Alfredo Bambang

Struktur Sel Prokariotik

Sel prokariotik biasa berukuran sekitar 2-8 μ

Sel memiliki rasio permukaan dibanding volume yang besar sehingga meningkatkan keefektifan transport zat melalui membran

Komponen sel:

• Membran Sel

• Nukleus

• Sitoplasma (tempat terjadinya reaksi di dalam sel)

• Organel Bermembran

• Organel tidak bermembran

• Zat yang terakumulasi dalam sel

Membran Sel

• Phospolipid Bilayer • Memiliki berbagai protein dengan berbagai

fungsi • Memiliki tambahan gugus karbohidrat pada lipid

(glikolipid) dan protein (glikokaliks dan glikoprotein) yang berfungsi sebagai molekul penanda

• Glikokaliks gugus karbohidratnya panjang dan jumlahnya lebih banyak dari protein yang ditempelinya

• Sebaliknya glikoprotein memiliki gugus karbohidrat yang lebih pendek dan jumlah proteinnya lebih banyak

Membran Sel (fluiditas membran)

• Fospolipid pada membran biasa memiliki “kink” atau lengkungan, hal ini meningkatkan fluiditas membran

• Kolesterol berfungsi untuk mengatur fluiditas membran

• Kolesterol menyusup pada celah antar fosfolipid dan menurunkan fluiditas membran (membran menjadi lebih rigid)

• Sphingolipid membentuk lipid raft

• Pada lipid raft biasa terdapat enzim, protein reseptor / protein lainnya

Fungsi Membran Sel

Nukleus

• Nukleus berukuran sekitar 5 -10 μm dan nukleolus berukuran sekitar 2.5 μm

• Nukleus terdiri atas membran Inti, nukleoplasma dan nukleolus

• Merupakan pusat kontrol genetik • DNA nukleus terikat pada protein histon

yang membentuk serabut panjang / benang Kromatin

• Benang Kromatin memadat membentuk kromosom yang terlihat saat pembelahan sel

• Di dalam nukleus, terdapat massa serabut dan granul yang disebut sebagai nukleolus.

Nukleus

• Nukleolus terdiri dari bagian kromatin DNA dan RNA serta protein.

• Di nukleolus inilah ribosom dibentuk

• Pada membran inti terdapat kompleks protein pori dan ribosom

• Protein pori ini berfungsi sebagai jalan keluar untuk mRNA ke sitoplasma dan juga mengatur pertukaran materi dari nukleus ke sitoplasma

• Pada permukaan bagian dalam membran inti, terdapat struktur penyokong berupa nuclear lamina

Ribosom • Ribosom berukuran sekitar 30 nm • Ribosom tersusun atas rRNA dan protein

(nukleoprotein) • Ada 2 jenis ribosom, yaitu ribosom bebas dan

ribosom terikat organel • Ribosom berguna untuk sintesis protein dan

biasa membentuk poliribosom (pada ribosom bebas)

• Ribosom eukariota (80S) terdiri dari 2 subunit, yaitu subunit besar (60S) dan kecil (40S)

• S (Svedberg unit) menunjukkan laju sedimentasi

Polyribosome

Retikulum Endoplasma

• Terdiri dari 2 jenis:

▫ RE Kasar (terdapat ribosom)

Sintesis protein (terutama protein sekretori dan protein membran) dan membran tambahan

▫ RE Halus (tidak terdapat ribosom)

Sintesis Lipid dan Steroid, serta metabolisme obat

• Tiap lapisan tebalnya sekitar 0,5 μm

• Letaknya menempel pada membran nukleus

• Produk dilepaskan di dalam vesikel yang terlapisi oleh protein tertentu dan kemudian ditransport ke badan golgi untuk diproses lebih lanjut

RE Halus • RE halus bersambung dengan RE kasar • Banyak terdapat enzim-enzim pada membrannya • Dengan paparan terhadap obat tertentu RE halus

dapat meningkat jumlahnya dan mempercepat proses pemecahan obat atau zat lainnya. ▫ Mis: Barbiturat pada sel hati menyebabkan pemecahan

antibiotik dipercepat

• Fungsi lain dari RE halus adalah untuk penyimpanan ion kalsium (terspesialisasi menjadi Retikulum Sarkoplasma)

