B2M1

1. MAHASISWA DAPAT MENGETAHUI JENIS-JENIS SEL.
Jenis-jenis sel adalah sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik dan
eukariotik tersusun oleh unsur kimia yang serupa. Keduanya memiliki asam nukleat,
protein, lipida, dan karbohidrat. Sel-sel tersebut juga melakukan reaksi kimia yang
sama untuk memproses (metabolisme) makanan, membangun protein, dan
menyimpan energi di dalam tubuhnya. Perbedaan utama dari kedua sel tersebut
adalah susunan dinding sel, membran dan jenis organel yang dimilikinya.Sel
prokariotik (prokaryote adalah bahasa Yunani, pro artinya kuno dan karyote dari inti)
umumnya lebih sederhana daripada sel eukariotik. Sel ini memiliki dinding sel,
membran sitoplasma, sitoplasma dan kromatin yang berisi unsur genetika (asam
deoksi ribonukleat = ADN).
Bagian-bagian sel prokariotik :
a) Kapsul, beberapa bakteri memiliki kapsul atau lendir yang berada di bagian
terluar dari sel. Umumnya kapsul tersusun atas polimer, seperti polisakarida
atau polipeptida atau keduanya. Kapsul ini umumnya berfungsi untuk
melindungi diri baik dari sistem pertahanan tubuh (bagi patogen) atau dari
kondisi lingkungan yang kurang baik, seperti kekeringan, kurang nutrien dan
panas.
b) Flagella, (tunggal = flagellum) adalah filamen yang memanjang ke arah luar
sel yang tersusun atas protein yang disebut flagellin. Bakteri yang memiliki
flagella bisa bergerak atau motil, artinya dapat bergerak dengan keinginan
sendiri. Mekanisme bagaimana flagella dapat menggerakkan sel adalah
sebagai berikut: flagella yang agak kaku ini ini berfungsi sebagai poros yang
mendorong sel dengan cara memutar searah atau berlawanan arah dengan
jarum jam. Tergantung letaknya pada sel, flagella dapat disebut monotrikat,
lopotrikat, ampitrikat, dan peritrikat.
c) Pili atau Fimbria, istilah pili dan fimbria digunakan untuk menunjuk struktur
yang sama, yaitu struktur mirip rambut pada permukaan sel. Struktur ini
memiliki dua fungsi, yaitu untuk penempelan (adhesi) pada permukaan lain,
misalnya sel usus manusia, dan dikenal sebagai fimbria. Fungsi kedua adalah
untuk transfer materi genetika melalui proses yang disebut konjugasi dan untuk
kepentingan ini disebut sebagai pili. Seperti halnya flagella, pili disusun oleh
protein (disebut pilin), akan tetapi pilin lebih tipis dan pendek jika
dibandingkan dengan flagella.
d) Dinding Sel, dinding sel bakteri adalah struktur yang kompleks, agak kaku dan
bertanggung jawab atas bentuk sel. Struktur ini, melindungi membran
sitoplasma dan semua bagian dalam sel. Dinding sel tersusun oleh senyawa
unik yang disebut peptidoglikan. Peptidoglikan (PG) ini tersusun atas dua
komponen, yaitu N-acetyl glucosamine (NAG) dan N-acetyl muramic acid
(NAM). NAG dan NAM berselang-seling membentuk tulang punggung
dinding sel. Pada NAM terdapat 4 asam amino dan -asam amino ini
membentuk ikatan silang dengan asam amino NAM lainnya.
e) Membran Sitoplasma, membran tipis ini membungkus cairan sitoplasma sel.
Umumnya membran sitoplasma terdiri atas 60% protein dan 40% lemak
khususnya fosfolipid. Fungsi utama membran sitoplasma adalah untuk menjadi
penghalang (barrier) selektif terhadap senyawa yang masuk dan ke luar sel.
Membran ini disebut sebagai semipermeable karena hanya senyawa tertentu
bisa melewati membran sementara senyawa-senyawa lainnya tidak. Molekulmolekul yang besar (protein dan sebagainya) umumnya tidak bisa melalui
membran ini, akan tetapi air, asam-asam amino, glukosa dapat melaluinya.
Senyawa yang larut dalam lemak lebih mudah memasuki membran ini karena
membran tersusun atas lemak. Fungsi lain membran ini adalah untuk memecah
makanan untuk menghasilkan energi. Membran sitoplasma ini mengandung
enzim-enzim yang berperan dalam metabolisme.
f) Sitoplasma, untuk sel prokariotik sitoplasma berarti apa saja yang terdapat di
dalam membran sitoplasma. Sitoplasma tersusun oleh 80% air, juga
mengandung asam-asam nukleat, protein, karbohidrat; lemak, ion-ion
anorganik dan beberapa senyawa berukuran kecil. Di dalam sitoplasma inilah
metabolisme untuk menghasilkan energi dan pembentukan komponenkomponen sel berlangsung. Sitoplasma ini dapat dibagi menjadi bagian fluid
dan bagian nukleoid.
