74458334 biologi sel lourine tambottoh
TRANSCRIPT
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
1/187
1
I. PENDAHULUAN
A. PERKEMBANGAN TEORI SEL
Perkembangan penemuan tentang sel mendorong berkembangnya persepsi
tentang sel yang melahirkan teori-teori sel. Beberapa teori sel yang penting sebagai
berikut :
a) Pada tahun 1665, Robert Hooke, mengamati sayatan gabus (Quercus
suber) dengan menggunakan mikroskop. Dalam pengamatannya, ia
menemukan adanya ruang-ruang kosong yang dibatasi dinding tebal.
Robert Hooke menyebut ruang-ruang kosong tersebut dengan istilah
cellulae artinya sel. Sejak penemuan itu, beberapa ilmuan semakin
berlomba untuk mengetahui lebih banyak tentang sel.
b) Sel merupakan kesatuan/ unit struktural makhluk hidup. Teori ini
dikemukakan oleh Jacob Schleiden (1804-1881) dan Theodor Schwan
(1810-1882).Tahun 1839, Schleiden ahli botani berkebangsaan jerman,
mengadakan pengamatan miroskopis terhadap sel tumbuhan. Pada
waktu yang bersamaan Thodor Schwan melakukan pengamatan yang
sama terhadap sel hewan. Dari hasil pengamatannya mereka menarik
kesimpulan sebagai berikut :
- Tiap sel makhluk hidup terdiri dari sel
- Sel merupakan unit struktural terkecil dari makhluk hidup
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
2/187
2
- Organisme bersel tunggal terdiri dari sebuah sel, organisme
lain yang tersusun lebih dari satu sel disebut organisme bersel
banyak
c) Sel sebagai unit fungsional makhluk hidup. Max Schulze (1825-1874)
menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik dari kehidupan.
Protoplasma bukan hanya bagian struktural sel, tetapi juga merupakan
bagian penting sel tempat proses hidup terjadi. Berdasarkan hal ini
muncullah teori sel yang mengatakan bahwa sel merupakan kesatuan
fungsional kehidupan.
d) Sel sebagai unit pertumbuhan makhluk hidup. Rudolph Virchow (1821-
1902) berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae (semua sel bersal
dari sel sebelumnya)
e) Sel sebagai unit hereditas makhluk hidup. Ilmu pengetahuan dan
teknologi mendorong penemuan unit-unit penurunan sifat yang terdapat
dalam nukleus, yaitu kromosom. Dalam kromosom terdapat gen yang
merupakan unit pembawa sifat. Dengan penemuan ini munculah teori
bahwa sel merupakan unit hereditas makhluk hidup. Penemuan-
penemuan yang mendukung teori sel sebagai berikut:
Robert Brown (1812), Biolog Schotlandia, menemukan benda
kecil terapung dalam cairan sel yang ia sebut nucleus
Felix Durjadin (1835), beranggapan bahwa bagian penting sel
adalah cairan sel yang sekarang disebut protoplasma
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
3/187
3
Johanes Purkinye (1787-1869), orang pertama yang
mengajukan istilah protoplasma untuk menamai bahan
embrional sel telur
B. STRUKTUR UMUM SEL
a) PROKARIOTA
Sel Prokariotik. Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani, pro
yang berarti sebelum dan karyon yang artinya kernel atau juga disebut nukleus.
Sel prokariotik tidak memiliki nukleus. Materi genetiknya (DNA) terkonsentrasi pada
suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan
daerah nukleoid ini dengan bagian sel lainnya.
Organisme prokariota tidak memiliki inti sel dan mempunyai organisasi
internal sel yang relatif lebih sederhana. Prokariota terbagi menjadi dua kelompok
yang besar: eubakteria yang meliputi hampir seluruh jenis bakteri, dan archaea,
kelompok prokariota yang sangat mirip dengan bakteri dan berkembang-biak di
lingkungan yang ekstrem seperti sumber air panas yang bersifat asam atau air yang
mengandung kadar garam yang sangat tinggi.
Ciri-ciri Prokariota
1) Nukleoid (Nukleus) atau inti sel berfungsi sebagai pengendali dan
pengatur sel. seluruh aktifitas sel diatur oleh nukleus. Nukleus juga
berfungsi sebagai pembawa informasi genetik yaitu kromosom, yang
diwariskan ke generasi selanjutnya. Kromosom adalah struktur yang
http://id.wikipedia.org/wiki/Inti_selhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Eubakteria&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/wiki/Archaeahttp://id.wikipedia.org/wiki/Archaeahttp://id.wikipedia.org/wiki/Bakterihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Eubakteria&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Inti_sel -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
4/187
4
tersusun oleh molekul DNA dan protein (histon). Nukleus sel bakteri
terpapar atau kontak langsung dengan sitoplasma karena tidak
memiliki membran inti.
2) Cytoplasm (Sitoplasma) adalah bagian sel yang berisi cairan tempat
berlangsungnya metabolisme sel. Kandungan terbesar dalam
sitoplasma adalah air (80-90%).
3) Ribosome (Ribosom) merupakan struktur berupa butiran-butiran kecil
yaang merupakan tempat sintesis protein. Protein disintesis atau
dibuat dengan menggabungkan beberapa asam amino yang sesuai
informasi genetik yang ada di molekul DNA. Ribosom berada di
sitoplasma.
Cytoplasmic membrane (Membran Plasma) adalah lapisan di luar
sitoplasma yang tersusun atas . Fungsi membran plasma adalah
sebagai pelindung dan mengatur transportasi sel. Pengaturan
transportasi sel dimasksudkan untuk mengatur keluar masuknya
substansi ke dalam dan ke luar sel. Membran plasma juga berperan
dalam penerima rangsang yang datang dari luar sel.
4) Membran sel pada sel prokariot mengalami pelekukan ke arah dalam
membentuk struktur yang disebut mesosome (mesosom). Mesosom
berfungsi sebagai tempat terjadinya respirasi sel sehingga dihasilkan
energi yang akan digunakan untuk aktifitas di dalam sel.
5) Cell wall (Dinding Sel) adalah struktur pelindung kedua setelah
membran plasma.
6) Capsule (Kapsul) adalah struktur pelindung sel ketiga setelah
membran plasma dan dinding sel.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
5/187
5
7) Pili (Bulu Rambut) berfungsi sebagai alat pelekatan sel bakteri pada
suatu permukaan substrat atau benda.
8) Flagella (Flagel) berfungsi dalam pergerakan sel. Baik flagel dan pili
disusun oleh mikrotubulus.
penampang sel prokariota(sel bakteri)
b) EUKARIOTA
sel eukariotik, eu berarti sebenarnyadan karyon berarti nukleus. Eukariotik
mengandung pengertian memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh
selubung nukleus. Sel EukariotSel Eukariot memiliki struktur yang lebih komplek
dibandingkan dengan sel prokariot. Sel eukariot memiliki membran inti yang
memisahkan Nukleus dengan sitoplasma. Sel ini juga memiliki struktur
endomembran yang disebut dengan Organel. Organel-organel sel eukariot memiliki
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
6/187
6
fungsi-fungsi tertentu yang menunjang kehidupan sel eukariot. Macam organel yang
dimiliki Sel eukariot antara lain
TUMBUHAN
Dinding sel bersifat permeabel, berfungsi sebagai pelindung dan pemberi
bentuk tubuh. Sel-sel yang mempunyai dinding sel antara lain: bakteri,
cendawan, ganggang (protista), dan tumbuhan. Kelompok makhluk hidup
tersebut mempunyai sel dengan bentuk yang jelas dan kaku (rigid). Pada
protozoa (protista) dan hewan tidak mempunyai dinding sel, sehingga bentuk
selnya kurang jelas dan fleksibel, tidak kaku. Pada bagian tertentu dari
dinding sel tidak ikut mengalami penebalan dan memiliki plasmodesmata
Membran plasm membatasi sel dengan lingkungan luar, bersifat semi/selektif
permeabel, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam
dan ke luar sel dengan cara difusi, osmosis, dan transport aktif. Membran
plasma disusun oleh fosfolipid, proten, kolesterol, dl.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
7/187
7
Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh membran inti, mengandung benang-benang
kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan
mempunyai pori. Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu
proses pembelahan sel membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur
segala aktivitas yang terjadi dalam sel
Ribosom terdiri atas dua unit yang kaya akan RNA, berperan dalam sintesis
protein. Ribosom ada yang menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat
bebas dalam sitoplasma.
Mitokondria, Organel yang berperan dalam respirasi sel. Respirasi sel
bertujuan untuk mengahasilkan energi yang akan digunakan dalam aktivitas
sel.
Aparatus Golgi, Oraganel yang berperan dalam sekresi produk, baik protein,
polisakarida maupun lemak.
Retikulum Endoplasma (RE), organel yang berperan dalam sintesis produk.
Ada dua jenis RE, yaitu RE kasar (RE yang di bagian permukaannya
terdapat butiran ribosom) dan RE halus (RE yang tidak memiliki ribosom). RE
kasar berfungsi untuk mensintesis protein, sedangkan RE halus berfungsi
dalam sintesis lemak dan sterol.
Plastida, organel yang mengandung pigmen (warna).
Vakuola, organel yang berfungsi dalam penyimpanan cadangan makanan,
minyak atsiri dan sisa metabolisme sel.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
8/187
8
Badan Mikro, ada dua macam badan mikro, yaitu Peroksisom (mengandung
enzim katalase) dan Glioksisom (mengandung enzim katalase dan oksidase)
HEWAN
Membran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, bersifat
semi/selektif permeabel, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran
zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara difusi, osmosis, dan transport aktif.
Membran plasma disusun oleh fosfolipid, proten, kolesterol, dl.
Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh membran inti, mengandung benang-benang
kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan
mempunyai pori. Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu
proses pembelahan sel membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur
segala aktivitas yang terjadi dalam sel
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
9/187
9
ribosom terdiri atas dua unit yang kaya akan RNA, berperan dalam sintesis
protein. Ribosom ada yang menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat
bebas dalam sitoplasma.
lisosom, Organel yang berperan dalam pencernaan sel. Organel ini
mengandung enzim lisozim yang akan melisis bagain sel yang telah mati,
rusak atau sudah tua.
Mitokondria, Organel yang berperan dalam respirasi sel. Respirasi sel
bertujuan untuk mengahasilkan energi yang akan digunakan dalam aktivitas
sel.
Aparatus Golgi, Oraganel yang berperan dalam sekresi produk, baik protein,
polisakarida maupun lemak.
Retikulum Endoplasma (RE), organel yang berperan dalam sintesis produk.
Ada dua jenis RE, yaitu RE kasar (RE yang di bagian permukaannya
terdapat butiran ribosom) dan RE halus (RE yang tidak memiliki ribosom). RE
kasar berfungsi untuk mensintesis protein, sedangkan RE halus berfungsi
dalam sintesis lemak dan sterol.
