ORGANISASI MOLEKULER SEL

Khusnul Diana

POKOK BAHASAN :

1. Dasar-dasar mekanisme genetik

2. Membran plasma

3. Mitokondria

4. Nukleus sel

5. Sitoskleleton

6. Cell signaling

1. Dasar-dasar mekanisme genetik

Komponen terkecil penyusun makhluk hidup disebut sel.

Setiap sel memiliki nukleus yang mengandung kromosom.

Setiap makhluk hidup memiliki jumlah kromosom tertentu.Dalam kromosom ditemukan DNA yang berperan pentingdalam menentukan sifat genetik setiap individu.

Sifat genetik itu dapat diwariskan kepada generasiberikutnya. Oleh karena setiap individu memiliki DNA yangkhas, maka DNA dapat digunakan untuk identifikasimakhluk hidup.

5

Pada tahun 1869, Friedrich Miesher bahwa pada nukleus terdapat zatyang mengandung fosfor yang sangat tinggi dan diberi nama nuklein.

Nama ini kemudian diubah menjadi asam nukleat.

Asam nukleat ini terdiri dari 2 tipe, yaitu asam deoksiribonuleat(DNA) dan asam ribonukleat (RNA)

Bahan Genetik

6

Ada 4 macam basa nitrogen penyusun DNA/RNA:

Adenine - A (purine)Guanine - G (purine)Cytosine - C (pyrimidine)Thymine - T (pyrimidine), yang pada RNA digantikan Uracil (U)

Molekul DNA/RNA

Pada virus (misalnya virus mozaik tembakau) tidak memiliki DNA dan hanyamemiliki RNA.

DNA dapat pula dijumpai pada mitokondria (tumbuhan dan hewan)dan kloroplas (tumbuhan).

7

Jumlah basa purine sebanding dengan jumlah basa pyrimidine

(A+G) = (C+T)

Jumlah basa adenine sebanding dengan jumlah basa thymine A = T

Jumlah basa guanine sebanding dengan jumlah basa cytosine G = C

CHARGAFF`s Ratios atau CHARGAFF`s Rule

Kode Genetik

Suatu aturan yang menetapkan bahwa pada sintesis protein suatu tripletnukleotida akan mengkode asam amino tertentu.

8

Struktur DNA dan RNA

10

Second letter

Fir

stle

tter

Third

lette

r

Genetic code

2. MEMBRAN PLASMA

merupakan bagian terluar sel yang membatasi bagian dalamsel dengan lingkungan luar.

Membran sel merupakan selaput selektif permeabel, artinyahanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa,asam amino, gliserol, dan berbagai ion.

Fungsi :1. Sebagai reseptor (penerima) rangsang dari luar,2. Melindungi agar isi sel tidak keluar meninggalkan sel.3. Mengontrol zat-zat yang boleh masuk maupun keluar meninggalkan

sel. Bersifat semipermeabel (selektif permeabel).4. Sebagai tempat terjadinya kegiatan biokimiawi

Membran sel terdiri atas : lipoprotein(lapisan proteindan lapisan lipid).

Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu lipidbilayer

Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid.

Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugusfosfat, (kepala = polar = hidrofilik =suka air) danbagian ekor (nonpolar = hidrofobik = tidak suka air).

Lipid terdiri atas fosfolipid, glikolipid, dan sterol.

1. Fosfolipid, yaitu lipid yang mengandung gugusan fosfat.

2. Glikolipid, yaitu lipid yang mengandung karbohidrat.

3. Sterol, yaitu lipid alkohol terutama kolesterol.

3. MITOKONDRIA

Fungsi mitokondria:

Mitokondria mengandung enzim-enzim yang diperlukanuntuk memperoleh energi yang tersimpan dalam bentukkarbohidrat dan molekul bahan bakar yang lain danmenggunakan energi tersebut untuk membentuk ATP,suatu molekul yang dibutuhkan sel untuk bekerja

Proses-proses ini merupakan bagian dari respirasi selaerob, terutama dikenal sebagai siklus Kreb dantransport elektron.

SIKLUS KREB : disebut sebagai siklus sel atau reaksiasam sitrat

Berlangsung di matris mitokondria

Terdiri atas 8 tahan reaksi

Menghasilkan (tiap molekul) :

2 ATP (Adenosin Trifosfat)

4 CO2 (Karbondioksida)

6 NADH (Nikotinamida Adenosin Dinukleotida Hidrogen)

2 FADH2 (Flavin Adenine Dinucleotide Hidorgen )

Struktur mitokondria

Mitokondria mempunyai sistem membran ganda,membran luar adalah halus, membran dalam melipatke dalam dan berbelit-belit, membentuk Krista

Membran ganda dari mitokondria membentuk duakompartemen yang diisi dengan cairan. Ruang didalam kompartemen terletak antara membran luardengan Krista, dan matrik mitokondrial pusat terbentukoleh membran Krista dalam. Susunan ini memfasilitasifunsi mitokondria

Sel dapat memiliki mitokondria dari sedikit sampaibanyak, tergantung energi yang dibutuhkan oleh sel

Mitokondria mengandung DNAnya sendiri danribosomnya dapat bereplikasi sendiri

4. NUKLEUS SEL

Nukleus atau inti sel merupakan pengendali kegiatan sel.

Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel.

Diameter sekitar 10 µm .

Letak : di tengah sel dan berbentuk bulat atau oval.

Umumnya sel organisme berinti tunggal, tetapi ada juga yangmemiliki lebih dari satu inti.