Bagian fluid yang terdiri dari air yang mengandung ion dalam konsentrasi
tinggi sehingga secara fisik cairan di bagian ini kental, agak transparan dan
elastis. Di bagian ini juga terdapat ribosom yang terdiri dari ARN dan protein
yang berfungsi dalam sintesis protein. Selain itu, mungkin juga terdapat
beberapa
granula,
seperti
granula
metakromatik
(volutin),
granula
polisakarida, lemak, sulfur dan sebagainya.
Bagian nukleoid terdiri dari molekul ADN yang membentuk kromosom.
Molekul inilah yang mengandung informasi genetika dari sel bakteri tersebut.
Selain itu bakteri juga mungkin mengandung ADN yang membentuk lingkaran
kecil yang disebut sebagai plasmid. Plasmid berisi materi genetika yang tidak
penting bagi pertumbuhan sel dan bisa hilang tanpa mengakibatkan sel mati.
g) Endospora, endospora adalah bentuk istirahat dari sel bakteri yang dibentuk
jika kondisi lingkungan buruk.
Sel eukariotik (bahasa Yunani eukaryote artinya inti yang sejati) memiliki
ADN yang terorganisasi ke dalam struktur linear yang disebut kromosom. ADN ini
terdapat di dalam nukleus yang terpisahkan oleh membran sitoplasma dengan
sitoplasma. Beberapa organel yang dimiliki oleh sel eukariotik yang tidak dipunyai
oleh sel prokariotik adalah alat mitosis, mitokondria, retikulum endoplasma, dan
kadang-kadang kloroplas.
Bagian-bagian sel Eukariotik :
a) Dinding Sel, dinding sel eukariotik lebih sederhana daripada sel prokariotik.
Dinding sel beberapa fungi mengandung selulosa, tetapi komponen yang
utama adalah kitin, yaitu polimer dari N-acetyl glucosamine. Dinding sel
khamir umumnya mengandung polisakarida glukan dan manan. Oleh karena
tidak mengandung petidoglikan maka sel-sel eukariotik tahan terhadap
antibiotika yang merusak peptidoglikan.
b) Membran Sitoplasma, pada prinsipnya membran sel eukariotik dan
prokariotik mempunyai fungsi yang sama. Pada sel eukariotik juga terdapat
sterol, lemak kompleks yang tidak terdapat pada membran bakteri.
c) Sitoplasma, secara fisik sitoplasma sel eukariotik sama dengan sitoplasma sel
prokariotik. Sitoplasma juga mengandung granula (inclusion bodies), seperti
granula enzim (zymogen), lemak, vakuola, dan glikogen. Berbeda dengan sel
prokariotik, sitoplasma sel eukariotik juga mengandung organel (organ-organ
kecil) yang tidak terdapat pada sitoplasma sel prokariotik.
d) Nukleus, nukleus adalah organel terbesar yang mengandung materi genetika
ADN. Nukleus ini dipisahkan dari sitoplasma oleh membran dua lapis yang
mirip strukturnya dengan membran sitoplasma.
e) Retikulum Endoplasma (RE), RE adalah membran paralel yang
bersambungan dengan membran sitoplasma atau membran nukleus dalam
bentuk yang berbeda-beda. Diduga RE menyediakan permukaan untuk
berlangsungnya
reaksi-reaksi
kimia,
transpor
molekul
dan
tempat
penyimpanan hasil sintesis. Pada bagian luar RE terdapat ribosom yang juga
terdapat bebas di dalam sitoplasma.
f) Kompleks Golgi, Kompleks Golgi terdiri dari 4-8 saluran yang datar dan
bertumpuk satu dengan lainnya. Fungsinya adalah untuk sekresi (pengeluaran)
protein, lemak yang disintesis pada RE dan juga karbohidrat.
g) Mitokondria, organel ini berbentuk bulat, oval atau berfilamen yang tersebar
di sitoplasma. Mitokondria terdiri atas membran dua lapis, seperti pada
membran sitoplasma dan berfungsi dalam metabolisme untuk menghasilkan
energi dalam bentuk ATP (Adenosin tri fosfat).
2. MAHASISWA DAPAT MENGETAHUI FUNGSI UTAMA SEL.
 Mempertahankan homeostatis pada tubuh, suatu upaya untuk mempertahankan
lingkungan internal tubuh.
 Memperoleh makanan dan oksigen dari lingkungan sekitar sel.
 Membentuk protein dan komponen lain yang diperlukan untuk struktur,
pertumbuhan dan melaksanakan fungsi tertentu sel.
3. MAHASISWA DAPAT MENGETAHUI KOMPONEN PENYUSUSN SEL.
Komponen Penyusun Sel
Dalam buku Fisiologi Kedokteran yang ditulis oleh Guyton dan Hall (2014). Berbagai
macam zat yang turut membentuk sel secara keseluruhan disebut protoplasma.