Sentriol, organel yang berperan dalam pembelahan sel. Sentriol berfungsi
menarik kromosom ke arah kutub yang berlawanan.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
10/187
10
C. BAHAN PENYUSUN SEL:PROTOPLASMA
Pada sel hewan dan tumbuhan, protoplasma mengandung sekitar
1. 75-85% air,
2. 10-20% protein
3. 2-3% lipida
4. 1% karbohidrat
5. dan 1% zat-zat anorganik lainnya
protoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu
1. air
Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk
Dua bentuk itu yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat.
Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel.
Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi
sistem koloid. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di
dalam sel
Air berfungsi:
Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-
ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin.
Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang
tersuspensi untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian
sel yang lain.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
11/187
11
Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan
temperatur yang drastis atau mendadak di dalam sel.
air sebagai bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat .
misal dalam fotosintesis
2. komponen anorganik / komponen organik.
a) komponen anorganik
Komponen-komponen anorganik terdiri atas air, garam-garam mineral,
gas oksigen, karbon dioksida, nitrogen, dan ammonia.
b) komponen organik.
Komponen organik terutama terdiri atas karbohidrat, lipida, protein, dan
beberapa komponen-komponen spesifik seperti enzim, vitamin, dan
hormon
komponen / unsur unsur penyusun protoplasma
D. PENTINGNYA MEMPELAJARI SEL
Segala sesuatu yang dipelajari pasti memiliki manfaat. Begitu halnya dengan
biologi sel. Ilmu yang mempelajari tentang suatu organisme dalam tingkatan seluler
http://3.bp.blogspot.com/_4IwHTsRufBg/TVMKq7fyVgI/AAAAAAAAHT4/JnTd_icb87g/s1600/protoplasma.jpg -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
12/187
12
ini memiliki berbagai manfaat antara lain dalam bidang ketahanan pangan,
ekonomi, kesehatan dsb.
Bidang Sains
`dalam bidang sains manfaat yang didapat daripembelajaran biologi sel adalah
munculnya bioteknologi yang memudahkan dalam suatu penelitian dsb. Fokus
bioteknologi modern dan konvensional harus diarahkan sehingga menguntungkan
petani miskin di negara-negara miskin dan tidak hanya petani kaya di negara-negara
kaya.ketika bioteknologi ada maka akan sangat membantu pemerintah dalam
meningkatkan kesejahtraan dari petani-petani yang ada
bidang kesehatan
Dengan adanya biologi sel maka manfaat yang kita peroleh dalam bidang kesehatan
adalah ditemukannya penyebab dari suatu penyakit. Ketika penyebab suatu penyakit
telah diketahui maka penanggulangan dan pegobatan penyakit tersebut dapat
ditemukan.
Dapat dipelajarinya DNA maka dapat membantu dalam proses penentuan
kesehatan dari seseorang. Dari hasil DNA maka dapat dipelajari penyakit-penyakit
menurun yang berbahaya seperti hemofilia dsb. ( anonim, 2008 )
Manfaat lain yang boleh kita dapat dalam mempelajari biologi sel dalam bidang
kesehatan adlah ditemukannya berbagai jenis obat-obatan dengan menggunakan
mikroba dsb.
Bidang perikanan
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
13/187
13
dalam bidang perikanan manfaat dari kita belajar biologi sel adalah usaha
pembudidayaan ikan-ikan yang diketahui bernilai gizi tinggi atau yang bernilai
ekonomis adalah dengan dilakukannya pemijahan. Dengan teknik pemijahan dalam
tambak-tambak, spermatozoa dan sel telur dari ikan jantan dan ikan betina, dapat
dengan mudah bertemu menjadi zigot, tanpa harus terganggu oleh arus air laut.
Selain itu telur-telur yang dihasilkan juga akan terhindar dari para
pemangsa/predatornya, sehingga besar kemungkinannya telur-telur itu akan
menetas dan menjadi ikan. Contoh pemanfaatan Biologi lainnya dalam bidang ini
adalah dengan diketemukannya manfaat daun singkong yang ternyata dapat
dijadikan pakan tambahan bagi ikan nila merah sehingga dapat mempercepat
pertumbuhan ikan tersebut.(arnold suasanaseg,2008).
Bidang industri
Contoh dalam industri makanan adalah sebagai berikut; Setelah diketemukannya
jenis bakteri Lactobacillus yang sifat-sifatnya dapat bermanfaat bagi manusia dan
dapat dibuat menjadi yoghurt, maka berkembanglah industri pembuatan yoghurt.
Yoghurt ini dibuat dari susu yang difermentasikan dengan menggunakan bakteri
Lactobacillus, pada suhu 40 derajat celcius selama 2,5 jam sampai 3,5 jam. Contoh
lainnya pemanfaatan mikrobiologi dalam bidang industri makanan adalah pada
industri kecap, tempe, oncom, keju, roti, dan nata de coco, serta minuman anggur.
Dalam industri obat-obatan, telah diketahui sifat-sifat bakteri Escherichia coli yang
ternyata dapat dibuat/disintesis menjadi insulin; insulin ini sangat berguna bagi
penderita penyakit Diabetes Melitus pada manusia.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
14/187
14
Contoh perkembangan mikrobiologi dalam industri obat-obatan lainnya adalah pada
industri pembuatan antibiotik dan vaksin. Macam-macam antibiotik yang sudah
berhasil dibuat antara lain adalah: Penisilin (dibuat dari jamur Penicillium),
Sefalosporin (dihasilkan oleh jamur Cephalosporium), dan Tetrasiklin (dihasilkan
oleh jamur Streptomycin).
Bidang ekonomi
Manfaat yang dihasilkan dari pemanfaatan biologi sel dalam bidang industri salah
satunya adalah ditemukan teknologi-teknologi dan penemuan-penemuan membuat
kesejahtraan dari masyarakat secara khusus (penemu) dan masyarakat secara
umum (negara) meningkat.
Masih banyak lagi manfaat yang akan kita peroleh pada saat kita mempelajari
biologi sel asalkan kita sungguh-sungguh belajar.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
15/187
15
II. SELAPUT PLASMA
Selaput Plasma Yaitu selaput atau membran sel yang terletak paling luar
yang tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau
Lipid dan senyawa Protein). Lipoprotein ini tersusun atas 3 lapisan yang jika ditinjau
dari luar ke dalam urutannya adalah:
Protein - Lipid -
Lemak bersifat Hidrofebik (tidak larut dalam air) sedangkan protein bersifat Hidrofilik
(larut dalam air); oleh karena itu selaput plasma bersifat Selektif Permeabel atau
Semi Permeabel (teori dari Overton). Selektif permeabel berarti hanya dapat
memasukkan /di lewati molekul tertentu saja. Fungsi dari selaput plasma ini adalah
menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang satu ke sel yang lain. Khusus
pada sel tumbahan, selain mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi
yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut Dinding Sel (Cell Wall).
Dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa Selulosa, di antara kedua lapisan
selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan Lamel Tengah (Middle Lamel) yang
dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti Lignin, Chitine, Pektin, Suberinedan lain-
lain
Selain itu pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah yang disebut
Noktah. Noktah/Pit sering terdapat penjuluran Sitoplasma yang disebut
Plasmodesma yang fungsinya hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
16/187
16
A. Membran Model Danielle-Davson
PadaPada tahun 1935, Hugh Davson dan James Danielli mengusulkan model
membran sel di mana fosfolipid dua lapis terletak di antara dua lapisan globular
protein. Lapisan ganda phosopholipid sudah diusulkan oleh Gorter dan Grendel
pada tahun 1925, tetapi lapisan mengapit Davson-Danielli model protein yang baru
dan dimaksudkan untuk menjelaskan pengamatan Danielli pada tegangan
permukaan bilayers lipid. (Sekarang diketahui bahwa kelompok fosfolipid kepala
cukup untuk menjelaskan tegangan permukaan diukur). Model Davson-Danielli
didominasi sampai Singer dan Nicolson maju model mosaik cair pada tahun 1972.
Model mosaik cair diperluas pada model Danielli Davson termasuk protein
transmembran, dan menghilangkan lapisan protein yang sebelumnya yang diusulkan
mengapit yang tidak baik didukung oleh bukti eksperimental.
B. Unit Membran Menurut Konsep Robertson
Pada tahun 1959 David Robertson berdasarkan studi mikroskopis elektron,
mengusulkan gagasan membran unit. Dia melihat tiga lapis (gelap-terang-gelap)
pengaturan untuk semua membran yang dia belajar. Gagasan ini menyatakan
bahwa membran terdiri dari lapisan ganda lipid phospho terjepit di antara dua
monolayers protein dan berbagai bahwa membran dalam suatu sel membran unit.
Sekarang diterima bahwa ide membran unit berlaku dengan beberapa pengecualian.
Membran sel, membran retikulum endoplasma, kompleks dan lisosom Golgi adalah
selaput membran Unit sementara nuklir, membran mitokondria dan plastida adalah
membran satuan ganda.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
17/187
17
C. Membrane model mozaik cair Singer Nicolson
pada akhir tahun 1960-an, semakin terakumulasi bukti-bukti yang
menunjukkan bahwa hipotesis membran unit tidak cukup untuk menjelaskan sifat
dinamis protein membran, walaupun hipotesis tersebut sesuai dengan distribusi
yang sudah diketahui dari lipid membran. Tahun 1972, sebuah hipotesis struktur
membran baru dikembangkan oleh Singer dan Nicholson. Hipotesis yang dikenal
sebagai model mosaik cair tersebut memandang membran sebagai sebuah lapisan
ganda fosfolipid cair, dengan protein-protein yang terselip ke dalamnya dengan
berbagai cara (suatu mosaik), bukan sebuah lapisan yang tak putus. Protein-protein
yang terasosiasi dengan permukaan eksterior atau interior mosaik lipid disebut
protein ekstrinsik. Protein-protein ini sangat bervariasi keberadaanya pada
membran-membran yang berbeda, bahkan mungkin tak ada sama sekali.
Protein yang ditemukan di dalam lapisan ganda lipid dikenal sebagai protein-
protein intrinsik. Protein-protein intrinsik bisa terbatas seluruhnya pada lapisan
ganda lipid, atau bisa juga menyembul ke permukaan interior ataupun eksterior.
