STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANEL SEL

STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANEL SEL Tuti Nuraini, SKp., M.Biomed. Sri Sugiwati, SSi., MSi.

Tuti N. dan Sri S., FIK 2009

1

SEL

Semua mahluk hidup terdiri dari sel-sel yaitu ruangruang kecil berdinding membran berisi cairan kimia pekat dalam pelarut air. Terdapat dua jenis sel, yaitu sel prokariot dan eukariot. Sel prokariot terdapat pada mikroorganisme sel tunggal, yaitu bakteri dan ganggang hijau-biru (sianobakteri). Sedangkan sel eukariot terdapat pada makroorganisme, yaitu tumbuhan dan hewan dan mikroorganisme, yaitu fungi, ganggang, protozoa. Istilah prokokariot dan eukariot diturunkan dari bahasa Yunani karyon yang berarti kacang, biji, atau inti. Prokariot berarti “pra inti,” dan eukariot berarti “inti yang terbentuk secara baik”. Pada prokariot, senyawa genetik ditempatkan di dalam suatu badan inti atau badan serupa inti yang tidak dikelilingi oleh membran. Eukariot, memiliki inti sel yang amat kompleksTuti dan oleh selubung N. dan Sri dikelilingi S., FIK 2009 inti yang terdiri dari dua membran.

2

Perbedaan sel prokariot dan eukariot Ciri-Ciri Ukuran sel : Diameter Struktur genetik : Membran inti Nukleolus Kromosom

Prokariot

Eukariot

0,2-5 µm

2-100 µm

DNA sirkular

+ + DNA linier

70 S +

+ + + 80 S + -

Struktur sitoplasma: Retikulum endoplasma Mitokondria Lisosom Ribosom Sitoskeleton Dinding sel mengandung peptidoglikan Tuti N. dan Sri S., FIK 2009

3

Struktur organel sel Eukaryote (Starr, 1998)


4

Struktur sel bakteri (Raven, 2002)


5

KOMPOSISI KIMIA SEL

• AIR → Sekitar 70% dari total massa sel adalah air. • ION ANORGANIK: Na+, K+, Mg2+, fosfat (HPO4²‾), klorida (Cl‾), bikarbonat (HCO3‾) → sekitar 1% dari massa sel • BIOMOLEKUL: Karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat


6

MEMBRAN PLASMA

Membran sel sangat penting bagi kehidupan sel, bersifat dinamik dan fluid (cair) Fungsi membran sel: memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan ekstrasekuler, membatasi kompartemen internal yang terdiri dari inti sel dan organel-organel sitoplasmik. Molekul lipid membran diatur sebagai suatu lapisan ganda kontinu, setebal 5 nm →disebut lipid bilayer →yang berfungsi sebagai pemberi struktur dasar dari membran dan berperan sebagai barier yang relatif impermeable dan terdapat sebagian besar molekul larut air Tuti N. dan Sri S., FIK 2009

7

LIPID MEMBRAN Komponen utama dari lipid membran adalah fosfolipid. Fosfolipid merupakan molekul amfipatik, yang terdiri dari 2 rantai asam lemak hidrofobik dan gugus kepala hidrofilik yang mengandung fosfat. Karena ekor asam lemaknya sedikit larut dalam air, fosfolipid secara spontan membentuk bilayer dalam larutan air, dengan ekor hidrofobik berorientasi pada bagian dalam membran dan gugus kepala polar terekpos ke bagian air. Empat fosfolipid utama yang terdapat pada membran plasma sel mamalia adalah: fosfatidilkolin, spingonyelin, fosfatidilserin, dan fosfatidiletanolamin


8

Model membrane plasma (Mader, 2000)


9

Molekul-molekul fosfolipid bilayer dapat bergerak dengan dua cara: ♣ Rotasi ♣ Difusi lateral →molekul fosfolipid bertukar tempat dengan molekul sebelahnya dalam suatu monolayer. ♣ Flip-flop →molekul fosfolipid bermigrasi dari monolayer yang satu kemonolayer lainnya, keadaan ini jarang terjadi.


10

Gerakan molekul fosfolipid bilayer (Campbell, 2002)


11

Fluiditas (kecairan) dari lipid bilayer tergantung pada komposisi dan temperaturnya. Misalnya, lipid yang mengandung asam lemak tidak jenuh memiliki fluiditas yang lebih tinggi dari pada asam lemak jenuh →karena asam lemak tidak jenuh, memiliki ikatan rangkap yang dapat melekuk, sehingga membuatnya lebih sulit untuk tertata secara rapat dari pada asam lemak jenuh. Melekul kolesterol menyisip ke dalam bilayer dengan gugus hidroksil polarnya terletak dekat gugus kepala hidrofilik dari fosfolipid dan cincin hidrokarbon dari kolesterol berinteraksi dengan rantai asam lemak. Interaksi ini menurunkan mobilitas bagian luar asam lemak, sehinnga menjadi rigid (kaku). Penyisipan kolesterol juga merintangi interaksi di antara rantai asam lemak, sehingga menjaga fluiditas membran pada temperatur rendah.