Protoplasma terutama terdiri atas lima zat dasar: air, ion, protein, lipid, dan
karbohidrat.
a) Air
Air merupakan medium cair yang utama bagi sel, yang terdapat pada
sebagian besar sel, kecuali untuk sel lemak, dengan konsentrasi antara 70
sampai 85 persen. Banyak bahan kimia sel yang larut dalam air. Bahan-bahan
lain terdapat dalam air sebagai partikel padat. Reaksi-reaksi kimia terjadi di
antara bahan-bahan kimia yang terlarut atau pada permukaan partikel padat
tersebut atau pada membrane.
b) Ion
Ion terpenting dalam sel adalah kalium, magnesium, fosfat, sulfat,
bikarbonat, dan yang terdapat dalam jumlah yang lebih sedikit: natrium,
klorida, dan kalsium. Ion merupakan bahan kimia inorganik dalam reaksi sel.
Ion juga diperlukan untuk menjalankan beberapa mekanisme pengaturan sel.
Misalnya, ion yang bekerja pada membrane sel diperlukan untuk penjalaran
impuls elektrokimia pada serabut saraf dan otot.
c) Protein
Selain air, zat yang sangat berlimpah pada sebagian besar sel adalah protein,
yang dalam keadaan normal jumlahnya 10 sampai 20 persen massa sel.
Protein dapat dibagi menjadi dua jenis : protein structural dan protein
fungsional.
Protein structural terdapat dalam sel terutama dalam bentuk filament
panjang yang merupakan polimer dari banyak unit molekul protein. Salah
satu kegunaan filament intrasel tersebut yang penting adalah untuk
membentuk mikrotubulus yang merupakan “sitoskeleton” organel sel seperti
silia, akson saraf, gelondong mitosis pada sel yang sedang bermitosis dan
sebuah massa tubulus berfilamen tipis dengan pola yang tak teratur dan
menahan bagian-bagian sitoplasma dan nukleoplasma agar tetap berada di
kompartemen keduanya masing-masing. Di ruang ekstrasel, protein yang
berfibril terutama dijumpai pada serat kolagen dan elastin jaringan ikat padat,
dinding pembuluh darah, tendon, ligamentum, dan sebagainya.
Protein fungsional merupakan jenis protein yang berbeda sepenuhnya, yang
biasanya terdiri dari kombinasi beberapa molekul dalam bentuk tubulusglobulus. Protein jenis ini terutama merupakan enzim sel dan tidak seperti
protein berfibril, protein fungsional sering berpindah-pindah dalam cairan
sel. Banyak juga protein tersebut yang melekat pada struktur bermembran
dalam sel. Enzim berhubungan langsung dengan zat lain dalam cairan sel dan
dengan demikian, membantu terjadinya reaksi-reaksi kimia intrasel yang
spesifik. Contohnya, reaksi kimia yang memecah glukosa menjadi komponen
penyusunnya dan kemudian menggabungkan komponen tersebut dengan
oksigen untuk membentuk karbon dioksida dan air, yang secara bersamaan
menghasilkan energi yang diperlukan untuk fungsi sel, semuanya
diperantarai oleh serangkaian enzim.
d) Lipid
Lipid terdiri dari beberapa jenis zat yang dikelompokkan secara bersamasama karena sifat umum zat tersebut yang larut dalam pelarut lemak. Lipid
yang penting terutama adalah fosfolipid dan kolesterol, yang bersama-sama
berjumlah hanya sekitar 2 persen dari total massa sel. Sifat fosfolipid dan
kolesterol adalah bahwa keduanya terutama tidak larut dalam air. Oleh
karena itu, kedua zat tersebut berguna untuk membentuk membrane sel dan
sawar membrane intrasel yang memisahkan berbagai kompartemen sel.
Selain fosfolipid dan kolesterol, beberapa sel mengandung trigliserida dalam
jumlah besar, yang juga disebut sebagai lemak netral. Dalam sel lemak, kadar
trigliserida dapat mencapai 95 persen massa sel. Lemak yang tersimpan
dalam sel tersebut berperan sebagai gudang penyimpanan utama energy
tubuh-menghasilkan zat nutrisi yang dapat dilarutkan kemudian dan
digunakan untuk menyediakan energy di bagian tubuh manapun yang
membutuhkannya.
e) Karbohidrat
Karbohidrat memiliki sedikit fungsi structural dalam sel kecuali sebagai
bagian dari molekul glikoprotein, namun karbohidrat berperan besar dalam
nutrisi sel. Kebanyakan sel manusia tidak mempunyai cadangan karbohidrat
dalam jumlah besar; jumlah rata-rata biasanya sekitar 1 persen dari total
massa sel tetapi dapat meningkat sampai 3 persen dalam sel otot dan, kadangkadang meningkat sampai 6 persen dalam sel hati. Namun, karbohidrat dalam
bentuk glukosa terlarut selalu ditemukan dalam cairan ekstrasel di sekitar sel
sehingga siap tersedia bagi sel. Sejumlah kecil karbohidrat juga selalu
disimpan di dalam sel dalam bentuk glikogen, yaitu suatu polimer tak larut
dari glukosa, yang dapat dipecah-pecah dan dapat segera digunakan untuk
menyuplai kebutuhan energi sel.