Dalam beberapa kasus sebuah protein intrinsik yang besar dapat membentang dari
permukaan yang satu ke permukaan yang lainnya. Protein-protein yang ditemukan
dalam matriks lipid cenderung kaya akan asam amino hidrofobik, yang
memungkinkan interaksi dalam jumlah maksimum antara protein-protein tersebut
dengan medium yang mengelilinginya; sebaliknya protein-protein ekstrinsik
cenderung kaya akan gugus-gugus hidrofilik, yang mendorong interaksi dengan air
yang mengelilinginya dan ion-ion yang terkandung dalam air tersebut.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
18/187
18
Dalam banyak kasus, protein-protein tunggal yang berasosiasi dengan
membran, memuntir dan melipat sehingga bagian yang hidrofobik tetap tertanam
dalam matriks lipid, sementara daerah-daerah yang bermuatan, atau hidrofilik,
cenderung menyembul dari permukaan ke medium berair yang mengelilinginya.
Protein-protein terpisah dalam membran bisa berinteraksi satu sama lain
untuk membentuk suatu unit kompleks, misalnya saja saluran atau pori. Tautan
protein-protein dalam membran bisa juga menghasilkan stabilitas bagi susunan
protein, suatu kondisi yang diperlukan untuk memastikan keberlangsungan
fungsional membran. Lapisan fosfolipid yang cair relatif bebas untuk bergerak ke
arah yang partikel dengan bidang membran itu sendiri, sebab molekul-molekul lipid
umumnya disatukan oleh gaya-gayalemah, bukan ikatan kovalen. Akan tetapi, baik
kolesterol maupun protein intrinsik mungkin melakukan pergerakan seperti itu di
dalam membran sehingga menyebabkanmembran sedikit kaku.
D. Komposisi Kimia Membran Plasma
Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel
hidup dari sekelilingnya yang mati. Berdasarkan dari komposisi kimia membran dan
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
19/187
19
pemeabilitasnya terhadap solut maka dapat disimpulkan bahwa membran sel terdiri
atas lipid dan protein.
Tiga macam lipida polar yang utama adalah fosfolipida, glukolipida dan
sedikit sulfolipida. Pada lipida polar, asam lemak yang hidrofobik berorientasi ke
bagian dalam membran. Variasi antara panjang dan tingkat ketidakjenuhan (jumlah
ikatan rangkap) dari rantai asam lemak berpengaruh terhadap titik cair.
Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid. Bagian ekor dengan
asam lemak yang bersifat hidrofobik (non polar), kedua lapis molekul tersebut saling
berorientasi kedalam, sedangkan bagian kepala bersifat hidrofilik (polar), mengarah
ke lingkungan yang berair. (Anonimous, 2008). Pada membran terdapat lapisan
ganda dan molekul-molekul posfolipid yang letaknya teratur sedemikian rupa
sehingga ujung karbon yang hidropobik terbungkus sedemikian rupa di dalam
sebuah lapisan amorf dalam senyawa lipid. (Prawiranata, 1981).
Membran plasma memiliki permeabilitas selektif, yakni membran ini
memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengannya lebih mudah dari
pada substansi yang lainnya. Kemampuan sel untuk membedakan pertukaran
kimiawinya ini dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar bagi
kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat keselektifan ini bisa terjadi.
(Campbell, dkk, 2002). Adanya sifat hidrofobik di bagian tengah lapisan lipid
membran plasma menyebabkan membran tersebut tidak mudah ditembus oleh
molekul polar, sehingga membran sel mencegah keluarnya komponen-komponen
dalam sel yang larut dalam air. Namun, sel juga memerlukan bahan-bahan nutrisi
dan membuang limbahnya ke luar sel. Untuk memenuhi kebutuhan ini, sel harus
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
20/187
20
mengembangkan suatu sistem/mekanisme khusus untuk transpor melintasi
membran sel. (Subowo, 1995).
E. Fungsi Membran Plasmaa
Membran Plasma sangat penting untuk menjaga kehidupan sel. fungsi
membranPlasma adalah sebagai berikut:
1. Melindungi Isi sel Membran plasma berfungsi mempertahankan isi sel.
2.Mengatur keluar masuknya molekul-molekul membran plasma bersifat
semipermeabel (selektif permeabel), artinya ada zat-zat tertentu yang dapat
melewati membran dan ada pula yang tidak. Molekul tersebut berguna untuk
mempertahankan kehidupan sel.
3. Menerima rangsangan dari luar sel (sebagai reseptor)
Rangsangan itu berupa zat-zat kimia, misalnya hormon, racun, rancangan
listrik, dan rangsangan mekanik, misalnya tusukan dan tekanan, sebagai contoh
adalah sel Amoeba. Sel Amoeba yang tidak memiliki indra ternyata mampu
menerima rangsangan, baik rangsangan kimia, listrik, maupun mekanik. Bagian sel
yang berfungsi sebagai reseptor adalah gilikoprotein.
Walaupun penelitian-penelitian terbaru dengan mikroskop elektron
cenderung mengkonfirmasi prediksi-prediksi model mosaik cair, hipotesis membran
unit selama ini sangat berguna dalam mengarahkan penelitian penelitian tentang
membran dan tidak sepantasnya dipandang sebagai suatu langkah yang salah
dalam pemahaman kita yang makin meningkat akan struktur membran. model
mosaik cair sendiri bisa saja suatu hari nanti digantikan oleh sebuah konsep yang
lebih berguna.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
21/187
21
F. Mekanisme Transpor Melalui Membran
Setiap sel yang hidup harus selalu memasukkan materi yang diperlukan
dan membuang sisa-sisa metabolismenya.Untuk mempertahankan konsentrasi ion-
ion di dalam sitoplasma, sel juga selalu memasukkan dan mengeluarkan ion-ion
tertentu. pengaturan keluar masuknya materi dari dan menuju ke dalam sel sangat
dipengaruhi oleh permeabilitas membran.
Bagian dalam lapisan lipid bilayer bersifat hidrofobik, sehingga tidak dapat
ditembus oleh molekul-molekul polar dan substansi yang larut dalam air.Transpor
materi-materi yang larut di dalam air dan bermuatan diperankan oleh protein integral
membran.
1. Transpor pasif
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien
konsentrasinya.Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi
terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif.Difusi terjadi akibat gerak termal
yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran
yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi
O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah
perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke
hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena
zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
http://id.wikipedia.org/wiki/Osmosishttp://id.wikipedia.org/wiki/Entropihttp://id.wikipedia.org/wiki/Entropihttp://id.wikipedia.org/wiki/Osmosis -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
22/187
22
a. Difusi
Adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian
berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah.Contoh yang sederhana
adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis.
Contoh lain adalah uap airdari cerek yang berdifusi dalam udara
b. Osmosis
Adalah perpindahan airmelalui membran permeabel selektif dari bagian yang
lebih encer ke bagian yang lebih pekat.Membran semipermeabel harus dapat
ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien
tekanan sepanjang membran.Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat
dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan
konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer.
Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui
membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih
pekat sebanding dengan tekanan turgor.Osmosis adalah suatu topik yang penting
dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat
ditransportasikan ke dalam dan ke luarsel.
c. Transport Lintas
Proses transport melalui membran terjadi melalui 2 mekanisme, yaitu
transport aktif dan transport pasif. Transport pasif terjadi tanpa memerlukan energi
sedangkan transport aktif memerlukan energi. Yang termasuk transport pasif
adalah
http://id.wikipedia.org/wiki/Zathttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konsentrasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Gulahttp://id.wikipedia.org/wiki/Uap_airhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Cerek&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttp://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Membranhttp://id.wikipedia.org/wiki/Luashttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turgor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Biologihttp://id.wikipedia.org/wiki/Selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Selhttp://id.wikipedia.org/wiki/Biologihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turgor&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Luashttp://id.wikipedia.org/wiki/Membranhttp://id.wikipedia.org/wiki/Airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Udarahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Cerek&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Uap_airhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gulahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konsentrasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Zat -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
23/187
23
a. difusi sederhana,
b. transport dengan fasilitas,
c. transport lewat ion channel.
d. Difusi_Terfasilitas
Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi
sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini
mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan
ditransport lewat cara ini akan terikat lebih dahulu dengan carrier protein yang
spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke
dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan
habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi
menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak
bahan kecepatan transport bahan maakin meningkat tanpa batas.
e. Transport_Ion_Channel
Transport lewat ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara
difusi akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif
dan terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membran sel dan
melalui ikatan channel dengan hormon atau neurotransmitter.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
24/187
24
f. Transpor aktif
Merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan.Arah
perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi.Transpor aktif
membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam
transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore. Transport
aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga
terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange).
Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-
K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K
akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, ca akan dipompa keluar sel agar
konsentrasi Ca dalam sel rendah.
http://nadjeeb.files.wordpress.com/2008/11/carrier-ionophore.jpghttp://nadjeeb.files.wordpress.com/2008/11/transport-passifakktif.jpghttp://nadjeeb.files.wordpress.com/2008/11/carrier-ionophore.jpghttp://nadjeeb.files.wordpress.com/2008/11/transport-passifakktif.jpg -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
25/187
25
g. Transport sekunder co-transport
Pada transport sekunder co-transport , glukosa atau asam amino akan
ditransport masuk dalam sel mengikuti masuknya Natrium. Natrium yang masuk
akibat perbedaan konsentrasi mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel,
meskipun asam amino atau glukosa di dalam sel konsentrasinya lebih tinggi dari luar
sel, tetapi asam amino atau glukosa ini memakai energi dari Na (akibat perbedaan
konsentrasi Na). Sehingga glukosa atau asam amino ditransport secara transport
aktif sekunder co-transport
h. Transport sekunder counter-transport
Pada proses counter transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel
akan menyebabkan bahan lain ditransport keluar. Misalnya pada Na-Ca exchange
dan Na-H exchange. Pada Na-Ca exchange, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel
untuk setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca
intrasel, khususnya pada otot jantung sehingga berperan pada kontraktiitas jantung.
Na-H exchange terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen
dalam tubulus proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel.
Interaksi Antigen-Antibodi
Antibodi adalah molekul protein (immunoglobulin) yang memiliki satu atau
lebih tempat perlekatan (combining sites) yang disebut paratope (Brownlee,
2007).Antigen adalah molekul asing yang mendatangkan suatu respon spesifik dari
limfosit. Salah satu cara antigen menimbulkan respon kekebalan adalah dengan
cara mengaktifkan sel B untuk mensekresi protein yang disebut antibodi. Istilah
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
26/187
26
antigen sendiri merupakan singkatan antibody-generator (pembangkit
antibodi).Masing-masing antigen mempunyai bentuk molekuler khusus dan
merangsang sel-sel B tertentu untuk mensekresi antibodi yang berinteraksi secara
spesifik dengan antigen tersebut (Campbell, 2004).Interaksi antigen antibodi
merupakan interaksi kimiawi yang dapat dianalogikan dengan interaksi enzim
dengan substratnya.Spesifitas kerja antibodi mirip dengan enzim (Sadewa, 2008).
