BIOLOGI SEL, Organel-Organel Sel, Lisosom Mikrotubulus, Sentriol
Laporan Praktikum Biologi. BIOLOGI SEL, Organel-Organel Sel, Lisosom Mikrotubulus, Sentriol. Sel merupakan satuan unit sturuktural dan fungsional yang menyusun tubuh makhluk hidup. Di dalam sel terdapat berbagai macam organel sel yang memiliki fungsi berbeda-beda. Dalam makalah ini akan dijelaskan materi-materi mengenai lisosom dan komposisi serta fungsinya. Selain itu akan dijelaskan lebih jauh mengenai mikrotubulus, sitoskeleton, sentriol, gelembung-gelembung, inklusio, filamen aktin, filamen sedang. Baik deskripsi masing-masing bagian sel, sturkturnya, maupun pembagian-pembagiannya ditambah lagi dengan gambar sturktur bagiannya yang akan mempermudah dalam pemahaman materi tersebut.
Lisosom adalah ORGANELsel berupa kantong terikat membran yang berisi ENZIM hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
Pada tumbuhan organel ini lebih dikenal sebagai vakuola, yang selain untuk mencerna, mempunyai fungsi menyimpan senyawa organik yang dihasilkan tanaman.
1.1 KOMPOSISI
Untuk menyediakan pH asam bagi enzim hidrolitik, membran lisosom mempunyai pompa H+ yang menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Membrane lisosom juga sangat terglikosilasi yang dikenal dengan lysosomal-associated membrane proteins (LAMP). Sampai saat ini sudah terdeteksi LAMP-1, LAMP-2, dan CD63/LAMP-3. LAMP berguna sebagai reseptor penerimaan kantong vesikel pada lisosom.
Enzim hidrolitik dibuat pada RETIKULUM ENDOPLASMA, yang mengalami pemaketan di BADAN GOLGI dan kemudian ke endosom lanjut yang nantinya akan menjadi lisosom. Untuk prosesnya ini, enzim ini mempunyai molekul penanda unik, yaitu manosa 6-fosfat (M6P) yang berikatan dengan oligosakarida terikat-N.
Seluruh glikoprotein yang ditransfer oleh retikulum endoplasma ke cis Golgi memiliki rantai oligosakarida terikat-N yang identik, dengan MANOSA di ujung terminalnya. Untuk membentuk manosa 6-fosfat, cis Golgi membutuhkan situs pengenalan, yang disebut signal patch, yang memiliki situs H3N+–MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ–...–COO−
Pembentukan M6P ini memerlukan dua buah enzim, yaitu GlcNac fosfotransferase yang berfungsi untuk mengikat enzim hidrolitik secara spesifik dan menambah GlcNac-fosfat ke enzim. Kemudian terdapat enzim kedua yang memotong GlcNac sehingga membentuk M6P. Satu enzim hidrolitik mengandung banyak oligosakarida sehingga dapat mengandung banyak residu M6P. Setelah itu, dari cis Golgi, enzim hidrolitik ini akan ditransfer ke trans Golgi.
M6P yang terikat pada enzim hidrolitik akan berikatan pada reseptor protein M6P yang berada pada jaringan trans Golgi. Reseptor ini terikat pada membran dan berguna untuk pemaketan enzim hidrolitik dengan memasukkan enzim tersebut ke vesikel clathrin coats, dan nantinya vesikel tersebut dikirim ke endosom lanjut. Pemaketan ini terjadi pada pH 6,5–6,7, dan dikeluarkan pada pH 6.
Pada endosom, enzim hidrolitik akan terlepas dari reseptor M6P karena adanya penurunan pH (menjadi 5). Setelah terlepas, reseptor M6P akan dibawa oleh vesikel transpor dari endosom kembali ke membran trans Golgi untuk digunakan kembali. Transpor, baik menuju endosom atau kebalikannya, membutuhkan peptida penanda (signal peptide) yang terdapat pada ekor sitoplasmik dari reseptor M6P. Namun demikian, tidak semua molekul dengan M6P dikirim ke lisosom; ada yang 'lolos' dari pengepakan dan ditransfer ke luar sel. Reseptor M6P juga terdapat di membran plasma, yang berguna untuk menangkap enzim hidrolitik yang lolos tersebut dan membawanya kembali ke endosom.