4. MAHASISWA DAPAT MENGETAHUI FUNGSI DARI ORGANEL SEL.
Fungsi Organel Sel
Sebagian besar sel memiliki tiga bagian utama, yakni membran plasma yang
membungkus sel; nucleus yang mengandung materi genetik sel; serta sitoplasma
yang merupakan bagian interior sel yang tidak ditempati nucleus.
Sitoplasma sendiri terdiri atas sitosol, organel, dan sitoskeleton. Sitosol merupakan
cairan mirip gel tempat organel-organel dan sitoskeleton berada. Organel merupakan
struktur sangat terorganisasi dengan karakteristik berbeda-beda, yang melaksanakan
fungsi khusus. Sitoskeleton adalah kerangka protein yang tersebar di seluruh bagian
sel dan berperan sebagai “tulang dan otot” sel. Berikut penjelasan lebih lanjut
mengenai masing-masing bagian sel:
a) Membran Plasma
Membran plasma adalah struktur membranosa tipis, lentur, dan elastis yang
membungkus setiap sel. Ketebalannya sekitar 7,5-10 nanometer. Terutama
tersusun atas lipid (lemak) dan protein yang bertaburan. Perkiraan
komposisinya adalah protein, 55 persen; fosfolipid, 15 persen; kolesterol, 13
persen; lipid lain, 4 persen; dan karbohidrat, 3 persen.
Fungsi membran plasma:
 Menjaga Cairan Intra Sel (CIS) agar tidak bercampur dengan Cairan Ekstra
Sel (CES) di luar sel (sebagai sawar mekanis).
 Proteinnya secara selektif mengendalikan pergerakan molekul antara CIS
dan CES.
 Mengontrol lalu lintas keluar masuk sel.
Pada membran sel, struktur utamanya merupakan lapisan lipid ganda
dan dibentuk oleh molekul-molekul fosfolipid. Salah satu gugus dari setiap
molekul fosfolipid tersebut larut dalam air sehingga disebut hidrofilik dan
gugus satunya lagi hanya larut dalam lemak sehingga disebut hidrofobik.
Adapula molekul kolesterol pada membran sel yang terutama membantu
menentukan derajat permeabilitas kedua lapisan membrane terhadap bahan
larut air dari cairan tubuh. Kolesterol ini juga mengatur banyak sifat cair
(fluidity) membrane.
Pada membrane sel terdapat pula 2 jenis protein membrane sebagai
berikut:

Protein Integral
o Sebagai kanal structural (pori-pori) untuk dilewati molekul air & zat
larut air, khususnya ion, yang dapat berdifusi antara CIS dan CES.
Kanal ini memiliki sifat selektif sehingga memungkinkan ada zat
yang lebih mudah melewatinya disbanding zat lain.
o Sebagai protein pengangkut jika ada zat yang tidak menembus
lapisan lipd jika tidak diangkut.
o Sebagai enzim
o Sebagai reseptor untuk zat kimia yang larut air seperti hormon
peptida yang tak dapat menembus membran sel dengan mudah.

Protein Perifer
Hampir sepenuhnya sebagai enzim atau pengatur transport zat lewat
“pori-pori” membrane sel.
Ada juga glikokaliks yang merupakan selubung karbohidrat longgar di
permukaan luar sel. Glikokaliks seringkali hadir dalam bentuk glikoprotein
atau glikolipid. Peran pentingnya sebagai berikut:
o Banyak karbohidrat tersebut bermuatan listrik negatif, yang menyebabkan
sebagian besar sel memiliki muatan keseluruhan permukaan sel yang
negatif sehingga dapat menolak zat-zat bermuatan negatif lain.
o Glikokaliks beberapa sel melekat pada glikokaliks sel yang lain, sehingga
sel dapat saling melekat satu sama lain,
o Banyak karbohidrat yang berperan sebagai substansi reseptor untuk
mengikat hormon, seperti insulin; insulin yang terikat pada reseptor tersebut
mengaktivasi protein internal yang terdapat di sel dan selanjutnya
mengaktivasi serangkaian enzim intraselular.
o Beberapa gugus karbohidrat juga akan ikut dalam reaksi imun,
b) Nukleus
Nukleus, yang normalnya merupakan komponen tunggal sel yang paling
besar dan terorganisasi, dapat terlihat sebagai struktur bulat atau oval yang
biasanya terletak dekat bagian tengah sel. Struktur ini dikelilingi membran
lapis-ganda, selubung inti, yang memisahkan nukleus dari bagian sel lainnya.
Selubung inti ditembus oleh banyak pori inti yang memungkinkan lalu-lintas
antara nukleus dan sitoplasma. Nukleus berisi materi genetik sel, asam
deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid, DNA) yang memiliki dua fungsi
penting: (1) mengarahkan sintesis protein dan (2) berperan sebagai cetak-biru
genetic selama replikasi sel untuk memastikan turunan sel identic.