Kompleksitas antara antigen-antibodi terjadi saat antiserum dicampur dalam
perbandingan 1:1 dengan antigen. Ikatan antara antigen-antibodi terjadi karena
kekuatan kimia dan molekuler yang dibangkitkan antara faktor antigen dan area
pengikat antigen pada Fab end molekul antibodi. Faktor antigen berasal dari
permukaan molekul dan dalam reaksinya dengan imunoglobulin akan cocok dengan
salah satu reseptor imunoglobulin. Ikatan yang terjadi antara antigen dan molekul
imunoglobulin walaupun sangat spesifik namun ikatannya lemah dan
reversibel.Ikatan elektrostatik yang didapatkan dari interaksi antara beban positif dan
negatif dalam molekul antigen dan antibodi, ikatan hidrogen, dan kekuatan
intermolekul tipe Van der Waals adalah yang terpenting.
Tes aglutinasi adalah pendiagnosa yang berguna untuk mendeteksi dan
mengukur antibodi spesifik dalam serum pasien, untuk mengidentifikasi antigen
seperti bakteri dan virus (yang dikenal dengan antisera) serta untuk menentukan
golongan darah.Hemaglutinasi adalah aglutinasi sel darah merah oleh antibodi yang
spesifik untuk antigen membran sel. Pemeriksaan golongan darah adalah contoh
dari hemaglutinasi.Molekul antibodi dengan satu reseptor pengikat dan satu reseptor
bebas terikat pada antigen membentuk jembatan (linkage) antara 2 mokelul
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
27/187
27
antigen.Ikatan silang antigen-antibodi ini berlanjut membentuk pola geometris
komplek tiga dimensi sampai menghasilkan satu kelompok besar.Aglutinasi ini
terjadi bila ukuran antigen lebih dari 2 m (Nolte, 1977).
Golongan darah ditentukan oleh kehadiran atau ketidakhadiran
antigen.Struktur kimia antigen golongan darah disusun oleh rantai gula panjang
berulang-ulang yang disebut fukosa, yang dengan sendirinya membentuk antigen O
bagi golongan darah O. Fukosa juga berperan sebagai dasar dari golongan darah
lainnya. Golongan darah A adalah antigen O (fukosa) ditambah gula yang disebut N-
asetil galactosamin yang ditambahkan pada ujungnya. Golongan darah B adalah
fukosa ditambah gula berbeda, D-galactosamin, pada ujungnya.Golongan darah AB
adalah fukosa ditambah N-asetil galactosamin dan D-galactosamin.Rantai gula
panjang berulang-ulang ini seperti antena, yang memproyeksi keluar dari permukaan
sel-sel kita, mengawasi antigen asing.
Masing-masing golongan darah memproduksi antibodi terhadap golongan
darah lainnya.Inilah mengapa kita bisa menerima transfusi dari sebagian golongan
darah tetapi tidak dari yang lainnya. Antibodi golongan darah ini tidak berada di sana
untuk memperumit transfusi, tetapi lebih untuk melindungi tubuh dari zat-zat asing,
seperti bakteri, virus, parasit dan beberapa makanan nabati yang mirip antigen
golongan darah asing. Ketika sistem kekebalan tubuh berusaha mengidentifikasi
karakter yang mencurigakan, salah satu hal pertama yang dicarinya adalah antigen
golongan darah. Jika sistem kekebalan tubuh bertemu salah satu zat yang mirip
golongan darah yang berbeda, ia akan menciptakan antibodi untuk melawannya.
Reaksi antibodi ini dikarakteristikkan oleh proses yang disebut aglutinasi
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
28/187
28
(penggumpalan sel). Ini berarti antibodi melekat pada antigen dan menjadikannya
sangat lengket.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
29/187
29
III. SITOSOL DAN SITOSKELET
A. SITOSOL
1. Pengertian Sitosol dan Organisasi Sitosol
Sitosol adalah bagian sitoplasma yang berupa cairan yang terdapat di sela-
sela organela berselaput. Lima puluh persen volume suatu sel berupa sitosol. Dalam
sitosol terdapat beribu-ribu jenis enzim yang berguna dalam proses metabolisme
intermedia serta ribosom yang aktif mensintesis protein. Lima puluh persen protein
tersebut tetap berada dalam sitosol. Sebagian dari protein-protein tersebut teranyam
membentuk jejala yang disebut sitoskeleton. Pada sel mamalia, sitoskeleton terdiri
atas kelompok elemen-elemen berbentuk serabut yang beraneka ragam yang
berperan penting menunjang beberapa fungsi sel baik digestif maupun nondigestif,
misalnya sekresi, absorpsi, motilitas, integritas mekanik serta mitosis atau
pembelahan sel (Ku et al., 1999). Sitoskeleton terdiri atas tiga kelompok protein
utama , yaitu mikrofilamen (MF), mikrotubul (MT) dan filamen intermedia (IF) (Karp,
1979) Beberapa tipe sel berkembang dengan struktur dan bentuk terpolarisasi yang
penting bagi fungsi biologisnya. (Ku et al., 1999). Contoh tipikal sel terpolarisasi
adalah sel-sel saraf (neuron) dan sel-sel epitel. Pada sel-sel epitel, permukaan
apikal menghadap lumen atau canaliculus dan permukaan ini merupakan tempat
sekresi ataupun absorpsi. Permukaan basolateral menghadap ke area basal,
terdapat hemidesmosom dan terhubung dengan matrik ekstraseluler (ECM).
Sedangkan sisi lateral berhubungan dengan sel-sel epitel yang lain melalui
desmosom dan gap-junction (bisa disimak pada Gambar 1). Tiga aktivitas utama sel-
sel epitel pencernaan, yaitu sekresi digesti dan absorpsi memerlukan adanya
polaritas sel dan transpor intraseluler. Semua fungsi tersebut berhubungan erat
dengan sitoskeleton.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
30/187
30
Sitosol berbentuk fase cair di dalam sitoplasma. Media tempat adanya
organel, ribosom, dan komponen granula sitoplasma adalah fase cair
berkesinambngan yang mengisi sel, disebut sitosol. Sitosol tidak hanya merupakan
larutan encer, akan tetapi mempunyai komposisi yang kompleks dan konsistensinya
hampir seperti gel. Sitosol mengadung berbagai enzim dan system enzim dalam
bentuk terlarut, dan juga protein yang mengikat, menyimpan atau mengangkut zat
makanan, mineral kelumit dan oksigen. Sitosol juga mengandung berbagia jenis
biomolekul kecil dalam bentuk terlarut, tidak hanya molekul penyusun seperti asam
amino dan nukleotida, tetapi juga ratusan molekul organik kecil yang disebut
metabolit, yang merupakan senyawa antara di dalam biosintesa atau degradasi
molekul unit penyusun dan makromolekul.
B. STRUKTUR dan FUNGSI SITOSKELET
1. Komposisi Kimia dan Struktur Mikrotubulus
Mikrotubulus memiliki bentuk silinder dengan diameter luarnya 30 nm dan
lumernya 1 14 nm dengan ketebalan dindingnya 8 nm. Panjangnya bervariasi
tergantung dari tipe sel dan spesies, namun kadang-kadang dapat mencapai 1000
kali tebalnya yaitu hingga 25 m, namun tidak memiliki cabang. Dinding dari
mikrotubulus tersusun dari 9-14 protofilamen/protofibril yang identik.
Perhatikan gambar berikut :
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
31/187
31
Setiap sub unit adalah merupakan suatu dimer dengan berat molekul protein
110.000 - 120.000.
Protein tubulin dibedakan atas 2 macam,
yaitu:
- Tubulin
- Tubulin
Struktur monomer dari tubulin oc tidak sama dengan tubulin (3. Satu dimer dapat
terdiri dari 2 monomer identik disebut homodimer, atau 2 monomer yang berbeda
disebut heterodimer (monomer tubulin + monomer tubulin ).
Protofilamen merupakan kesatuan, dapat dari homodimer atau heterodimer,
tergantung jenis atau sifat dari mikrotubulus yang bersangkutan.
Pasangan sub unit (heterodimer dan heterodimer ) membentuk suatu heliks.
Colehieine yang merupakan suatu alkaloid memiliki kemampuan bergabung
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
32/187
32
pada subunit mikrotubulus dan juga menghambat asosiasinya membentuk
mikrotubulus. Merupakan penyebab terhambatnya pembelahan sel pada
stadium metafase.
Dimer tubulin memiliki tempat berikatan dengan GTP (guanosine
tryphosphate) dan tempat untuk alkaloid penghambat polimerisasi (colchicine,
vinblastine, podophylline). Suhu dingin dan jenis alkaloid yang telah disebutkan
sebelumnya menyebabkan depolimerasi dari mikrotubulus. Fiksasi colchicine
menyebabkan pemendekan, selanjutnya mikrotubulus menghilang oleh kegagalan
polimerisasi. Polimerisasi dapat terjadi oleh kehadiran GTP dan Mg++
. Polimerisasi
berawal dari satu kecambah inti (bakal inti) yang berbentuk cincin (tersusun dari
tubulin). Tubulin-tubulin bersatu pada eksteremitas dari cincin dan selanjutnya
memulai membentuk protofilamen primer, sekunder, dan seterusnya membentuk
satu mikrotubulus berdinding terbuka. Bilamana protofilamen semua telah terbentuk,
dinding tertutup dan mikrotubulus yang kecil tersebut selanjutnya memainkan
perannya lag] sebagai kecambah (bakal ). Kecamhah atau bakal disebut sebagai
Microtubule Organizing Centers (MTOCs). Lokasi dan orientasinya menentukan pola
pertumbuhan dari organel.
MTOCs memiliki beberapa bentuk seperti yang terdapat pada sentriol,
capsule basal, kromosom, dan lain-lain.
2. Komposisi Kimia dan Struktur Mikrofilamen
Pengamatan dengan mikroskop elektron menunjukkan bahwa mikrofilamen
ukurannya lebih pendek dari mikrotubulus yaitu panjangnya 1-2 m dan tebal 5-7
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
33/187
33
nm. Struktur dari mikrofilamen berhubungan dengan fungsinya, tersusun dari protein
actin.
Gambar Organisasi molekular dari filamen actin. (A) actin G (globular);
(B)actin F (polimer actin G): (C) actin F dengan kedua butir; satu molekul
tropomyosin dan setiap 36 nm satu molekul troponine; (D) myofilament
dalam bentuk gel dan cair.
