BAHAN PENYUSUN SEL

Biologi SelSemester Gasal 2011/2012Esti Widowati,S.Si.,M.P

04

/13

/23

1

Beragam struktur dan fungsi sel tidak dapat dilepaskan dari molekul dan reaksi-reaksi kimia

Proses-proses kimia yang terjadi di dalam sel ataupun organisme juga tidak bisa dilepaskan dari hukum-hukum universal fisika

Biologi sel mempelajari reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam suatu sistem (yang memunculkan) kehidupan

04

/13

/23

2

PERAN PENTING BAHAN PENYUSUN SEL

Rantai karbon (penyusun utama organisme dengan ikatan stabil dan fungsional) termasuk oksigen, hidrogen dan nitrogen

Air Permeabilitas selektif membran

(dilengkapi protein integral) Polimerisasi pembentukan

makromolekul penting Self-assembly

04

/13

/23

3

Self-assembly

1. Sebagian besar protein mempunyai kemampuan self-assembly

2. Chaperone adalah molekul yang terlibat dalam pembentukan struktur protein

3. Interaksi non-kovalen terlibat dalam pembentukan struktur makromolekul

4. Keterbatasan self-assembly5. Hirarki assembly memberikan

keuntungan tersendiri bagi sel

04

/13

/23

4

BAHAN UTAMA SEL

Air Karbohidrat Protein Lipid Asam Nukleat Mineral (kalsium, natrium, kalium dan sulfur)

termasuk makronutrien dan mikronutrien

Bahan tersebut juga terdapat pada protoplasma yang berada pada konsistensi sol dan gel dan berkaitan dengan gerakan Brown

04

/13

/23

5

AIR

Bersifat polar Kohesif Pelarut Kapasitas peredam suhu tinggi Ikatan kovalen antara satu molekul hidrogen

dan dua molekul oksigen Media reaksi enzimatis metabolisme

04

/13

/23

6

KARBOHIDRAT Monosakarida (pentosa dan heksosa),

oligosakarida dan polisakarida Monosakarida menjadi substrat dalam reaksi

oksidasi metabolisme sel Rangka penyusun dinding sel antara lain

pati, selulosa, hemiselulosa, lignin, pektin, kitin yang termasuk polisakarida

Polisakarida dapat menjadi cadangan energi (glikogen)

Ribosa menjadi penyusun RNA dan ATP Deoksiribosa menjadi penyusun DNA Glikoprotein dan Glikolipid menjadi

komponen membran sel

04

/13

/23

7

PROTEIN

Protein tersusun atas asam amino (20 asam amino)

Setiap asam amino memiliki gugus amino, gugus karboksil dan gugus R

Asam amino dapat bersifat polar, nonpolar atau netral serta memiliki karakter khas

Antara asam amino dihubungkan dengan ikatan peptida

Fungsi protein bersifat spesifik misalnya enzim

Struktur protein antara lain primer, sekunder, tersier dan kuarterner

04

/13

/23

8

LIPID Bersifat hidrofobik Asam lemak tersimpan didalam sitoplasma

sel dalam bentuk molekul trigliserida (tiga rantai asam lemak yang bergabung dengan gliserol)

Asam lemak larut dalam pelarut organik (benzene, etanol, eter dan kloroform)

Fosfolipid komponen utama membran sel Steroid termasuk hormon Asam lemak tak jenuh ada pada tumbuhan Asam lemak jenuh pada hewan Trigliserida sebagai sumber energi Lemak disimpan pada jaringan bawah kulit

04

/13

/23

9

KROMOSOM

Komponen sel didalam nukleus sebagai pembawa sifat dalam pembelahan sel

Memiliki susunan, fungsi dan bentuk khusus serta memiliki kemampuan untuk bereplikasi

Pengamatan dilakukan pada tahap metafase Pemeriksaan menggunakan zat warna basis

(metode Fuelgen) atau hematoksilin atau acetocarmine

Pengamatan dibantu larutan hipotonik Diteliti oleh Hofmeister (1848) dan Waldeyer

(1888)

Kromosom memiliki1. Sentromer : Bagian kromosom pada daerah

penyempitan primer diantara lengan kromosom. Kromosom ini disebut kinetokor (pusat pergerakan kromosom dalam pergerakan sel dan bagian ini dihubungkan dengan benang fibril ke kutub sel)

2. Telomer : Lengan kromosom yang sering juga memiliki penyempitan sekunder yang didalamnya mengandung nucleolar zone/organizer untuk pembentukan nukleolus. Setiap inti rata-rata memiliki 2 kromosom yang memiliki nucleolar zone/organizer

04

/13

/23

12

Penyempitan/konstriksi sekunder dapat dibedakan dengan konstriksi primer karena letaknya pada telomer yang lurus

Konstriksi primer terletak pada telomer yang membentuk sudut

Bagian dalam lengan kromosom terdapat kromonemata, spiral DNA dan satelit

Molekul DNA pada kromosom manusia sepanjang 7,3 cm membentuk spiral setebal 2,3 nm dan panjang 1300 m

Satelit terletak di ujung telomer berbentuk bulat dan dihubungkan dengan filamen kromosom. Hanya beberapa kromosom saja yang memiliki satelit (SAT)

Nukleus memiliki heterokromatin dan eukromatin (Heitz, 1928). Heterokromatin bersifat mengikat warna lebih kuat atau bersifat heteropiknotik positif.