Tiga jenis asam ribonukleat (ribonucleic acid, RNA) berperan dalam
sintesis protein. Pertama, kode genetik DNA untuk protein tertentu
ditranskripsi menjadi molekul RNA perantara (messenger RNA, mRNA) yang
meninggalkan nukleus melalui pori inti. Di dalam sitoplasma, mRNA
mengirimkan pesan bersandi ke ribosom, yang "membaca" sandi mRNA dan
menerjemahkannya menjadi sekuens asam amino untuk protein terpilih yang
sedang disintesis. RNA ribosomal (ribosomal RNA, rRNA), merupakan salah
satu komponen penting ribosom. RNA transfer (transfer RNA, tRNA) yang
memindahkan asam-asam amino yang sesuai di dalam sitoplasma ke tempat
yang telah ditentukan dalam protein yang tengah dibuat.
c) Sitoplasma
1) Organel Bermembran
 Retikulum Endoplasma (RE)
RE secara umum berfungsi untuk membentuk membran sel baru dan
komponen sel lain, serta membuat produk untuk sekresi. Terdapat 2 jenis
RE, yakni:
o RE Kasar
Memiliki granular karena ditempeli oleh ribosom. Bersama ribosom,
RE Kasar membebaskan protein (sintesis protein) ke lumen RE.
Fungsi protein tersebut adalah:
- Untuk dipindahkan ke luar sel sebagai produk sekretotik,
misalnya hormone atau enzim.
- Untuk membangun membrane sel baru.
o RE Halus
Tidak bergranula karena tidak ditempeli ribosom. Sebagai pusat
pengemasan dan tempat pengeluaran molekul yang diangkut oleh
RE.
Protein dan lipid yang baru terbentuk akan bergerak di dalam lumen
berkelanjutan dari RE kasar menuju ke RE halus lalumembentuk
vesikel transport dan bergerak ke kompleks golgi.
Fungsi RE Halus:
- RE Halus di sel berfungsi untuk metabolisme lipid, misalnya sel
untuk sekresi hormone steroid
- Di sel hati, RE Halus memiliki enzim khusus untuk detoksifikasi
- Sel otot mempunyai Retikulum Sarkoplasma sebagai tempat
menyimpan kalsium dalam proses kontraksi otot.
 Kompleks Golgi
Berfungsi untuk memodifikasi, mengemas, dan mendistribusikan
protein yang baru disintesis. Bagaimana kompleks Golgi menyortir dan
mengarahkan produk jadi ke destinasi yang tepat? Produk jadi
mengumpul di dalam pinggiran kantong-kantong kompleks Golgi yang
melebar. Pinggiran kantong terluar kemudian terlepas membentuk
vesikel terbungkus membran yang mengandung produk tertentu. Agar
setiap jenis produk mencapai tempat berfungsinya masing-masing,
setiap jenis vesikel membawa produk spesifik sebelum melepaskannya
(seperti secarik surat yang ditaruh di dalam amplop). Vesikel-vesikel
bermuatan spesifik yang destinasinya berbeda-beda terbungkus di dalam
membran yang mengandung berbagai protein permukaan. Setiap jenis
protein permukaan berfungsi sebagai penanda pelabuhan (docking
marker) spesifik (seperti alamat di amplop surat). Setiap vesikel dapat
"berlabuh" seperti kunci dan gembok serta "mengosongkan" muatan
spesifiknya hanya di penerima penanda pelabuhan (dockingmarker
acceptor) yang sesuai, yakni protein yang berada hanya di destinasi yang
tepat di dalam sel (seumpama alamat rumah). Jadi, setiap produk Golgi
dapat mencapai tempat berfungsinya masing-masing karena disortir dan
dikirimkan layaknya amplop berisi surat yang dikirimkan ke alamat
rumah yang sesuai saja. Sebagai contoh, mari kita lihat sel sekretorik.
Sekresi merujuk pada proses pembebasan produk sel, dengan stimulasi
yang sesuai, ke luar sel. Sel-sel sekretorik khusus meliputi sel endokrin,
yang menyekresikan hormon protein, dan sel kelenjar pencernaan, yang
menyekresikan enzim pencernaan. Di sel sekretorik, banyak vesikel
sekretorik besar mengandung protein yang akan dibebaskan terlepas dari
tumpukan Golgi. Vesikel sekretorik, yang berukuran kurang lebih 200
kali lebih besar daripada vesikel transpor, menyimpan protein sekretorik
hingga sel dirangsang oleh sinyal spesifik, yang mengindikasikan bahwa
produk sekretorik bersangkutan perlu segera dibebaskan. Dengan
rangsangan yang sesuai, vesikel bergerak ke bagian perifer sel, menyatu
dengan membran plasma, membuka, dan mengosongkan isinya ke luar
sel. Mekanisme ini pembebasan bahan-bahan yang berasal dari dalam
sel ke luar sel merujuk pada eksositosis (ekso berarti "keluar dari"; sito
berarti "sel"). Eksositosis merupakan mekanisme utama untuk
merampungkan sekresi. Vesikel sekretorik hanya menyatu dengan
membran plasma (tidak dengan membran internal apapun yang
membungkus organel) sehingga produk sekretorik tidak terbuang
percuma atau bahkan mencegah terbebaskannya produk sekretorik
berbahaya ke dalam organel.