1. Aktin G; 2. Aktin F; 3. tropomyosin; 4. troponin; 5_ filamen ABP; 6. galsoline dan
villine
Actin terdapat dalam 2 bentuk yaitu:
a. Actin-G dalam bentuk globular dengan berat molekul 42.000 Da dan dicirikan oleh
kandungan asam amino N-methylhistidine.
b.Actin-F dalam bentuk fibrilair.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
34/187
34
Bila konsentrasi Mg++ dan ATP meningkat, actin-G terpolimerasi menjadi
actin-F, membentuk suatu double helix yang berdiameter 7 nm dan jarak 72 nm.
Polimerisasi tersebut her jalan seperti berikut:
Suatu molekul ATP melekat pada actin-G. Molekul actin-G yang aktif
bersatu pada satu molekul ADP.
Molekul actin-G aktif membentuk dua untai berpilin. ADP melekat pada
setiap monomer berfungsi sebagai regulator allosterik.
Actin-F terdapat dalam semua sel-sel nonanusculer (jaringan sub-
membraner sumbu microvilli) berasosiasi dengan molekul lain seperii speetrin, a,-
actinin dan vinculin. Actin berpartisipasi pada organisasi myofibril dan sel muscular
skelet atau myocyte cardiac.
3. Komposisi Kimia dan Struktur filament Intermediet
Memiliki struktur fibriler dengan diameter antara 7 dan 11 nm
menghubungkan antara mikrotubulus dan mikrofilamen. Filamen intermediat tidak
ditemukan pada semua tipe sel. Dibedakan atas beberapa kelompok utama dari
filamen intermediat. Filamen intermediat umumnya terdiri dari 31 asam amino,
memiliki bagian yang heliks dan menyerupai jarum. Bagian pusat dikelilingi oleh
amino dan karboksil terminal.
Filamen intermediat dapat dibedakan atas 2 berdasarkan struktur biokimianya
yaitu:
Homopolimer yang termasuk protein seperti:
- Vimentine (sel mesenchim): karakteristik dari sel mesenchim, terutama
fibroblast, fibrocyte, chondrocyte dan sebagainya.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
35/187
35
- Desmine (sel otot): Terdapat pada sel muscular pada lapisan tengah dari
dinding vascular.
- Gilial Fibrillary Acidic protein/GFA (astrosit): Spesifik pada sel gilial, sel
neuroectodermis yang berperan antara lain dalam jaringan nervus.
Heteropolimer yang dibedakan atas sitokeratin (epitel) dan neurofilamen (sel
saraf). Jenis protein yang membentuk filamen intermediat member)
karakteristik sel dan jaringan yang dibentuk.
Filamen intermediat merupakan bagian dari kerangka sel (sitoskeleton) yang
memiliki diameter antara 8 hingga 12 nm, lebih besar daripada diameter
mikrofilamen tetapi lebih kecil daripada diameter mikrotubula, yang fungsinya untuk
menahan tarikan (seperti mikrotubula). Filamen intermediet terdiri dari berbagai jenis
yang setiap jenisnya disusun dari subunit molekuler berbeda dari keluarga protein
yang beragam yang disebut keratin. Mikrotubula dan mikrofilamen, sebaliknya
mempunyai diameter dan komposisi yang sama di seluruh sel eukariot.
Dibandingkan mikrofilamen dan mikrotubula yang sering dibongkar-pasang dalam
berbagai macam bagian sel. Filamen intermediet termasuk peralatan sel yang lebih
permanen. Perlakuan kimiawi yang memindahkan mikrofilamen dan mikrotubula dari
sitoplasma meninggalkan jalinan filamen intermediet yang mempertahankan bentuk
aslinya.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
36/187
36
4. Penyebaran dan Fungsi Mikrotubulus
Dalam banyak sel, mikrotubulus tumbuh dari sentrosom, suatu daerah yang
terletak dekat nukleus. Mikrotubulus memanjang dengan menambah molekul tubulin
di ujung-ujungnya. Tubulin dapat berpolimerisasi membentuk mikrotubulus.
Percobaan polimerisasi dapat dibuat dengan campuran tubulin, larutan penyangga,
dan GTP pada suhu 37 C. Dalam tahapannya, jumlah polimer mikrotubulus
mengikuti kurva sigmoid. Pada fase lag, tiap molekul tubulin berasosiasi untuk
membentuk agregat yang agak stabil. Beberapa di antaranya berlanjut membentuk
mikrotubulus. Saat elongasi, tiap subunit berikatan dengan ujung ujung
mikrotubulus. Saat fase plato, (mirip fase log pada pembelahan sel), polimerisasi
dan depolimerisasi berlangsung secara seimbang karena jumlah tubulin bebas yang
ada pas-pasan.
Dalam pembentukan mikrotubulus, sebelum molekul-molekul tubulin menjadi
mikrotubulus, telebih dahulu mereka menyusun diri membentuk protofilamen dengan
jalan subunit -tubulin dari sebuah molekul tubulin berlekatan dengan subunit dari
molekul tubulin yang lain yang berada di sampingnya. Sebuah mikrotubulus yang
juga terdiri dari 13 protofilamen ysng tersusun membentuk suatu lingkaran. Jika 3
buah protofilamen dari sebuah mikrotubulus (mikrotubulus A), juga menjadi milik
mikrotubulus lain (mikrotubulus B), maka dua buah mikrotubulus tersebut di beri
nama doublet. Mikrotubulus memiliki kutub positif, yaitu kutup yang pertumbuhannya
cepat, dan kutub negative yaitu kutub yang pertumbuhannya lambat. Hal ini di
sebabkan oleh susunan profilamen yang sejajar satu terhadap yang lain dan sesuai
dengan polaritas masing-masing.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
37/187
37
Pengelompokan mikrotubulus
Terdapat dua kelompok mikrotubulus :
a. Mikrotubulus stabil yaitu mikrotubulus yang dapat diawetkan dengan
larutan fisikatif apapun, misalnya : OsO4, MnO4 atau aldehida dan suhu
berapapun. Contoh mikrotubulus stabil adalah pembentukan silia dan
flagella.
b. Mikrotubulus labil yaitu, mikrotubulus yang dapat diawetkan hanya
dengan larutan fisikatif aldehida dan pada suhu sekitar 4o C. Contoh
mikrotubulus labil adalah mikrotubulus pembentuk gelendong pembelahan.
Sifat kelabilan mikrotubulus ini berguna untuk menerangkan arah
pertumbuhannya. Mikrotubulus yang kedua ujungnya terdapat bebas di
dalam sitoplasma akan segera lenyap. Mikrotubulus ysng tumbuh dengan
ujung negatif melekat pada sentroma dapat dibuat stabil apabila ujung
positifnya dilindungi sehingga menghalangi terjadinya depolimerisasi.
Mikrotubulus labil dijumpai di dalam sitoplasma, oleh karena itu disebut pula
mikrotubulus sitoplasmik. Mereka seringkali tersusun secara sejajar terhadap satu
sama lain, seperti yang terdapat dalam aksoplasma sel saraf. Namun, dapat pula
terlihat terpancar dari satu pusat ke dekat inti seperti yang terlihat pada sel yang
sedang membelah. Mikrotubulus sitoplasmik dapat memberikan polaritas kepada sel
dan membantu mengatur bentuk sel, gerakan sel dan menentukan bidang
pembelahan sel.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
38/187
38
Mikrotubulus sitoplasmik, di dalam sel pada stadium interfase dari sel yang
dibiakkan dapat ditunjukkan dengan teknik immunofluoresen. Mikrotubulus terlihat
paling banyak disekitar inti. Dari daerah ini terpancar dalam bentuk anyaman
benang-benang halus kearah perifer sel. Asal mikrotubulus dapat diketahui dengan
tepat dengan jalan mendepolimerisasi dan membiarkannya tmbuh kembali.
Mikrotubulus yang timbul kmbali semula akan terlihat seperti bintik kecil yang
berbentuk bintang, oleh karena itu disebut aster terletak di dekat inti. Pancaran
benang-benang halus itu memanjang ke arah tepi sel. Sampai penyebaran awal
terbentuk kembali. Daerah tempat timbulnya aster disebut MTOC (microtubule
organizing center). Dengan menggunakan perunut, dapat diketahui bahwa kutub
negative mikrotubulus berada di daerah MTOC sedangkan kutub positifnya menjauhi
MTOC.
Kegiatan dan fungsi mikrotubulus
Mikrotubulus merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar.
Mikrotubulus menjalankan beberapa fungsi, terutama sebagai sarana transport
material di dalam sel serta sebagai struktur sporting bagi fungsi-fungsi organel
lainnya. Beberapa fungsi lain dari mikrotubulus yaitu:
Mempertahankan bentuk sel (balok penahan-tekanan),
Motilitas sel (seperti pada silia atau flagella),
Pergerakan kromosom dalam pembelahan sel, serta pergerakan organel.
Kegiatan dan fungsi mikrotubula sebagian besar berdasarkan kelabilannya.
Salah satu contoh yang mencolok adalah terbentuknya gelondong mitosis, yang
terbentuk setelah mikrotubula sitoplasma terurai setelah mitosis. Mikrotubula ini
umumnya sangat labil, cepat terakit dan cepat pula terurai. Hal inilah yang
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
39/187
39
menyebabkan sangat pekanya gelondong mitosis terhadap pengaruh obat-obatan
seperti colcisine. Obat ini dapat menghentikan mitosis untuk beberapa menit.
Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan menghambat mitosis disebut dengan
antimitosis. Zat amitosis dapat mencegah sel membelah, sehingga dapat untuk
menghambat sel kangker.
Beberapa organel yang tersusun dari mikrotubulus adalah sentriol, silia dan
flagella. Di dalam sentrosom sel hewan terdapat sepasang sentriol, masing-masing
tersusun atas sembilan pasang triplet mikrotubula yang tersusun dalam suatu cincin.
Masing-masing triplet terdiri dari satu mikrotubul lengkap dan dua mikrotubul tidak
lengkap (salah satu C hilang). Triplet disusun secara paralel satu dengan yang
lainnya dan membentuk badan silindris yang berdiameter dari 150-250nm. Sembilan
kelompok semacam ini membentuk dinding sentriol. Tiap kelompok tidak tegak lurus
dengan inti tabung, tetapi agak miring. Sentriol terbentuk dari polimerisasi dimer-
dimer (gabungan dari tubulin alfa dan tubulin beta) yang jumlahnya sembilan dan
dihubungkan ke pusat (hub) oleh protein. Cincin tertutup akan bertambah panjang
karena pertambahan dimer-dimer yang membentuknya. Dibagian dasar akan
membentuk cincin terbuka 1 yang menempel pada bagian basal cincin tertutup.
Bagian dasar cincin terbuka 1 akan terbentuk cincin terbuka 2 yang menempel pada
bagian dasar cincin terbuka 1. Cincin terbuka 1, dan cincin terbuka 2 serta cincin
tertutup akan mengalami polimerisasi sehingga lebih panjang dan terbentuklah
sentriol yang berbentuk tabung dengan lebar 0,2 m dan panjangnya 0,4 m.
