Struktur & Org Sel 2014

*Struktur dan organisasi selProf. Dr. Yovita HarmiatunSel, merupakan unit fungsional terkecil organisme multiseluler (mis. Manusia).

*Tubuh kita disusun oleh unit fungsional terkecil, yaitu sel eukariotik. Sel eukariotik adalah sel yang memiliki inti sejati, artinya permukaan inti diliputi/ dibungkus oleh membran nukleus. Sel eukariotik di dalam tubuh kita dapat berupa sel reproduktif dan sel somatik. Sel reproduktif berupa sperma (pada laki-laki) dan sel telur (pada perempuan), selebihnya, di dalam tubuh selain yang disebut tadi semua berupa sel somatik. Sel organisme multiseluler bervariasi dalam bentuk dan strukturnya, sesuai dengan fungsi berbagai jaringan organ.Ukuran: 10-100 um.

*Sel eukariotik pada interfase (tidak membelah) terdiri atas dua komponen yaitu nukleus dan sitoplasma. Bagian luar sitoplasma dibungkus oleh membran sel/membran plasma. Setiap komponen mengandung beberapa subkomponen:Nukleus: membran nukleus dobel yang berpori, karioplasma, dan nukleolus. Karioplasma mengandung: DNA, mRNA, tRNA, protein, dan ribosom. Nukleolus mengandung: DNA, rRNA, , protein, dan ribosom. Pada sel yang sedang bermitosis, pada metafase, DNA menggulung rapat, padat, dalam bentuk kromosom.

Setiap sel somatik, di dalam setiap intinya mengandung 46 kromosom (2N/diploid): 44 autosom dan 2 kromosom seks (pada laki-laki X dan Y, sedangkan pada perempuan XX), sedangkan pada setiap sel repro-duktif mengandung 23 kromosom saja (N/haploid): pada sel telur: 22 + X, dan pada sperma: 22 + X atau 22 + Y. *

BARR BODY atau KROMATIN - XPada tahun 1949, Barr dan Betram menemukan hal penting, yaitu adanya badan kromatin kecil dalam nukleus sel interfase perempuan, disebut Barr body atau kromatin seks. Sesudah Konperensi Paris tahun 1971, disebut juga kromatin-X, untuk membedakannya dari kromatin-Y. Barr body atau kromatin-X dapat ditemukan sebagai suatu badan kecil dalam posisi yang berbeda-beda di dalam nukleus :

*

Pada sel saraf, Barr body terdapat di dalam nukleoplasma, di dekat nukleolus atau di dekat membran nukleus. Pada sel epitel mukosa pipi, umumnya terikat pada membran nukleus. Pada leukosit neutrofil, Barr body tampak sebagai badan oval kecil yang bertangkai, dengan dasar tangkai melekat pada nukleus, disebut drumstick (pemukul genderang)

*

Apakah Barr body itu ? Barr body atau kromatin-X adalah suatu badan kecil pada nukleus interfase sel jaringan, berasal dari kromosom X yang inaktif, dan mengadakan kondensasi. Kromosom yang satu lagi dari antara dua kromosom seks perempuan normal disebut eukromosom, tidak berkondensasi. Jumlah Barr body/kromatin-X pada setiap sel somatik tubuh adalah nX 1 Berarti jumlah Barr body/kromatin-X adalah satu kurangnya dari jumlah kromosom X di dalam sel. *

Barr body/kromatin X dapat digunakan sebagai pemeriksaaan penunjang (uji sitogenetik) akan adanya kelainan jumlah kromosom seks X dari mukosa pipi (buccal smear test/uji usap mukosa pipi), mis. 44+X0, 44+XXY.Hasil pemeriksaan Barr body/kromatin X dapat diperkuat dengan pemeriksaan sitogenetik lanjutan yaitu pemeriksaan kariotype penderita misalnya dari sel darah putih.*

Sitoplasma: matriks, sitosol, dan organel sel Organel sel berupamikrotubulusribosomretikulum endoplasma granuler (REG) dan agranuler (REA)lisosomperoksisomkompleks Golgimitokondria

*

*Gambar: sel prokariotik

*Gambar: sel eukariotik

*Membran plasma: struktur yang memisahkan kandungan sel dari lingkungan luar. Tebal 6 10 nm, terdiri atas lipid bilayer dengan protein yang menyisip di dalamnya dan KH. Dengan ME tampak membentuk sejumlah lipatan dan membentuk penghubung dengan sel tetangga (baca penuntun praktikum)Fungsi membran plasma:1. protektor, 2. mengatur keluar masuknya zat dari dan ke dalam sel (air dan molekul besar melalui proses endositosis (bila yang memasuki sel benda padat, disebut fagositosis, bila cair, disebut pinositosis) , dan eksositosis, dan 3. untuk komunikasi antara sel.