 Lisosom
Berperan dalam sistem pencernaan sel. Terbentuk dari bagian
Kompleks Golgi yang lepas dan menyebar ke sitoplasma. Sebuah
lisosom mengandung sekitar 40 macam enzim hidrolitik kuat yang
disintesis di RE, lalu diangkut ke kompleks Golgi untuk dikemas di
dalam lisosom yang menonjol tersebut. Enzim ini mengatalisis
hidrolisis, reaksi yang menguraikan molekul organik melalui
penambahan air (H20) di tempat ikatan (hidrolisis berarti "memisahkan
dengan air".
Bahan ekstraseluler yang diserang enzim lisosomal dibawa ke
dalam sel melalui proses fagositosis, salah satu jenis endositosis.
Endositosis, kebalikan dari eksositosis,
merujuk pada
proses
memasukkan bahan ekstraseluler ke dalam sel (endo artinya "di dalam").
Endositosis dapat berlangsung dalam tiga cara pinositosis, endositosis
diperantarai-reseptor dan fagositosis bergantung pada kandungan bahan
yang dimasukkan.
- PINOSITOSIS
Pada pinositosis ("sel minum"), tetesan CES diserap secara nonselektif. Pertama, membran plasma melengkung ke dalam,
membentuk kantong berisi sedikit CES. Membran plasma
kemudian menyegel permukaan kantong, memerangkap isinya
dalam sebuah vesikel endositik kecil intraseluler, atau endosom.
Dinamin, protein yang bertanggung jawab atas pelepasan vesikel
endositotik, membentuk cincin yang melingkari dan "memuntir
leher" kantong, melepaskan vesikel dari membran permukaan.
Selain membawa CES ke dalam sel, pinositosis merupakan cara
untuk mengambil kembali membran plasma ekstra yang
ditambahkan ke permukaan sel sewaktu eksositosis.
- ENDOSITOSIS DIPERANTARAI RESEPTOR
Tidak seperti pinositosis, yang melibatkan penyerapan nonselektif
cairan
sekitar,
endositosis
diperantarai-reseptor
merupakan proses sangat selektif yang memungkinkan sel
memasukkan molekul besar spesifik yang dibutuhkan dari
lingkungannya. Endositosis diperantarai-reseptor dipicu oleh
pengikatan molekul target spesifik, seperti protein, ke reseptor
membran permukaan yang spesifik bagi molekul tersebut.
Pengikatan ini menyebabkan membran plasma di tempat tersebut
melengkung ke dalam, kemudian menyegel permukaannya,
memerangkap molekul yang terikat tadi di dalam sel. Kantong
terbentuk dari ikatan molekul klatrin, protein selubung pengubah
bentuk membran di permukaan dalam membran plasma. Klatrin
adalah protein selubung yang berbeda dari yang digunakan untuk
eksositosis. Kantong yang terbentuk dikenal sebagai celah
berselubung (coated pit) karena diselubungi klatrin.
- FAGOSITOSIS
Pada fagositosis ("sel makan"), partikel multimolekul besar
dimasukkan ke sel. Sebagian besar sel tubuh melangsungkan
pinositosis, banyak yang menjalankan endositosis diperantaraireseptor, tetapi hanya beberapa sel khusus yang mampu
melakukan fagositosis, yang paling terkenal adalah jenis-jenis
tertentu sel darah putih yang berperan penting dalam mekanisme
pertahanan tubuh. Ketika sebuah sel darah putih bertemu dengan
partikel besar, seperti bakteri atau debris jaringan, sel tersebut
menjulurkan permukaannya; juluran tersebut dikenal sebagai
pseudopodia ("kaki semu") yang mengelilingi atau menelan
partikel dan memerangkapnya di sebuah vesikel yang terbentuk
di dalam sel. Selanjutnya, lisosom menyatu dengan membran
vesikel fagositik dan membebaskan enzim-enzim hidrolitiknya ke
dalam vesikel tersebut, tempat enzim-enzim tersebut dengan
aman menyerang bakteri atau bahan lain yang terperangkap tanpa
merusak bagian sel lainnya. Enzim-enzim itu umumnya
menguraikan bahan yang ditelan menjadi komponen mentah,
seperti asam amino, glukosa, dan asam lemak, yang dapat
dimanfaatkan oleh sel.
Lisosom juga dapat menyatu dengan organel yang sudah usang
atau rusak untuk menyingkirkan bagian sel yang sudah tidak berguna
tersebut. Proses pencernaan-diri selektif ini, dikenal sebagai autofagi
(auto berarti "sendiri"; fag berarti "makan") memungkinkan pembaruan
perangkat sel. Pada sebagian besar sel, semua organel dapat diperbarui.