Sentriol berfungsi membentuk benang spindel untuk memisahkan kromosom.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
40/187
40
Sebagian sel hewan memiliki MTOC atau pusat sel disebut sentrosoma.
Sentrosoma terletak disalah satu sisi inti dan padanya terdapat sepasang sentriola
yang tersusun tegak lurus satu dengan yang lain. Perlu diingat bahwa tidak semua
MTOC memiliki sentriola, misalnya MTOC pada sel tumbuhan. Di sini mukrotubulus
aster muncul dari sentroma yang hanya terdiri dari materi padat electron. Demikian
pula sentriola juga tidak dijumpai di gelondong meosis oosit mencit, meskipun
kemudian akan terlihat pada perkembangan embrio. Oleh karena itu tidak seperti
aksonema silia yang tumbuh langsung dari sentriola, mikrotubulus sitoplasmik tidak
langsung berpangkal pada sentriola itu sendri, melainkan timbul dari materi tanpa
gatra yang terdapat di sekeliling sentriola.
Mikrotubula pada sel hewan cenderung memancar kesegala arah dari
sentrosoma. Bagaimanapun sel hewan bersifat polar.dan perakutan molekul tubulin
menjadi mikrotubula dipantau sedemikian rupa sehingga mikrotubula yang terbentuk
menjulur kearah tertentu dari sel. Mekanisme kejadiannya tampak kepada sifat
dinamis dari mikrotubula. Mikrotubula dalam kultur sel cenderung berada dalam
salah satu keadaan yaitu tumbuh terus menerus secara ajeg atau terurai dengan
cepat. In vivo, mikrotubula juga cenderung berada dalam keadaan seperti yang telah
diuraikan. Umur rata-rata mikrotubula fibroblas dalam kultur sel pada stadium
interfase kurang dari 10 menit. Pancaran mikrotubula dari sentrosoma tampak selalu
berubah-ubah seiring dengan pertumbuhan dan perombakannya.
Mikrotubulus selain sebagai sitoskelet juga dapat berfungsi untuk
pergerakan sel, yaitu menggetarkan silia dan flagel (alat bantu pergerakan yang
menonjol dari sebagian sel). Silia umumnya relative pendek daripada flagel
(panjangnya 5-10 m vs 150 m) dan jumlahnya lebih banyak. Sekalipun berbeda
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
41/187
41
dalam hal panjang, jumlah per sel, dan pola kibasannya, silia dan flagel sebenarnya
memiliki kesamaan ultrastruktur.
Pada flagel terbentuk dua cincin tertutup yang dihubungkan oleh protein,
dibungkus oleh selaput yang membentuk poros disebut aksoneme. Unsur-unsur
aksoneme dari silia dan flagel hampir smua sama dan berisi 9+2 susunan
mikrotubula. Sementara itu sembilan mikrotubula doublet yang mengelilingi
axoneme akan dihubungkan oleh batang-batang penghubung yang disebut spoke.
Bagian doublet cincin luar akan membentuk cncin terbuka. Cincin terbuka melekat
pada cincin tertutup yang akan dihubungkan oleh cincin tertutup di sebelahnya yang
akan dihubungkan oleh kedua lengan yang disebut dynein. Dynein ini memiliki
gugus ATP-ase , sehingga dapat dikatakan bahwa dynein bertanggung jawab pada
hidrolisis ATP.
Mikrotubulus juga memiliki peran penting pada dinding sel tanaman. Dinding
sel tanaman adalah matriks ekstraseluler yang kokoh. Dinding sel ini terdiri atas
mikrofibrilis dalam banyak matriks polisakarida (sebagian besar pektin dan
hemiselusosa) dan glikoprotein yang saling silang. Pada bagian korteks dari dinding
sel, ada array mikrotubulus yang menentukan posisi mikrofibrilis. Penyusunan
mikrofibrilis ini menentukan arah perkembangan dinding sel, bentuk akhir sel, serta
pola pembelahan sel. Dalam susunannya pada dinding sel, mikrofibrilis selulosa
saling silang dalam jaringan yang diikat oleh hemiselusosa. Jaringan ini saling
ekstensif dengan jaringan polisakarida pektin. Jaringan selulosa-hemiselulosa
memberi kekuatan tegangan sementara jaringan pektin melawan kompresi. Pada
dinding sel utama, jumlah ketiganya secara kasar sama, tetapi lamela tengah
memiliki lebih banyak pektin untuk merekatkan sel yang berdekatan.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
42/187
42
Beberapa senyawa pengikat tubulin (senyawa antimitotik)
Jenis Senyawa Pengaruh terhadap mikrotubulus:
Colcicine, colcemid, nocadazole.Vinblastine, vincristine Taxol.
- Menghambat penambahan molekul tubulin ke mikrotubulus, menyebabkan
depolimerisasi mikrotubulus.
- Memacu pembentukan kelompokkan parakristalin dari tubalin, menyebabkan
depolimerisasi mikrotubulus.
- Memacu perakitan mikrotubulus, menstabilkan mikrotubulus.
5. Penyebaran dan Fungsi Mikrofilamen
Actin-F berperan dalam pembentukan sitoskeleton dan pergerakan selular.
Dalam pembentukan sitoskeleton actin F antara lain bertindak sebagai factor
gelifikasi (perekat), menyebabkan sitoplasma tetap dalam bentuk gel. Faktor gelasi.
ABP (Actin Binding Protein) dan Filamen memodifikasi viscoelastisitas dari
sitoplasma dengan menginduksi, melalui hubungan dengan berkas actin,
pembentukan suatu jaringan yang rigid. Dengan demikian menyebabkan
terbentuknya semacam skeleton dan sitoplasma yang senantiasa dalam kondisi gel.
Dalam pergerakan sel, actin-F berperan secara aktif pada mekanisme
kontraksi oleh adanya 2 kofaktor yaitu:
- Tropomyosine (protein fibrilair yang terdapat di antara setiap molekul actin)
- Troponine (protein globular melekat pada satu bagian ekstremitas molekul
tropomyosine)
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
43/187
43
Di samping itu dimungkinkan pula oleh adanya filamen myosine yang
tersusun dari molekul myosine yang mengandung 4 rantai polipeptida (2 panjang
dan 2 pendek). Kedua rantai polipeptida memintal satu dengan yang lain
membentuk heliks. Filamen myosin memiliki panjang yang bervariasi, umumnya
pendek pada sel non-muskular dan kadang dapat mencapai 1,5 mikrometer pada sel
muscular yang berdiferensiasi. Filamen myosine terdiri dari meromyosine yang
dibedakan lagi atas yang meromyosin ringan (LMM) dan meromyosin berat (HMM).
Meromyosine berat merupakan jembatan terputar ("cross bridge") menuju eksterior,
dalam bentuk heliks yang berjarak 42.9 rim. Heliks aktin merupakan struktur dari
myofilamen tipis. Meromyosine berat terdiri dari 3 sub fragmen yaitu 1 subfragmen
S2 (batang) dan 2 sub fragmen SI (kepala globular). Segmen S1 memiliki sifat yaitu
melekat pada actin dan menerima ATPase myosin oleh adanya Ca++ . Energi yang
diperlukan untuk kontraksi diperoleh dari penguraian ATP oleh ATPase. Transisi
antar istirahat (relaksasi) dan kontraksi bergantung pada konsentrasi ion Ca bebas
di sekitarnya. Jika tidak ada Ca2+, maka protein regulator (tropomyosin dan berbagai
troponin) nenghalangi interaksi antara aktin dan myosin.
Struktur myosin
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
44/187
44
Mekanisme kontraksi (interaksi antara aktin dan myosin) dan relaksasi (tidak
ada interaksi antara aktin dari myosin) dari filamen myosine terjadi tanpa adanya
modifikasi dari ukurannya, menyebabkan meluncurnya filamen actin. Sel eukariot
mengandung aktin dalam konsentrasi yang tinggi dan myosin berkonsentrasi yang
rendah. Filamen aktin dan myosin terdapat pada amuba sehingga diketahui
berperan dalam pergerakan amuba yaitu dengan kontraksi frontal.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
45/187
45
IV. GERAKAN SEL
A. Gerakan Sel Otot
1. Gerakan sel otot Seran Lintang
Otot lurik disebut juga otot rangka atau otot serat lintang. Otot ini bekerja di
bawah kesadaran. Pada otot lurik, fibril-fibrilnya mempunvai jalur-jalur melintang
gelap (anisotrop) dan terang (isotrop) yang tersusun berselang-selang. Sel-selnya
berbentuk silindris dan mempunvai banvak inti. Otot rangka dapat berkontraksi
dengan cepat dan mempunyai periode istirahat berkali - kali. Otot rangka ini memiliki
kumpulan serabut yang dibungkus oleh fasia super fasialis.
Gabungan otot berbentuk kumparan dan terdiri dari bagian:
1.ventrikel (empal), merupakan bagian tengah yang menggembung
2. urat otot (tendon), merupakan kedua ujung yang mengecil.
Urat otot (tendon) tersusun dari jaringan ikat dan bersifat keras serta liat.
Berdasarkan cara melekatnya pada tulang, tendon dibedakan sebagai berikut ini:
1. Origo merupakan tendon yang melekat pada tulang yang tidak berubah
kedudukannya ketika otot berkontraksi.
2. Insersio merupakan tendon yang melekat pada tulang yang bergerak ketika otot
berkontraksi.
Otot yang dilatih terus menerus akan membesar atau mengalami hipertrofi,
Sebaliknya jika otot tidak digunakan (tidak ada aktivitas) akan menjadi
kisut atau mengalami atrofi.
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
46/187
46
Gambar otot lurik mempunyai serabut kontraktil yang memantulkan.
Cahaya berselang-seling gelap (anisotrop) dan terang (isotrop). Sel atau
serabut otot lurik berbentuk silindris atau serabut panjang. Setiap sel mempunyai
banyak inti dan terletak di bagian tepi sarkoplasma.
Otot lurik bekerja di bawah kehendak (otot sadar) sehingga disebut otot
volunter dan selnya dilengkapi serabut saraf dari sistem saraf pusat. Kontraksi otot
lurik cepat tetapi tidak teratur dan mudah lelah. Otot lurik disebut juga otot rangka
karena biasanya melekat pada rangka tubuh, misalnya pada bisep dan trisep. Selain
itu juga terdapat di lidah, bibir, kelopak mata, dan diafragma. Otot lurik berfungsi
sebagai alat gerak aktif karena dapat berkontraksi secara cepat dan kuat sehingga
dapat menggerakkan tulang dan tubuh.
http://4.bp.blogspot.com/-qmTZ1Hr4h_o/Tg8c9u21WzI/AAAAAAAAAl0/albQv6Cprl8/s1600/Jaringan+otot+lurik.png -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
47/187
47
2. Gerakan sel otot jantung
Otot jantung mempunyai struktur yang sama dengan otot lurik hanya saja
serabut serabutnya bercabang - cabang dan saling beranyaman serta dipersarafi
oleh saraf otonom. Letak inti sel di tengah. Dengan demikian, otot jantung disebut
juga otot lurik yang bekerja tidak menurut kehendak.