*Nukleus dan siklus selBentuk nukleus seringkali sama dengan bentuk sel, tetapi dapat juga tidak beraturan. Pada sel kubus, polihedral, bulat, nukleus juga bulat. Pada sel silindris, inti bentuk oval.Kebanyakan sel mononukleus, tetapi ada juga binuklei (sel hepar, sel kartilago). Pertumbuhan dan perkembangan setiap organisme tergantung tergantung pada pertumbuhan dan multiplikasi sel-selnya. Pada organisme multiseluler, individu baru berkembang dari sel primordial tunggal (zigot) yang membelah, terus, menentukan perkembangan dan pembentukan individu.

*Matriks sitoplasma merupakan bagian dasar sitoplasma yang paling penting, mengandung struktur yang menentukan bentuk sel pergerakan sel, sintesis, dan aktivitas metabolik. Mikrotubulus:organel yang berbentuk silindris, yang berfungsi sebagai kerangka sel, alat transportasi di dalam sel, membentuk spindel, sentriol, silia, dan flagela.Ribosom: berupa granula tempat sintesis proteinREG dan REA: membantu proses sekresi k. Golgi K. Golgi: berupa tumpukan kantung (3-13), mempunyai fungsi sekresiMitokondria: struktur silindris diameter < 1 um, dibungkus 2 membran. Membran dalam melipat-lipat (cristae), berfungsi untuk proses respirasi sel. Matriks mitokondria mengandung enzim untuk siklus Krebs; DNA, RNA, ribosom ukuran kecil, mampu sintesis protein untuk kebutuhan mitokondria sendiri (semiautonom).

*Lisosom: - organel polimorf, yang dibungkus oleh membran tunggal. -mengandung enzim hidrolitik, yang berfungsi untuk mencerna/menghancurkan benda asing yang masuk ke sel melalui endositosis, dan bagian sitoplasma yang sudah tua. -berasal dari ER dan k. Golgi. -proteksi sel dan alat pencernaPeroksisom: dibungkus oleh membran tunggal. - mengandung enzim peroksidase,5 yang berperan dalam pemecahan hidrogen peroksida. -Fungsi: proteksi sel

*Nukleus: Nukleoplasma dan nukleolus Nukleoplasma: mengandung DNA, tRNA, mRNA ribosom,protein Nukleolus: mengandung DNA, rRNA, ribosom, protein**DNA setiap sel somatik 6 x 109 pasang nukleotida**Gen: segmen dari DNA: 30.000 gen (man)**Pada sel yang bermitosis stadium metafase DNA menggulung rapat kromosomNukleus mengatur aktivitas dan kehidupan sel melalui koordinasi dan kerja gen, -- ekspresi gen-> protein, enzim

Bagaimana hal itu dapat terjadi, gen/DNA selalu di dalam nukleus, sedangkan sintesis protein terjadi di ribosom dalam sitoplasmaTernyata gen mempunyai strategiCaranya: gen/DNA transkripsi RNA (mRNA, tRNA, rRNA), => dikeluarkan ke sitoplasma.mRNA: membawa pesan yang berupa kodon-kodon triplet (3 nukleotida) dari gen ke ribosom, dan tRNA bertugas menterjemahkan kodon-kodon menjadi asam-asam amino => di sambung menjadi protein*

Gen dalam berekspresi protein/enzim sangat efisien, hanya berekspresi/sintesis protein sesuai kebutuhan sel, bila tidak diperlukan tidak akan berekspresi (nonaktif).Misalnya bila oosit I memerlukan rangsangan untuk berkembang menjadi oosit II => ovum, maka gen FSH dari sel kelenjar hipofisis anterior segera mengekspresikan hormon FSH, untuk kemudian dikirim melalui sirkulasi darah ke sel target (oosit I). Oosit dalam perkembangan tersebut dapat menghasilkan hormon estrogen. Estrogen berfungsi mempertebal endometrium uterus, sehingga bila ada pembuahan terhadap ovum matang, dapat dipakai janin untuk bersarang.