 Peroksisom
-
Menghasilkan dan menguraikan hydrogen peroksida (H2O2) dalam
proses degradasi molekul yang berpotensi toksik (detoksifikasi).
-
Berisi enzim oksidatif kuat dan mengandung sebagian besar katalase
sel. Enzim oksidatif menggunakan oksigen (O2) untuk melepaskan
hydrogen dari molekul organic tertentu.
-
Produk utama yang dihasilkan dari peroksisom adalah H2O2
(Hidrogen Peroksida) dari oksigen molecular dan atom hydrogen
yang diepaskan dari molekul toksik. Hidrogen peroksida jika
menumpuk atau keluar dari peroksisom dapat berpotensi merusak.
-
Namun, peroksisom juga memiliki banyak katalase, enzim yan
menguraikan H2O2 menjadi H2O dan O2 yang tidak berbahaya.
 Mitokondria
- Bekerja sebagai organel energi, tempar utama produksi ATP,
mengandung enzim untuk siklus asam sitrat, protein sistem transport
electron, dan ATP sintase.
- Dibungkus oleh membrane rangkap, yakni membrane luar datar dan
membrane dalam yang membentuk lekuk/lipatan (krista) yang
mencuat ke rongga dalam yang terisi larutan mirip gel (matriks).
- Di otot rangka dan banyak sel jenis lainnya, terbentuk reticulum
mitokondria yang membantu distribusi energy dan bentuknya
berubah sesuai kebutuhan energy sel.
2) Organel Tak Bermembran
 Ribosom
o Bekerja sebagai meja kerja sintesis protein
o Berada di Retikulum Endoplasma atau secara bebas di sitosol
o Terdiri dari subunit ribosomal kecil dan besar yang jika menyatu
menjadi alur yang dilewati saat translasi oleh mRNA
o Tiap subunit tersusun dari rRna dan protein ribosomal
o Terdapat 3 situs tempat tRNA-mRNA berinteraksi:
 Situs A : tRNA baru datang dengan asam amino yang terikat
dengan mRNA.
 Situs P : rantai asam amino yang sedang berkembang dibawa oleh
tRNA
 Situs E : tRNA kosong terikat sebelum terlepas dari ribosom.
 Vault
- Sebagai truk seluler untuk transport dari nucleus ke sitoplasma
- Tugasnya masih menjadi perdebatan, namun terdapat dua
kemungkinan, ia bertugas membawa mRNA dari nucleus ke situs
ribosomal tempat sintesis protein; atau membawa kedua subunit yang
membentuk ribosom dari nucleus, tempat keduanya diproduksi, ke
tempat kerjanya.
 Sentrosom dan Sentriol
- Membentuk dengan mengatur sitoskeleton mikrotubulus
- Sentrosom sebagai pusat sel, tersusun dari sentriol dan protein amorf
- Sentriol pada pembelahan sel membentuk gelondong mitotic di luar
mikrotubulus untuk mengarahkan pergerakan kromosom.
3) Sitosol
 Enzim metabolisme antara : memfasilitasi reaksi intraseluler yang
melibatkan degradasi, sintesis, dan transformasi molekul organik kecil
 Vesikel transpor, vesikel
sekretorik, dan vesikel endositotik:
mengangkut atau menyimpan produk yang sedang dipindahkan didalam
sel (vesikel transpor), keluar dari sel (vesikel sekretorik), atau masuk ke
sel (vesikel endositotik)
 Badan inklusi : menyimpan kelebihan nutrient yang tak segera
digunakan untuk menghasilkan ATP.
 Sintesis protein di ribosom bebas
4) Sitoskeleton
 Mikrotubulus : mempertahankan bentuk asimetrik sel dan mengatur
pergerakan sel yang kompleks
 Mikrofilamen : berperan dalam berbagai sistem kontraktil seluler dan
pengeras mekanis untuk mikrovili
 Filamen antara : membantu menahan stres mekanis
5. PERBEDAAN MITOSIS DAN MEIOSIS
6. MAHASISWA DAPAT MENGETAHUI BAGAIMANA SIKLUS PADA
SEL.
Siklus sel merupakan proses vital dalam kehidupan setiap organisme. Secara
normal, siklus sel menghasilkan pembelahan sel. Pembelahan sel terdiri dari 2
proses utama, yaitu replikasi DNA dan pembelahan kromosom yang telah
digandakan ke 2 sel anak. Secara umum, pembelahan sel terbagi menjadi 2 tahap,
yaitu mitosis (M) (pembelahan 1 sel menjadi 2 sel) dan interfase (proses di antara
2 mitosis). Interfase terdiri dari fase gap 1 (G1), sintesis DNA (S), gap 2 (G2).
Setiap tahap dalam siklus sel dikontrol secara ketat oleh regulator siklus sel, yaitu:
a) Cyclin. Jenis cyclin utama dalam siklus sel adalah cyclin D, E, A, dan B.
