BAB IV NUKLEUS I. PENDAHULUAN Bab ini

BAB IV
NUKLEUS
I.
PENDAHULUAN
Bab ini menerangkan struktur, komponen dan fungsi nukleus, nukleolus,
materi genetik di dalamya. Bagaimana transport molekul terjadi dalam nukleus
juga diterangkan dalam bab ini.
Diharapkan setelah mengikuti pokok bahasan ini mahasiswa dapat
menjelaskan struktur dan fungsi nukleus dan materi genetik di dalamnya,
menganalisis transport molekul dari dan ke dalam nukleus, menguraikan struktur
internal dan fungsinya.
II.
MATERI
A. NUKLEUS
Nukleus umum terdapat pada sel eukariot dan merupakan tempat
mayoritas material genetik sel (DNA-yang juga dapat ditemukan di mitokondria
dan kioroplast). Nukleus mengandung komponen dan enzim yang diperlukan
menjaga dan mentranskrip material genetik secara selektif (misal membuat
rnRNA) dan menggandakan DNA. Nukleus juga bertanggung jawab untuk
sintesis dan penggabungan komponen yang diperlukan untuk mentranslasi
material genetik (ribosom, tRNA, meskipun translasi dilakukan di sitoplasma.
Nukleus terdiri dai
•
Kompleks selaput inti-membran dalam dan luar yang mengelilingi stuktur
internal yang amorfus
•
Struktur internal yang terdiri dari:
-
kromatin: kompleks DNA dan protein
-
matriks inti: network protein fibrillar
-
larnina inti: network protein fibrillar di bawah selaput
-
nukleolus: struktur amorfus dan kompak dimana gabungan ribosom
menempati nukleoplasma.
Gambar 4.1. Nukleus
Fungsi:
•
menyimpan gen pada kromosom
•
mengatur gen dalam kromosom dalam proses pembelahan sel
•
mentransport faktor regulasi dan produk gen melewati pori inti
•
menghasilkan pesan (mRNA) yang mengkode protein
•
menghasilkan ribosom dalam nukleus
•
mengatur DNA uncoiling dalam replikasi gen
B. SELAPUT INTl (NUCLEAR
NUCLEAR ENVELOPE)
ENVELOPE
Struktur
Nukleus dipisahkan dan sitoplasma dengan selaput inti, suatu sistem
membran yang terdiri dari dua membran kosentrik, membran yang satu
berlapis dibawah yang lain. Membran luar berhubungan dengan sitoplasma
dan membran dalam yang memisahkan dengan bagian luar dan menghadap
interior dalam sel.. Selaput ini berperforasi dengan adanya poni antara 70 - 90
nm. Poni ini berisi rnasa yang menyerupai cincin yang berisi protein (annulus)
yang mengatur pergerakan molekul besar seperti DNA dan protein. Sebagian
besar inti terdapat masa yang sangat kecil, fiber knomation
kno ation yang berl
berlipat dan
tidak beraturan, tebalnya sekitar 10-30
10
nm yang terdin dan DNA inti.
Fungsi:
-
memisahkan materi
mater genetik dari sitoplasma
-
memisahkan RNA “immature” dan elemen translasi (mRNA haru
harus diproses
sebelum ditranslasi)
-
mengatur masuk dan keluarnya molekul besar dan kompleks
Gambar 4.2. Selaput inti dan kompleks pori
C. KOMPLEKS PORI INTl
Keistimewaan selaput inti adalah adanya pori yang berhubungan
dengan tingkat aktivitas inti. Biasanya terdapat kurang-Iebih
kurang Iebih 20 pori per µm2
selaput inti, 3000-4000
4000 per nukleus
nukl
mamalia. Pori ini berperan dalam transport
inti-sitoplasma.
Struktur
Pori inti terbentuk pada daerah dalam dan luar membran selaput int
inti.
Kurang lebih berdiam
meter 120 nm yang terdiri dari lebih 100 macam protein
yang berbeda. Terdiri dari
da sub unit-sub unit berdiameter 15-20
20 nm yang
membentuk suatu cincin dimana tiap sub unit menghadap dalam membentuk
seperti roda (Gambar 4.3).
Ga
Gambar
4.3. Pori inti (Albert et al., 1994)
Fungsi:
•
adanya sistem pengaturan menghasilkan sembilan 9 nm chanel yang
terdiri dari 8 chanel mengelilingi pusat dan yang ke sembilan adalah pusat
transport
•
transport pasif: ion, metabolit, protein globulat 20.000-60.000Mr
20.000 60.000Mr termasuk
histone
•
transport aktif (tergantung
(tergant
GTP) molekul besar ke dalam inti.