Berdasar jumlah nukleus, sel dapat dibedakan sebagai berikut.

1. Mononukleat (berinti tunggal), misalnya sel hewan dantumbuhan.

2. Binukleat (inti ganda), contohnya Paramaecium.

3. Multinukleat (inti banyak), misalnya Vaucheria (sejenis alga) danbeberapa jenis jamur.

Di dalam nukleus terdapat matriks yang disebutnukleoplasma, nukleolus, RNA, dan kromosom.

Kromosom tersusun atas protein dan DNA.

1. Membran Nukleus (Selaput Inti)

merupakan bagian terluar inti yangmemisahkan nukleoplasma dengansitoplasma.

Terdiri atas dua lapis membran(bilaminair), setiap lapis merupakanlapisan bilayer.

Ruang antara membran disebutperinuklear atau sisterna.

Pada membran ini terdapat porus yangberfungsi untuk pertukaran molekuldengan sitoplasma.

Berdasarkan ada tidaknya selaput inti,dibedakan :

Sel prokariotik (tidak memilikiselaput inti)

Sel eukariotik (memiliki selaputinti).

2. Nukleoplasma2. Nukleoplasma Nukleoplasma adalah cairan inti

(karyotin) yang bersifattransparan dan semisolid(kental).

Mengandung kromatin, granula,nukleoprotein, dan senyawakimia kompleks.

Pada saat pembelahan sel,benang kromatin menebal danmemendek serta mudahmenyerap zat warna disebutkromosom.

Benang kromatin tersusun atasprotein dan DNA.

Di dalam benang DNA inilahtersimpan informasi kehidupan.DNA akan mentranskripsi diri(mengopi diri) menjadi RNA yangselanjutnya akan dikeluarkan kesitoplasma.

3. Nukleolus (anak inti)

Tersusun atas : fosfoprotein, orthosfat, DNA, danenzim.

Nukleolus terbentuk pada saat terjadi prosestranskripsi (sintesis RNA) di dalam nukleus.

Fungsi :

1. Pengatur pembelahan sel.

2. Pengendali seluruh kegiatan sel

3. Pembawa informasi genetik

5. SITOSKELETON

Sitoskeleton atau rangka sel tersusun atas tiga jenisserabut yang berbeda :

1. Mikrofilamen

2. Mikrotubulus

3. Filamen intermediar

1. Mikrofilamen

Mikrofilamen adalah rantai ganda protein yangbertaut dan tipis.

Tersusun atas dua macam protein, yaitu aktin danmiosin.

Mikrofilamen banyak terdapat pada sel-sel otot.

Diameter 7 nm

2. Mikrotubulus Mikrotubulus adalah rantai-rantai

protein yang membentuk spiral.

Panjangnya mencapai 2,5 mmdengan diameter 25 nm.

Mikrotubulus tersusun atas tubulin.

Mikrotubulus merupakan penyusunsitoskeleton yang terbesar.

Mikrotubulus terdapat padagelendong sel

Fungsi :

mengarahkan gerakan komponen-komponen sel

mempertahankan bentuk sel

membantu dalam pembelahan mitosis.

3. Filamen Intermediar• Filamen intermediar adalah rantai mol

ekul protein yang membentuk untaianyang saling melilit

• Filamen ini berdiameter 8 – 10 nm.

• Disebut serabut intermediar karena ukurannya di antara ukuran mikrofilamendan mikrotubulus.

• Serabut ini tersusun atas protein yangdisebut fimentin, tetapi tidak semua selfilamen intermediarnya tersusun atas fimentin. Misalnya sel kulit filamennya tersusun atas protein keratin.

6. Cell signaling

Umumnya diperantarai oleh molekul sinyalekstraseluler Memberi sinyal pada sel yang jauh

Sel yang berdekatan

Target: protein efektor yang akan berubah jikajalur sinyal diaktivasi.

Efektor: dapat berupa protein pengatur, ionchannel, jalur metabolik atau bagian sitoskeleton

Jalur signaling intraseluler yang diaktivasioleh molekul sinyal ekstraseluler

Molekul pemberi sinyalumumnya berikatan denganprotein reseptor yangterletak pada membranplasma dari sel target danmengaktivasi satu ataubeberapa jalur signalingyang diperantarai olehprotein signaling . Akhirnyaakan merubah aktivitas dariprotein efektor dan perilakusel

Pengikatan molekul sinyal ekstraseluler padareseptor permukaan sel dan reseptor intraseluler

A. Reseptor permukaan sel Kebanyakan molekul sinyal:

hidrofilik, tidak dapat menembus membran plasma secaralangsung

mengikat reseptor permukaan sel yang menghasilkan sinyaldi dalam sel target

B. Reseptor intraseluler Beberapa sinyal molekul bersifat hidrofobik (sangat

sukar larut dalam air) dapat berdifusi menembusmembran plasma dan mengikat pada protein reseptordalam sel target baik di sitoplasma atau di dalamnukleus

a) Melalui kontak: sel harus kontak membran dengan membran

b) Parakrin: tergantung pada sinyal yang dilepaskan ke ruangekstraseluler dan beraksi secara lokal pada sel tetangga

c) Sinaptik dilakukan oleh syaraf yang menyampaikan sinyalelektrik sepanjang akson dan melepaskan neurotransmiterpada sinapsis yang kadang terletak jauh dari tubuh sel syaraf.

d) Endokrin: tergantung pada sel endokrin yang mensekresikanhormon ke dalam pembuluh darah untuk didistribusikan keseluruh tubuh