Cyclin diekspresikan secara periodik sehingga konsentrasi cyclin berubahubah pada setiap fase siklus sel. Berbeda dengan cyclin yang lain, cyclin D
tidak diekspresikan secara periodik akan tetapi selalu disintesis selama ada
stimulasi growth factor.
b) Cyclin-dependent kinases (Cdk). Cdk utama dalam siklus sel adalah Cdk 4,
6, 2, dan 1. Cdks merupakan treonin atau serin protein kinase yang harus
berikatan dengan cyclin untuk aktivasinya. Konsentrasi Cdks relatif konstan
selama siklus sel berlangsung. Cdks dalam keadaan bebas (tak berikatan)
adalah inaktif karena catalytic site, tempat ATP dan substrat berikatan diblok
oleh ujung C-terminal dari CKIs. Cyclin akan menghilangkan pengebloka
tersebut. Ketika diaktifkan, Cdk akan memacu proses downstream dengan
cara memfosforilasi protein spesifik.
c) Cyclin–dependent kinase inhibitor (CKI), merupakan protein yang dapat
menghambat aktivitas Cdk dengan cara mengikat Cdk atau kompleks cyclinCdk. Cyclin–dependent kinase inhibitor terdiri dari dua kelompok protein
yaitu INK4 (p15, p16, p18, dan p19) dan CIP/KIP (p21, p27, p57). Keluarga
INK4 membentuk kompleks yang stabil dengan Cdk sehingga mencegah Cdk
mengikat cyclin D. INK4 bertugas mencegah progresi fase G1. Keluarga
CIP/KIP meregulasi fase G1 dan S dengan menghambat kompleks G1 cyclinCdk dan cyclin B-Cdk1. Protein p21 juga menghambat sintesis DNA dengan
menonaktifkan proliferating cell nuclear antigen (PCNA). Ekspresi p21
diregulasi oleh p53 karena p53 merupakan faktor transkripsi untuk ekspresi
p21.
Siklus sel dimulai dari masuknya sel dari fase G0 (quiescent) ke fase G1
karena adanya stimulus oleh growth factor (Gambar 1). Pada awal fase G1, Cdk
4 dan atau 6 diaktifkan oleh cyclin D (cycD). Kompleks Cdk4/6 dengan cycD
akan menginisiasi fosforilasi dari keluarga protein retinoblastoma (pRb) selama
awal G1. Efek dari fosforilasi ini, fungsi histon deasetilasi (HDAC) yang
seharusnya menjaga kekompakan struktur kromatin menjadi terganggu.
Akibatnya struktur DNA menjadi longgar dan faktor transkripsi yang semula
diikat pRb menjadi lepas dan transkripsi dari E2F responsive genes yang
dibutuhkan dalam progresi siklus sel ke fase S menjadi aktif. Pada transisi fase
G1 ke fase S, Cdk2 aktif dengan mengikat cycE. Kompleks tersebut melanjutkan
proses fosforilasi pRb (status hiperfosforilasi) supaya proses transkripsi yang
dipacu E2F tetap aktif dan Restriction point (R) yang ada di batas fase G1/S dapat
terlampaui. Pada saat inilah cycA ditranskripsi.Selama G1/S, kompleks Cdk2cycE juga memfosforilasi inhibitor p27 sehingga p27 terdegradasiKetika siklus
sel akan memasuki fase S, cycE akan didegradasi dan Cdk2 yang dibebaskan akan
mengikat cycA. Kompleks Cdk2-cycA dibutuhkan sel untuk mereplikasi DNA
selama fase S. Kompleks Cdk2-cycA akan memfosforilasi protein yang
dibutuhkan dalam replikasi DNA supaya aktif, contohnya adalah protein
CDC6.Kompleks tersebut juga menjaga supaya tidak terjadi multiplicity replikasi
DNA. Pada akhir fase S, cycA akan melepas Cdk2 dan mengikat Cdk1 (Cdc2)
yang meregulasi transisi sel dari S ke G2. Kompleks cycA-Cdk1 akan
memfasilitasi kondensasi kromatin yang dibutuhkan untuk penggandaan sel. Pada
fase G2, sel juga memiliki kesempatan melakukan mekanisme repair apabila
terjadi kesalahan sintesis DNA. Memasuki fase mitosis, cycA akan didegradasi
dan terjadi peningkatan ekspresi cycB yang akan mengikat Cdk1. Kompleks
Cdk1-cycB secara aktif memacu mitosis. Kompleks cycB-Cdk1 berperan penting
dalam control rearrangement mikrotubul selama mitosis. Cdk1 dapat
dinonaktifkan oleh Wee1 dan Myt1 dengan cara Wee1 dan Myt1 akan
memfosforilasi Cdk1 pada tirosin-15 dan atau threonin-14. Defosforilasi pada
situs tersebut dapat dilakukan oleh Cdc25 sehingga Cdk 1 menjadi aktif kembali
dan siklus sel tetap berlangsung. Akhir fase mitosis, cycB akan didegradasi oleh
anaphase promoting complex (APC) melalui proses proteolitik. APC juga
berfungsi untuk memacu kromatid untuk berpisah bergerak ke masing-masing
kutub untuk menyelesaikan mitosis (anafase).