Gambar . Otot jantung berbentuk silindris atau serabut pendek.
Otot ini tersusun atas serabut lurik yang bercabang-cabang dan saling
berhubungan satu dengan lainnya. Setiap sel otot jantung mempunyai satu atau dua
inti yang terletak di tengah sarkoplasma. Otot jantung bekerja di luar kehendak (otot
tidak sadar) atau disebut juga otot involunter dan selnya dilengkapi serabut saraf
dari saraf otonom.
http://2.bp.blogspot.com/-k-kxdfW4l3c/Tg8dcMdLOYI/AAAAAAAAAl4/-G39L56RuJk/s1600/jaringan+otot+jantung.jpg -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
48/187
48
Kontraksi otot jantung berlangsung secara otomatis, teratur, tidak pernah
lelah, dan bereaksi lambat. Dinamakan otot jantung karena hanya terdapat di
jantung. Kontraksi dan relaksasi otot jantung menyebabkan jantung menguncup dan
mengembang untuk mengedarkan darah ke seluruh tubuh. Ciri khas otot jantung
adalah mempunyai diskus interkalaris, yaitu pertemuan dua sel yang tampak gelap
jika dilihat dengan mikroskop.
3. Gerakan sel otot polos
Otot polos disebut juga otot tak sadar atau otot alat dalam (otot viseral). Otot
polos tersusun dari sel sel yang berbentuk kumparan halus. Masing masing sel
memiliki satu inti yang letaknya di tengah. Kontraksi otot polos
tidak menurut kehendak, tetapi dipersarafi oleh saraf otonom.
Otot polos terdapat pada alat-alat dalam tubuh, misalnya pada:
1.Dinding saluran pencernaan
2.Saluran-saluranpernapasan
3.Pembuluh darah
4. Saluran kencing dan kelamin
http://www.crayonpedia.org/mw/Berkas:Jenis_otot.jpg -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
49/187
49
B. Gerakan bukan sel otot
Mekanisme gerakan kromosom padasaat mitosis
Mitosis adalah fase terpendek tetapi paling visual yang menakjubkan dari
siklus sel, terutama di sel metazoan, di mana aparat dan kromosom mitosis dapat
diikuti langsung oleh resolusi tinggi mikroskop. Dalam sel, gelendong mitosis -
mesin makromolekul yang bertanggung jawab untuk pemisahan kromosom - terdiri
lebih dari 800 protein . Secara struktural, spindle dibangun dari mikrotubulus yang
sangat dinamis ( BOX 1 ). Sebagian besar mikrotubulus kurang dinamis dikurangi
berakhir berada di dekat kutub gelendong, sedangkan ditambah lebih dinamis
berakhir memperpanjang menuju khatulistiwa spindle dan korteks sel ( Gambar. 1 ).
Akibatnya, mikrotubulus antara kutub gelendong tersebut akan disusun dalam
sebuah array antiparalel, dan mikrotubulus luar tubuh membentuk dua spindle aster
radial yang berkumpul di kutub gelendong.
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/&usg=ALkJrhg7wDJ29gJfTWRATyDOa1T9n888IA#BX1http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/figure/F1/&usg=ALkJrhgloFGXBdKqNrARKAU42hRWSPU3Pghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en|id&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/core/lw/2.0/html/tileshop_pmc/tileshop_pmc_inline.html?title=An%20external%20file%20that%20holds%20a%20picture,%20illustration,%20etc.Object%20name%20is%20nihms211835f5.jpg%20[Object%20name%20is%20nihms211835f5.jpg]&p=PMC3&id=2893392_nihms211835f5.jpg&usg=ALkJrhhPdcAB7PaZX_oHoLbEn27GDQ3v2Ahttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/figure/F1/&usg=ALkJrhgloFGXBdKqNrARKAU42hRWSPU3Pghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/&usg=ALkJrhg7wDJ29gJfTWRATyDOa1T9n888IA#BX1 -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
50/187
50
Mikrotubulus adalah polimer dinamis yang dirakit dari tubulin heterodimer,
yang diselenggarakan sedemikian rupa sehingga memiliki polaritas mikrotubulus
intrinsik (lihat gambar, bagian). Mikrotubulus mengalami periode polimerisasi dan
depolimerisasi dan interconvert secara acak antara negara-negara, sebuah properti
yang dikenal sebagai ketidakstabilan dinamis. Meskipun mikrotubulus pameran
ketidakstabilan dinamis di kedua ujung mikrotubulus, ditambah ujung yang lebih
dinamis daripada berakhir minus. Mikrotubulus di spindle juga menunjukkan
ketidakstabilan dinamis (lihat gambar, bagian b), yang terjadi terutama di ujung
ditambah dari mikrotubulus sebagai ujung minus seringkali dibatasi pada Sentrosom
tersebut. Namun, spindle mikrotubulus dan kinetokor (k)-serat pameran properti
dinamis tambahan yang dikenal sebagai fluks mikrotubulus, di mana ada tambahan
bersih tubulin heterodimer di ujung ditambah dekat kinetochores dan rugi bersih dari
subunit tubulin di ujung dikurangi dekat centrosomes (lihat gambar, bagian c).
Interaksi utama antara kromosom dan mikrotubulus terjadi pada sentromer
kromosom, yang berisi dua kompleks makromolekul yang identik disebut
kinetochores. Kinetochores melampirkan kromosom ke subset dari mikrotubulus
gelendong yang disebut mikrotubulus kinetokor, yang diatur dalam bundel dikenal
sebagai serat kinetokor (k-serat). Tantangan untuk sel yang memastikan bahwa
mikrotubulus spindle menempel benar untuk masing-masing kromosom banyak (46
pada manusia), posisi mereka di khatulistiwa spindle dan pada akhirnya mendorong
gerakan poleward dari kromatid kakak ke kutub berlawanan dari poros. Pemisahan
kromosom dalam sel beberapa harus dijalankan selaras sempurna, yang
menyiratkan bahwa negara setiap kromosom dipantau oleh spindle dan yang keluar
mitosis ditunda sampai semua kromosom yang terpasang. Pemantauan ini dicapai
melalui jalur pos pemeriksaan disebut spindle perakitan . Akhirnya, mengingat
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
51/187
51
kompleksitas sistem, kesalahan sporadis di lampiran kromosom dengan
mikrotubulus gelendong yang tak terelakkan. Kegagalan untuk memperbaiki hasil
kesalahan dalam missegregation kromosom, suatu kondisi yang mendasari
ketidakstabilan kromosom, yang merupakan ciri dari keganasan yang agresif, .
Bagaimana spindle mengintegrasikan semua tugasnya masih belum jelas. Namun,
kemajuan signifikan telah dibuat baru-baru dalam memahami mekanisme yang
mendorong gerakan rumit kromosom pada poros.
Proses mitosis dibagi menjadi tahap yang berbeda yang didefinisikan
sebagian besar oleh organisasi dan perilaku kromosom ( Gambar 1. ; melihat
informasi S1 Tambahan (film) ). Selama profase kromosom menjadi semakin kental
di dalam nukleus. Secara paralel, mikrotubulus nukleasi di centrosomes meningkat
lima kali lipat dari tingkat yang terlihat selama interfase dan mikrotubulus menjadi
lebih dinamis . Rincian amplop nuklir menandai transisi antara profase dan
prometaphase, selama lampiran mikrotubulus ke kromosom dimulai. Selama
prometaphase, kromosom menunjukkan pola kompleks gerakan yang sering
digambarkan sebagai 'tarian kromosom' dalam literatur klasik sitologi. Beberapa
kromosom bergerak poleward sementara kromosom lainnya bergerak menjauh dari
kutub gelendong dan lain-lain tetap relatif bergerak. Seiring waktu, hasil ini
tampaknya gerakan kacau di congression kromosom untuk khatulistiwa spindle,
sehingga kromosom lebih dan lebih menjadi selaras antara kutub gelendong
dipisahkan. Congression dari kromosom terakhir menandai transisi ke tahap
berikutnya mitosis, metafase - tahap di mana semua kromosom diselaraskan di
khatulistiwa kumparan. Tak lama setelah keselarasan metafase, kohesi antara
kromatid kakak rusak, dan sel memasuki anafase. Pada tahap ini, kromosom putri
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/figure/F1/&usg=ALkJrhgloFGXBdKqNrARKAU42hRWSPU3Pghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/&usg=ALkJrhg7wDJ29gJfTWRATyDOa1T9n888IA#SD1http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/&usg=ALkJrhg7wDJ29gJfTWRATyDOa1T9n888IA#SD1http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2893392/figure/F1/&usg=ALkJrhgloFGXBdKqNrARKAU42hRWSPU3Pg -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
52/187
52
baru bergerak poleward (anafase A) dan kutub terpisah dari satu sama lain (anafase
B). Selama tahap berikutnya, telofase, kromosom decondense sebagai reformasi
amplop nuklir di seluruh inti putri dua. Sel dibagi dua oleh sitokinesis, tetapi sel-sel
adik tetap dihubungkan oleh sebuah jembatan tipis yang disebut midbody. Akhirnya,
amputasi hasil midbody dalam pemisahan lengkap dari dua sel anak.
Selama mitosis, kromosom yang dilekatkan oleh kinetochores mereka ke
mikrotubulus gelendong. Dalam lampiran 'amphitelic', yang kinetokor (k)-serat
bundel mikrotubulus melampirkan masing-masing kinetokor saudara kutub
gelendong yang berlawanan (lihat bagian dalam gambar). Membangun lampiran
amphitelic dan bi-orientasi dari semua kromosom adalah tujuan perakitan mitosis
spindle. Mono-berorientasi kromosom dapat dilampirkan dalam akhir pada cara ke
tiang poros tunggal ('monotelic'; lihat b bagian dalam gambar, kromosom kiri) atau
lateral melekat pada mikrotubulus (lihat bagian b dalam gambar, tepat kromosom).