Heterokromatin merupakan condensed chromatin terletak dalam kromosom terutama pada satelit, konstriksi sekunder, sentromer atau bagian lain dari telomer

Eukromatin atau extended chromatin yaitu bagian kromosom yang tidak bergelung dan tidak terlihat karena bersifat heteropiknotik negatif

Heterokromatin fakultatif terdapat sepasang yang salah satunya tidak bersifat heterokromatik atau terlihat sebagai Barr Body (Epitel Pipi) atau Drum Stick (Leukosit)

Heterokromatin konstitutif terdapat pada hampir setiap pasangan kromosom

Heterokromatin

1. Telosentrik : Sentromer terletak diujung kromosom

2. Akrosentrik : Sentromer terletak di dekat ujung

3. Submetasentrik : Sentromer di dekat pertengahan

4. Metasentrik : Sentromer terletak di tengah

Letak Sentromer

Jumlah kromosom tidak sama pada setiap spesies tetapi selalu tetap jumlahnya pada setiap sel

Perubahan jumlah kromosom akan menyebabkan kelainan dalam pertumbuhan dan perkembangan sel

Jumlah kromosom paling sedikit pada cacing Nematoda (2) dan terbanyak pada kupu-kupu Spanyol (Lysandra nivescens) dengan 380 kromosom

Manusia 46 kromosom atau 23 pasang (22AA + XX/XY)

1. Peripheral Chromatin : kelompok kromatin yang menempel pada membran inti

2. Chromatin Island/granules/Particles : kelompok kromatin yang membentuk pulau di bagian tengah inti

3. Nucleolus Associated Chromatin : mengelilingi nuklelolus

Kromatin adalah bagian dari benang kromosom yang bergelung.

Benang kromosom sangat halus dan tidak terlihat

Kromatin

Didalam kromosom terdapat protein sebesar 72%, DNA 16% dan RNA 12%

Protein dalam kromosom berupa ikatan nukleoprotein (berbentuk protamin yang mengelilingi DNA dan histon yang berfungsi menghambat transkripsi DNA sehingga DNA tidak aktif selama interfase

Pengamatan kromosom dilakukan pada tahap metafase menggunakan kolkisin untuk menghentikan mitosis dan larutan hipotonik untuk memisahkan kromosom satu sama lain

Sel yang diamati adalah sel embrionik Karyotyping kromosom manusia dilakukan

berdasarkan panjang kromosom dan letak sentromernya (1960)

ASAM NUKLEAT Basa nitrogen asam nukleat tersusun atas

basa purin dan pirimidin DNA tersusun atas nukleotida (gula

deoksiribosa, basa nitrogen yaitu Adenin (A), Guanin (G), Timin (T) dan Sitosin(S) serta fosfat)

RNA tersusun atas nukleotida seperti DNA kecuali gula ribosa dan basa Timin (T) diganti Urasil (U)

04

/13

/23

22

2 rantai membentuk struktur helix Backbone : gula-fosfat nitrogenous bases form steps in ladder

Pasangan basa A berikatan dengan T (2 ikatan hidrogen) G berikatan dengan C (3 ikatan hidrogen)

Rantai antiparalel 3’to 5’ dan 5’to 3’ Setiap rantai merupakan template untuk

pembentukan rantai baru Urutan basa merupakan kode DNA

04

/13

/23

23

04

/13

/23

24

DNA contains one of four nucleotides: adenine (A), thymine (T), cytosine (C), and guanine (G).

A+T or C+G

04

/13

/23

25

04

/13

/23

26

04

/13

/23

27

RNA 5-C gula ribosa Basa nitrogen Adenin, Guanin, Sitosin, Urasil

(pengganti Timin pada DNA) Struktur linear atau globular Komplementer pasangan basa dengan DNA Tipe RNA ada 3 yaitu mRNAa. Dibentuk didalam inti sel/nukleusb. Dibentuk dengan komplementer DNA

selama transkripsic. Setiap 3 basa (kodon) merupakan kode

untuk 1 asam amino d. Membawa kode genetik

04

/13

/23

28

tRNAa. Transfer asam amino dari sitoplasma ke

ribosom/mRNAb. Pengikatan pada 3' end disebut aminoacyl

tRNA c. Antikodon dengan kodon dari mRNArRNAa. Globularb. Membentuk kompleks untuk ribosom

04

/13

/23

29