel tumbuhan

Sel Eukaryotik

FLAGEL DAN SILIA

 Motilitas dalam sel eukariotik dilakukan dengan flagela atau silia.

 Flagela ditemukan dalam protozoa dan alga; silia ditemukan dalam protozoa yang disebut Ciliophora.

 Flagella terdiri dari dua fiber mikrotubulus yang terbuat dari protein yang disebut tubulin.

 Flagella bergerak bergelombang, bukan berputar.

 Silia bergerak secara terkoordinasi

Sel Eukaryotik

Pembelahan sel dalam procaryotes

dan eucaryotes

Pendahuluan

Pembelahan sel prokariotik dengan pembelahan biner, menghasilkan 2 buah daughter cells.

Reproduksi sel eukariotik terbagi menjadi dua cara yaitu mitosis dan meiosis.

Proses mitosis menghasilkan dua inti identik yang berisi original kromosom (diploid).

Proses meiosis membagi dua jumlah kromosom, menghasilkan kromosom ½ dari jumlah kromosom induknya

Pembelahan biner

Replikasi DNA,

Membuat salinan kromosom.

Kromosom awal berpindah ke ujung sel.

Kromosom mikroba

Sel memanjang, dan dinding sel baru terbentuk. Membran plasma mulai terbentuk dari dalam.

Pemisahan sempurna.

Pembelahan sel E. coli

Mitosis

Mitosis merupakan pembelahan sel yang meliputi pembelahan dan pembagian nukleus beserta kromosom-kromosom di dalamnya.

Terjadi pada proses produksi sel, pertumbuhan dan perbaikan sel tubuh.

Proses pembelahan nukleus = karyokinesis.

Proses pembelahan sel = sitokinesis.

Tahapan mitosis

• Replikasi DNA berlangsung selama periode ini. Kromosom duplikat, disatukan sebagai kromatid oleh sentromer, bergerak menuju pusat sel selama profase.

• Mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang (spindle).

Profase

• Kromatid dengan spindel, masih berada pada pusat sel selama metafase.

Metafas e

• Membran sel pecah, terjadi duplikasi sentromer.

• Kromatid memisahkan diri dan masing-masing bergerak menuju ke ujung spindle yang berlawanan.

Anafase

• Membran sel baru terbentuk pada masing-masing pasang kromosom membentuk nucleus.

• Diikuti proses pembelahan sel menjadi 2 sel diploid identik.

Telofase

Tahapan mitosis

Meiosis

Tahapan meiosis

Meiosis I

Meiosis II

SEKIAN