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en|id&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/core/lw/2.0/html/tileshop_pmc/tileshop_pmc_inline.html?title=An%20external%20file%20that%20holds%20a%20picture,%20illustration,%20etc.Object%20name%20is%20nihms211835f6.jpg%20[Object%20name%20is%20nihms211835f6.jpg]&p=PMC3&id=2893392_nihms211835f6.jpg&usg=ALkJrhjbIIsaD1UYY_hoeZNWFLraOmRhrA -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
53/187
53
Sebuah 'syntelic' lampiran adalah sebuah negara di mana kedua adik yang keliru
kinetochores melekat pada tiang poros tunggal (lihat c bagian dalam gambar). Jika
tidak dikoreksi, lampiran syntelic akan menghasilkan pemisahan kedua kromatid
kakak ke sel anak tunggal. Dalam lampiran 'merotelic', sebuah kinetokor tunggal
melekat pada mikrotubulus memperpanjang dari kedua kutub gelendong (lihat d
bagian dalam gambar). Pada awal anafase, lampiran merotelic akan menyebabkan
kromatid tertinggal yang tertinggal di khatulistiwa spindle dan dapat menyebabkan
aneuploidi.
Awalnya diusulkan bahwa kinase terlibat dalam proses koreksi kesalahan
karena pengobatan sel dengan inhibitor kinase terganggu gerakan kromosom,
mengakibatkan distribusi kromosom tidak akurat . Mekanisme koreksi sekarang
dikenal untuk melibatkan Aurora B kinase, yang mengatur aktivitas beberapa pemain
kunci yang membantu memediasi lampiran mikrotubulus yang tepat. Telah
mendalilkan bahwa fosforilasi Ndc80 mengatur dinamika akhir plus kinetokor
mikrotubulus , yang memungkinkan Aurora B untuk memodulasi kekuatan lampiran
mikrotubulus. Selain itu, Aurora fosforilasi B mitosis sentromer terkait kinesin (
MCAK , juga dikenal sebagai KIF2C) mengatur asosiasi MCAK dengan kinetochores
dan sentromer, dan menghambat aktivitas depolimerisasi mikrotubulus dari MCAK.
Kemampuan Aurora B untuk memfosforilasi protein kinetokor tergantung pada
geometri sentromer. Dalam konfigurasi amphitelic kinetochores adik ditarik ke arah
kutub gelendong berlawanan, yang memisahkan spasial Aurora B dari perusahaan
substrat . Sebaliknya, salah lampiran tidak meregang sentromer, yang
memungkinkan Aurora B untuk mengacaukan k-serat mikrotubulus. Studi-studi baru-
baru ini penting karena mereka memungkinkan kita untuk menempatkan beberapa
mikro-manipulasi eksperimen klasik melihat peran ketegangan pada sentromer dan
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q96GD4&usg=ALkJrhjhyQ_xLwqqkKr29XMOYPQGXYHLqAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/O14777&usg=ALkJrhiFs6rrEa_wDViDFNkqsm8hAQQD_Ahttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q99661&usg=ALkJrhirnZS61-JIeXykgMDrZ3vRIhTDeghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q99661&usg=ALkJrhirnZS61-JIeXykgMDrZ3vRIhTDeghttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/O14777&usg=ALkJrhiFs6rrEa_wDViDFNkqsm8hAQQD_Ahttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q96GD4&usg=ALkJrhjhyQ_xLwqqkKr29XMOYPQGXYHLqA -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
54/187
54
koreksi kesalahan ke perspektif molekul. Ada juga mekanisme tambahan yang
mengatur stabilitas mikrotubulus, seperti adanya gradien dari Aurora B kinase .
Bersama-sama, mekanisme ini memastikan bahwa lampiran yang tidak tepat cepat
diperbaiki, sedangkan lampiran yang tepat dipertahankan.
Kinetochores melampirkan mikrotubulus dinamis rang dinamis dari
mikrotubulus astral, kinetokor terkait mikrotubulus berakhir masih menjalani siklus
polimerisasi dan depolimerisasi Bahkan sedikit penyimpangan dalam k-serat hasil
mikrotubulus dinamika dalam ketidakstabilan kromosom . Jadi, kinetochores harus
menjaga lampiran stabil untuk ujung mikrotubulus yang cukup longgar untuk dapat
menyesuaikan diri dengan perubahan keadaan ujung mikrotubulus. Secara
konseptual, jelas kontroversi ini dipecahkan oleh Hill, yang mendalilkan bahwa
mikrotubulus individu dalam kinetokor yang dikelilingi oleh 'lengan' dengan beberapa
kaitan yang dinamis antara kinetokor dan mikrotubulus . Dalam organisasi ini,
kekuatan-menghasilkan tethers menghubungkan lengan dengan dinding
mikrotubulus, meninggalkan ujung mikrotubulus diakses untuk kompleks
bertanggung jawab untuk pengaturan dinamika tubulus mikro Sebuah resolusi tinggi
mikroskop elektron terakhir studi tomografi membenarkan adanya dua koneksi yang
berbeda berserat antara kinetokor dan k-serat mikrotubulus. Satu set dari serat
langsung mengelilingi ujung mikrotubulus dan satu set serat menempel pada dinding
mikrotubulus Menariknya, dua jenis koneksi tampaknya tidak membentuk tubulus-
mengikat mikro diskrit situs. Sebaliknya, organisasi dari pelat luar kinetokor
menyerupai jaring laba-laba, yang memungkinkan kinetokor untuk berinteraksi
dengan tubulus mikro di berbagai sudut.
Sifat molekul yang tepat dari tethers antara kinetochores dan kisi
mikrotubulus belum ditetapkan. Awalnya, itu adalah hipotesis bahwa tethers
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
55/187
55
dibentuk oleh protein motor, yang beberapa energi dari hidrolisis ATP untuk
memaksa produksi. Baru-baru ini, kompleks Ndc80 muncul sebagai calon untuk
membangun antarmuka kinetokor-mikrotubulus karena memiliki baik mikrotubulus-
kinetokor-mengikat dan situs . Para Ndc80-mikrotubulus interaksi tampaknya cukup
kuat untuk mempertahankan hubungan dengan mikrotubulus ujung bawah berat
kromosom terkait. Selain itu, Ndc80 ditunjukkan untuk processively melacak
mikrotubulus depolymerizing berakhir, menyediakan dasar molekuler potensial untuk
model lengan Hill, di mana keterkaitan dinamis Ndc80 slide kinetokor sepanjang
mikrotubulus sebuah. Satu korelasi yang menarik adalah bahwa ukuran dan sudut
dari serat bahwa pendekatan kisi mikrotubulus dalam rekonstruksi tomografi
mikroskop elektron dari serat cocok dengan ukuran dan sudut dari Ndc80 kait yang
menghiasi mikrotubulus in vitro, memberikan bukti bahwa Ndc80 mungkin linker
mikrotubulus utama di kinetokor.
Sebuah pandangan alternatif dinamis kinetokor-mikrotubulus lampiran
muncul dari studi tentang Saccharomyces cerevisiae Dam1 (juga dikenal sebagai
DASH) kompleks . Dalam majelis vitro bentuk Dam1 kompleks struktur cincin
seperti yang mengelilingi mikrotubulus dan tetap berhubungan dengan mikrotubulus
yang dinamis berakhir Ini adalah model menarik karena menghilangkan kebutuhan
untuk tenaga-menghasilkan koneksi dari model Hill. Sebaliknya, mikrotubulus
depolymerizing menyediakan energi yang diperlukan untuk memindahkan kromosom
dan bertindak sebagai cincin Dam1 ratchet, memungkinkan kinetokor untuk melacak
akhir ditambah mikrotubulus. Kompatibel dengan ide ini, telah menunjukkan bahwa
akhir dikurangi diarahkan motor molekul tidak penting untuk gerakan kromosom di S.
Saccharomyces . Selanjutnya, kompleks Dam1 tidak penting ketika dikurangi akhir-
-
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
56/187
56
diarahkan motor molekul yang hadir . Perlu dicatat bahwa Dam1 buruk dilestarikan
pada eukariota lebih tinggi, dan gangguan orthologues mamalia diduga (spindle dan
kinetokor terkait 1 ( SKA1 ), SKA2 dan SKA3 (juga dikenal sebagai RAMA1))
memiliki efek yang relatif ringan pada segregasi kromosom. Jadi, ada kemungkinan
bahwa Dam1 merupakan adaptasi untuk S. unik Saccharomyces situasi, di mana
setiap kinetokor menempel pada mikrotubulus tunggal. Jenis lampiran mungkin
membutuhkan jenis khusus hubungan selain yang disediakan oleh kompleks Ndc80
dan / atau dengan komponen lainnya kinetokor dilestarikan. Akhirnya, perlu dicatat
bahwa sejauh ini tidak ada cincin seperti struktur telah divisualisasikan dalam
kinetochores di situ, bahkan di S.cerevisiae. Dengan demikian, kemungkinan bahwa
non-mengelilingi serat Dam1 oligomer, bukan cincin lengkap, bertanggung jawab
untuk kopling antara mikrotubulus dan kinetochores. Memang, sebuah penelitian
terbaru yang diidentifikasi fibril tipis yang membentang dari kinetokor ke kisi batin
mikrotubulus berakhir
2. Gerakan cilia dan flagela
Gerakan Cilia dan Flagela
Silia dan flagela merupakan bagian pelengkap dari sel hidup. Cilia membantu
dalam mencegah akumulasi debu dalam tabung pernapasan dengan membuat
lapisan tipis mukosa sepanjang tabung. Flagella terutama digunakan oleh sel
sperma untuk menggerakan dirinya dalam organ reproduksi wanita.
Sejumlah besar makhluk hidup menggunakan organ tambahan ini untuk berbagai
tujuan. Paramecium menggunakannya untuk berenang, kerang menggunakannya
untuk makan.
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q96BD8&usg=ALkJrhh6YNnpwXcq9qs7b7LdrEv5gGu2zAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q8WVK7&usg=ALkJrhguJ4WjGc888mNFWJMBCeX7p__8_Qhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q8IX90&usg=ALkJrhhjkIFH_lbjiG98w3ohQQFTcH_aFAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q8IX90&usg=ALkJrhhjkIFH_lbjiG98w3ohQQFTcH_aFAhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q8WVK7&usg=ALkJrhguJ4WjGc888mNFWJMBCeX7p__8_Qhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&langpair=en%7Cid&rurl=translate.google.co.id&u=http://www.uniprot.org/uniprot/Q96BD8&usg=ALkJrhh6YNnpwXcq9qs7b7LdrEv5gGu2zA -
7/22/2019 74458334 BIOLOGI SEL Lourine Tambottoh
57/187
57
Fakta yang menarik adalah bahwa silia dan flagella digunakan oleh
ganggang hijau untuk proses perkawinan. Silia dan flagela juga memiliki struktur
internal yang sama. Adanya bagian tertentu seperti berbagai tabung, doublet luar
dan konektor protein seperti nexin dan lengan dynein, juga sama pada keduanya.
Namun, silia dan flagela juga memiliki fitur unik tertentu. Baik silia dan flagela
terdiri dari sebuah kelompok filamen yang menc