• Fungsi ini penting pada sel otot ▫ Bila terdapat sinyal dari sel saraf, kalsium akan keluar

dari RE halus ke dlaam cairan sitoplasma dan akan memicu kontraksi sel

Proteasomes

Chaperonins

Badan Golgi

• Memiliki 2 sisi yaitu sisi Cis dan Trans

• Sisi Cis berfungsi untuk menerima vesikel dari retikulum endoplasma

• Pada bagian cisterna terjadi modifikasi protein (Post Translation Modification) / zat lainnya

• Terdapat mekanisme pengecekan produk, dimana bila produk yang terbentuk tidak sesuai akan diproses kembali / didegradasi

• Setelah diproses, pada sisi Trans akan terbentuk vesikel untuk kemudian ditransport ke tempat tujuannya

Fungsi Badan Golgi • Pengemasan, modifikasi dan pemisahan protein

• Modifikasi yang dapat dilakukan contohnya menambahkan gugus karbohidrat atau gugus lainnya pada protein atau fosfolipid

• Sintesis berbagai jenis polisakarida (termasuk bahan matriks ekstraseluler, cth asam hyaluronat)

• Produk dari badan golgi dikemas dalam bentuk vesikel

• Dapat juga membentuk lisosom / vesikel terspesialisasi lainnya

Lisosom

• Berukuran sekitar 1-2 μm • Berisi enzim hidrolitik • Berfungsi untuk memecah molekul yang masuk

melalui endositosis / fagositosis ▫ Lisosom bergabung / fusi dengan vakuola

makanan dan membentuk phagolisosome kemudian mencerna / memecah molekul didalamnya

• Dapat digunakan untuk mendegradasi organel sel yang telah rusak (autophagy) ▫ Vesikel berisi organel yang rusak bergabung / fusi

dengan lisosom dan kemudian organel tersebut didegradasi

Lisosom • Lisosom juga berfungsi untuk menghancurkan

bakteri

• Lisosom juga berfungsi sebagai pusat daur ulang organel yang rusak, sehingga sebagian molekulnya dapat dipakai untuk membentuk organel baru

• Fungsi lisosom sangat penting, sehingga gangguan pada penyimpanannya seperti yang diakibatkan oleh penyakit genetik dapat menyebabkan penyakit yang berat

• Fumpe's disease

▫ akumulasi glikogen di sel hati

• Tay-Sach disease

▫ akumulasi lemak di sel saraf

Peroksisom

• Berukuran sekitar 1-2 μm

• Berisi enzim katalase

• Berguna untuk memecah hidrogen peroksida (ROS) yang diproduksi oleh sel saat melakukan metabolisme

• Enzim katalase memecah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen

• Selain itu juga berguna untuk detoksifikasi berbagai senyawa dan racun

Kerjasama dari sistem Endomembran (organel bermembran)

Mitokondria dan Kloroplast

• Mitokondria berukuran sekitar 4 x 0,8 μm dan kloroplast berukuran sekitar 5 x 2 μm

• Mitokondria berfungsi untuk menghasilkan energi berupa ATP dan Kloroplast merupakan organ fotosintetik

• Merupakan organel bermembran ganda

• Memiliki ribosom sendiri dan DNA sendiri

• Diduga merupakan organel hasil simbiosis (teori endosimbion)

• Terjadi pertukaran materi antara mitokondria dan kloroplas dengan sitoplasma

Endosymbionic Theory

Sitoskeleton

• Terdiri dari: ▫ Mikrotubulus Pembentuk beberapa organel (Sentrosom, silia dan

flagela) Sentrosom untuk pergerakan kromosom saat mitosis Mempertahankan bentuk sel Pergerakan / perpindahan organel

▫ Mikrofilamen Pergerakan sel (pseudopodia), Sirkulasi sitoplasma,

cleavage sel

▫ Filamen Intermediet Mempertahankan bentuk sel Memfiksasi organel pada tempatnya Membentuk nuclear lamina

Sentrosom terdiri dari triplet mikrotubulus

Power stroke dan recovery stroke

Microfilament and motility

Referensi

• Reece et al. Campbell Biology 10th Edition; 2014 • Gerald Karp. Cell and Molecular Biology

Concepts and Experiments 7th Edition; 2013 • Lodish et al. Molecular Cell Biology 7th Edition;

2013 • Silverthorn et al. Human Physiology: an

Integrated Approach 5th Edition • Marieb et al. Human Anatomy and Physiology

9th Edition • Mc Cance et al. Pathophysiology The Biologic

Basis of Disease in Adult and Children 6th Edition