1.2 FUNGSI
Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel HATItransformasi berudu menjadi KATAK, dan embrio manusia.
Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
Lysosomal storage diseases adalah penyakit keturunan yang mempengaruhi metabolisme lisosom, terjadi karena mutasi di gen struktural sehingga kekurangan salah satu enzim hidrolitik aktif yang secara normal ada dalam lisosom. Substrat yang tidak tercerna akan menumpuk dan mengganggu fungsi seluler lainnya. Penyakit ini sangat jarang ditemukan, yaitu sekitar 1 dari 7700 kelahiran manusia. Salah satu contohnya adalah penyakit Pompe.
Penyakit Pompe adalah penyakit genetik neuromuskular yang dapat terjadi pada bayi, anak-anak, dan manusia dewasa, yang membawa gen cacat dari orang tuanya. Gejala penyakit ini adalah perkembangan otot lemah, terutama pada otot untuk bernafas dan bergerak. Pada bayi, penyakit ini juga menyerang otot jantung. Penyebabnya adalah cacat pada gen yang bertanggung jawab untuk membuat enzim acid alpha-glucosidase (GAA) yang terletak pada kromosom 17. Enzim GAA ini hilang atau diproduksi dalam jumlah sedikit. Fungsi enzim ini untuk memecah glikogen, bentuk gula yang disimpan pada otot, sehingga terjadi penumpukan glikogen pada lisosom.
Mikrotubulus adalah salah satu bagian sitoskeleton. Mereka tersusun dari berbagai mikrotubulin. Mereka mempunyai garis tengah sepanjang 25 Nm dan panjang berubah-ubah dari 200 nanometers ke 25 mikrometer. Microtubulus berfungsi sebagai bagian struktural dalam sel dan dilibatkan di banyak proses seluler termasuk mitosis, sitokinesis, dan angkutan vesikular.
2.2 STRUKTUR
Microtubulus adalah polimer dari dimers tubulin α dan β. Tubulin dimers berpolimerisasi dari akhir ke akhir di protofilaments. Fungsi daripada tubulin adalah menarik kromatid menuju kutub pembelahan. Protofilaments lalu mengumpul di kawat pijar silindris yang berongga. Biasanya, protofilaments mengatur sendiri dalam bentuk helix tidak sempurna dengan satu helix berisi 13 tubulin dimers masing-masing dari berbeda protofilament. Tampilan di atas menghiasi sebagian kecil microtubulus, sedikit αβ dimer di panjang. Ciri-ciri penting lain microtubulus struktur adalah polaritas.
Tubulin berpolimerisasi dan selalu berakhir dengan sub-kesatuan α suatu tubulin dimer menghubungi sub-kesatuan β yang berikutnya. Oleh karena itu, di protofilament, pada satu bagian akhir akan mempunyai sub-kesatuan α terbuka sedangkan bagian akhir yang lain akan mempunyai sub-kesatuan β terbuka. Ujungnya ini ditunjuk (−) dan (+) masing-masing. Protofilaments berkas sejajar kepada satu sama lain, oleh sebab itu di microtubulus, ada satu bagian akhir, berakhir dengan (+), dengan yang lain sub-kesatuan-β terbuka sedangkan akhir yang lain, ujung yang berakhir (-) hanya mempunyai sub-kesatuan-α terbuka.
Sitoskeleton merupakan rangka sel yang terdapat pada sitosol.tersusun atas tiga jenis serabut yaitu :
Mikrofilamen, rantai ganda protein yang asling bertaut dan tipis terdiri dari protein yang disebut aktin, berdiameter 5-6 nm
Mikrotubula, rantai protein yang berbentuk spiral membentuk tabung berlubang, tersusun atas bola-bola molekul yang disebut tubulin. Merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar dan dapatmembentuk organel berupa sentriol, silia, flagella.
Filament antara, rantai protein yang berbentuk untaian yang salin melilit berdiameter8-10nm, tersusun atas protein yang disebut fimetin. Fungsi dari skeleton adalah memberikan kekuatan mekanik pada sel, menjadi kerangka sel, membantu gerakan substansi dari satu bagaian sel ke bagian lain.