*

*Gambar: DNA

Penghubung antar selPermukaan sel atau membran plasma mengadakan adaptasi terhadap fungsi tertentu sel, disebut diferensiasi permukaan sel. Diferensiasi permukaan sel menghasilkan antara lain : 4 tipe utama jembatan interseluler antar dua sel yang bersebelahan *

Tiga dari jembatan tersebut adalah :Tight junction (Zonula occludens), terletak tepat di bawah permukaan selBelt desmosome (Zonula adherens), letaknya dibawah zonula occludensSpot desmosome (macula adherens), terletak di bawah zonula adherens.

*

Ketiga jembatan interseluler tersebut mempunyai fungsi sebagai penyegel. Dengan adanya penyegel tersebut segala macam zat tidak dapat masuk ke dalam ruang interseluler tanpa melalui sel di sekelilingnya, dengan tujuan agar zat-zat tersebut terkontrol lebih dahulu oleh membran plasma sel yang bersangkutan.

*

Gap junction : jembatan interseluler keempat terletak di bawah macula adherens, jumlahnya banyak, berderet-deret kebawah.Gap junction : berupa saluran kecil dengan diameter sekitar 1,5 4 nm, berfungsi sebagai alat komunikasi atau alat interaksi antar sel (sebagai penghubung di antara dua sel yang bersebelahan).

*

Melalui penghubung ini molekul-molekul kecil seperti ion-ion anorganik, asam amino, gula, nukleotida, vitamin, c-AMP (mediator intraseluler), dan inositol trifosfat dapat melewatinya dari satu sel ke sel tetangga. Penghubung ini tidak dapat melewatkan makromolekul seperti protein, polisakarida, dan asam nukleat.

*

Interaksi antar sel tersebut penting untuk mengkoordinasikan aktivitas sel, dan lebih-lebih hantaran signal antar sel, penting untuk pertumbuhan sel, diferensiasi sel, dan perkembangan organisme yang bersangkutan.

*

*Gambar: penghubung antar sel

Keluar masuknya zat melalui membran plasmaDifusiOsmosisTransport pasifTransport aktifVesikulasi membran plasmaMembrane flux

*

DifusiDifusi: gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamisPotensial kimia : energi bebas per molEnergi bebas : energi untuk melakukan kerja Energi kinetik : energi yang dimiliki partikel dengan suhu di atas 0o K untuk melakukan gerakan Keseimbangan dinamis : partikel tetap bergerak namun jumlah yang masuk seimbang dengan jumlah yang keluar, sehingga difusi berhenti

*

OsmosisOsmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai dicapai keseimbangan dinamisAtauDari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke konsentrasi lebih tinggiDari larutan lebih encer ke larutan lebih kental

*

Transport pasifGerakan partikel dari konsentrasi larutan lebih tinggi ke konsentrasi larutan lebih rendah melalui membran plasma,dengan bantuan protein integral (protein carrier tertentu). Protein tersebut mempunyai tempat pengikat tertentu, khusus untuk zat yang dibawanya.

*

Transport aktifGerakan partikel dari konsentrasi larutan lebih rendah ke konsentrasi larutan lebih tinggi melalui membran plasma, dengan memerlukan energi, dan pompa ion berpasangan. Misalnya: Ion Natrium dari dalam sel ke luar. Keluarnya ion Natrium ini diikuti oleh masuknya ion Kalium dari luar sel. Manfaat transport aktif:*menjaga keseimbangan ion yang dibutuhkan*mendorong transport gula dan asam amino ke dalam sel.

*

Vesikulasi membran plasmaKeluar masuknya zat dari dan ke dalam sel melalui pembentukan vesikel membran plasma.Dibedakan menjadi 2 jenis:Eksositosis dan endositosis

*

Membrane fluxAliran masuk zat melalui saluran yang berupa involusi (penjuluran membran plasma ke dalam sitoplasma)

*

*Gambar transport pasif

*Gambar transport aktif

*Daftar referensi1. De Robertis EDP, De Robertis EMF. Cell and Molecular Biology. Lea & Febiger. Philadelphia. 2007. 2. Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. Molecular Biology of the Cell . Garland Science. New York. 2008 3. Suryo. Genetika manusia. Gajah Mada University Press. 2007 4. Gelehrter, TD & Collins, FS. Principles of medical genetics. Williams & Wilkins. 1996 5. Stratchan, T & Read, AP. Human Molecular Genetics. Bios Scientific Publisher. New York. 2007.