•
Pengiriman molekul ke luar inti
D. KROMATIN
Kromatin adalah nama
na a yang rnenggambarkan material inti yang
mengandung kode genetik. Kode genetik tersebut tersimpan dalarn kromosom.
Ada dua tipe kromatin: Heterokromatin dan Eukromatin.
Heterokromatin
Merupakan bentuk rapat (condensed) dan kromatin
kro atin sehingga te
terlihat
seperti noda yang rapat. Kadang terdapat pada permukaan membran inti,
hanya saja keberadaan
keberadaa pada permukaan membran ini akan segera dihilangkan
untuk memfasilitasi transport molekul. Heterokromatin banyak terlihat
te lihat pada sel
yang sedang istirahat seperti limfosit atau sel memorii yang menanti adanya
antigen asing. Heterokromatin adalah inaktif dalam transkripsi.
Eukromatin
Eukromatin
atin berbentuk halus dan banyak terdapat dalam
dala keadaan aktif,
sel yang aktif melakukan transkripsi. Keberadaan eukromatin adalah signifikan
karena DNA harus
s dalam
dala keadaan uncoil untuk dapat dibaca kode genetiknya.
Gambar 4.4. Struktur kromatin (Albert et a!., 1994)
Kromosom
Sebelum pembelahan sel (setelah sintesis DNA), kromatin mengalami
kondensasi membentuk individu kromosom metafase. Kromosom ini
in tampak
sebagai dua kromatid.
Gambar 4.5. Kromosom metafase
Gambar 4.6. di bawah ini memperlihatkan tingkat uncoiling yang
berbeda dalam kromosom. Dimulai dan paling bawah adalah DNA helix (4 nm
filamen DNA). Dalam keadaan normal DNA terbungkus sepanjang 8 histone
membentuk filamen 10 nm. Tiap set dan 8 histon dipisahkan oleh daerah
antara 4 nm filamen DNA (DNA untai ganda) dan Histone H1.. Set 8 histone
yang terbungkus DNA disebut nucleosome, 10 nm fibril nukleoprot
nukleoprotein.
Nukleosorn dipisahkan oleh daerah antara.
Gambar 4.6. Uncoiling kromosom
E. NIATRIKS INTl
Matriks inti merupakan jaringan fibril protein dalam sel. Fungsinya tidak
pasti, tetapi diduga terlibat dalam maintanance
maintan
bentuk inti, berperan dalam
pengaturan dan
n pemisahan
pem
kromatin.
atin. Matriks inti berperan sebagai mesin
perlekatan pada proses transkripsi dan replikasi serta membantu proses
keluarnya mRNA dari
ri inti.
F. LAMINA INTl
Terdiri dari jaringan yang teratur dari
d filamen (protein) berdiameter 10
nm yang melekat pada bagian dalam membran. Berfungsi sebagai tempat
perlekatan kromatin, memperkuat selaput inti, melarutkannya selama mitosis
dan meiosis.
G. NUKLEOLUS
Di dalam nukleus terdapat satu atau lebih nukleolus. Nukleolus
berbentuk sferik dan nampak sebagai
sebagai masa granul dan fiber yang pekat.
Nukleolus mengandung pengatur inti dan merupakan tempat kromosom
dengan banyak kopi gen yang diperlukan untuk sintesis ribosom
ribosom bersama
dengan RNA dan protein ribosom pada tingkat
tingkat produksi yang berbeda. Pada
sel yang sehat 10.000
0 ribosom dihasilkan per merit.
Gambar 4.7. Nukleolus
H. TUGAS DAN LATIHAN SOAL
1. Apakah yang disebut sebagai kompleks pori inti?
2. Bagaimana
agaimana struktur dan fungsi kompleks pori inti?
3. Apakah perbedaan utama heterokromatin dan eukromatin?
III. PENUTUP
Ringkasan
•
Nukleus
kleus adalah pusat pengaturan sel dan merupakan siri dari organi
organisasi sel
eukariotik. Selaput inti
inti merupakan suatu sistem membran ganda yang
berperan dalam pertukaran molekul dan partikel yang dinamik yang mengarah
pada aktivitas terkoordinasi dari seluruh volume sitoplasma inti.
•
Terdapat satu fiber kromatin pada tiap kromosom yang tidak mengalami
replikasi. Heterokromatin mengalami kondensasi selama interfase dan
eukromatin memanjang pada fase
fa ini diantara pembelahan inti.
Pada pokok bahasan berikutnya
be
akan dijelaskan sitoskleton
eton dan fungsinya
dalam sel.