12

Kolesterol, protein integral & perifer menyisip pada lipid bilayer (Campbell, 2002)


13

PROTEIN MEMBRAN Protein merupakan komponen penyusun lainnya dari membran, yang menyusun 25-75% dari massa membran sel. Model dari struktur membran, diusulkan oleh Jonathan Singer dan Garth Nicolson (1972), menggambarkan membran sebagai fluid mosaic, dengan protein disisipkan ke dalam lipid bilayer. Protein membran dibagi menjadi dua kelompok, berdasarkan sifat dari asosiasinya di dalam lipid bilayer: ♣ protein membran integral →tertanam secara langsung di dalam lipid bilayer. ♣ Protein membran peripheral →tidak disisipkan ke dalam lipid bilayer, tetapi berasosiasi dengan membran secara tidak langsung, umumnya melalui interaksi dengan protein membran integral.


14

PERMEABILITAS LIPID BILAYER BEBAS PROTEIN

Sejumlah molekul akan berdifusi melintasi lipid bilayer bebas protein menuruni gradien konsentrasinya. Laju difusi tergantung pada ukuran molekul dan kelarutannya dalam lipid. Semakin kecil molekul dan semakin mudah larut dalam lipid →semakin cepat berdifusi melintasi lipid bilayer. Molekul nonpolar kecil, seperti O₂dan ₂ CO₂₂ larut dalam lipid bilayer, dan dengan cepat melintasi lipid bilayer. Molekul polar tidak bermuatan juga berdifusi dengan cepat melintasi bilayer, jika ukurannya cukup kecil, seperti air, etanol, dan urea. Gliserol berdifusi lambat, sedangkan glukosa tidak dapat berdifusi. Lipid bilayer tidak permeabel terdapat molekul bermuatan (ion) →karena muatan dan tingkat hidrasi yang tinggi dari ion menyebabkannya tidak 15 Tuti N. dan Sri S., FIK 2009 dapat memasuki fase hidrokarbon dari bilayer

PROTEIN TRANSPORT MEMBRAN-CARRIER DAN CHANNEL

Seperti lipid bilayer sintetik, membran sel dapat melewati air dan melekul nonpolar secara difusi sederhana. Membran sel juga dapat melewati berbagai molekul polar, seperti ion, gula, asam amino, nukleotida, dan berbagai metabolit sel yang tidak dapat dilewati pada lipid bilayer sintetik. Protein mebran yang bertanggung jawab untuk mentransfer zat terlarut tersebut disebut protein transport membran, yang terdapat dalam dua jenis, yaitu: 1. 2.

• •

Carrier protein (disebut juga carrier, permease, atau transporter) mengikat zat terlarut spesifik untuk ditransport melintasi membran. Channel protein →tidak mengikat zat terlarut, tetapi membentuk hydrophilic pores yang meluas melintasi lipid bilayer: ketika pore terbuka, zat terlarut spesifik (biasanya ion anorganik) dapat melintasi pore.

Proses melintasi membran dengan menggunakan protein transport membran disebut transport pasif (difusi terfasilitasi). Transport aktif →pergerakan solute melawan gradien konsentrasi, memerlukan energi ATP, menggunakan protein carrier. Tuti N. dan Sri S., FIK 2009

16

Fungsi membran protein (Campbell, 2002)


17

Pompa Natrium Kalium (Campbell, 2002)


18

TRANSPORT AKTIF

Proses pergerakan substansi dari daerah berkonsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi →bergerak melawan gradien konsentrasi. Memerlukan asupan energi Ada 2 tipe umum dari sistem transport aktif, yang hampir dimiliki oleh seluruh sel, yaitu: A.

B.

Transport ion K+ dan Na+ Konsentrasi ion Kalium di dalam sel (intraselular) lebih tinggi dari pada di luar sel (ekstraselular), sedangkan konsentrasi ion Natrium intraselular lebih rendah dari pada ekstraselular →Disebabkan oleh adanya sistem transport aktif yang memompa ion Na+ keluar sel dan memompa ion K+ ke dalam sel, melawan gradien kosentrasi. Tranpost glukosa dan asam amino. Glukosa dan asam amino adalah makromolekul polar yang dapat melintasi membran sel →Disebabkan membran sel memiliki carrier protein, yang berfungsi Tuti N. dan Sri S., FIK 2009 untuk mengikat dan mengangkut nutrien polar tertentu atau produk akhir metabolik melintasi membran.

19

Transport Aktif (Mader, 2000)


20

STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANEL SEL

Recommend Documents