Gambar. Struktur Sitoskeleton
Sitoskeleton eukariota. Aktin digambarkan dengan warna merah dan mikrotubulus dengan warna hijau. Struktur berwarna biru ialah INTI SEL
Sitoskeleton atau kerangka sel adalah jaring berkas-berkas PEOTEIN yang menyusun SITOPLASMA EUKARIOTA. Jaring-jaring ini terdiri dari tiga tipe dasar, yaitu MIKROFILAMEN MIKROTUBULUS (jamak: mikrotubuli), dan INTERMEDIET filamen. Ketiga filamen ini terhubung satu sama lain dan saling berkoordinasi. Dengan adanya sitoskeleton, sel dapat memiliki bentuk yang kokoh, berubah bentuk, mampu mengatur posisi organel, berenang, serta merayap di permukaan.
Mikrofilamen (aktin)
Bersifat fleksibel, aktin biasanya berbentuk jaring atau gel. Aktin berfungsi membentuk permukaan sel. Beberapa jenis bakteri juga mampu bergerak dengan aktin seperti Listriea monocytogenes yang menyebar dari sel ke sel dengan menginduksi penyusunan aktin pada sitosol sel inang.
Mikrotubulus
Mikrotubulus adalah tabung yang disusun dari mikrotubulin. bersifat lebih kokoh dari aktin, mikrotubulus mengatur posisi organel di dalam sel. Mikrotubulus memiliki dua ujung: ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubulus, dan ujung positif yang berada di dekat MEMBRAN PLASMA. Organel dapat meluncur di sepanjang mikrotubulus untuk mencapai posisi yang berbeda di dalam sel, terutama saat pembelahan sel.
Polimerisasi tubulin
Tubulin dapat berpolimerisasi membentuk mikrotubulus. Percobaan polimerisasi dapat dibuat dengan campuran tubuliN larutan penyangga dan GTP pada suhu 37 °C. Dalam tahapannya, jumlah polimer mikrotubulus mengikuti kurva sigmoid. Pada fase lag, tiap molekul tubulin berasosiasi untuk membentuk agregat yang agak stabil. Beberapa di antaranya berlanjut membentuk mikrotubulus. Saat elongasi, tiap subunit berikatan dengan ujung ujung mikrotubulus. Saat fase plato, (mirip fase log pada pembelahan sel), polimerisasi dan depolimerisasi berlangsung secara seimbang karena jumlah tubulin bebas yang ada pas-pasan.
Intermediat filamen
Berbentuk serat mirip tali, intermediat filamen memberi kekuatan mekanis pada sel sehingga sel tahan terhadap tekanan dan peregangan yang terjadi pada dinding sel. Filamen ini juga memberi kekuatan pada dinding sel.
Pembentukan intermediat filamen
Pembentukan intermediat filamen juga didasarkan pada polimerisasi filamen. Dua monomer filamen bergabung membentuk struktur coil. Dimer ini akan bergabung dengan dimer lainnya membentuk tetramer, tetapi posisinya saling tidak paralel. Ketidakparalelan ini membuat tetramer dapat berasosiasi dengan tetramer lain (mirip struktur penyusunan batu bata). Pada akhirnya, tetramer-tetramer bergabung membentuk sebuah array heliks.
Struktur bentukan sitoskeleton
Hanya dengan tiga tipe filamen, struktur sel dapat bervariasi antara satu sel dengan sel lainnya. Efektivitas kerja ketiga filamen protein ini bergantung pada jumlah protein asesori yang menghubungkan filamen ke komponen sel lain. Protein asesori penting untuk mengontrol perakitan filamen sitoskeleton pada posisi tertentu, termasuk di dalamnya protein motorik yang mengerakkan organel pada filamen atau filamen itu sendiri. Susunan struktur filamen ini mirip barisan semut. Tersusun rapih dan jika ada yang meninggalkan rombongan, barisan dapat menyusun kembali dalam kecepatan tinggi.
Silia dan sentriol
Silia adalah benang tipis setebal 0,25 μm dengan bundel mikrotubulus di bagian intinya. Dinding dari silia adalah 9 pasang mikrotubulus dan bagian tengah dari benang ini adalah 2 mikrotubulus yang tidak berpasangan. Struktur ini sering disebut sebagai "Struktur 9+2". Silia berfungsi menggerakkan fluida di permukaan sel dan menggerakkan sel di dalam fluida.
Sentriol adalah struktur berbentuk tabung yang terbentuk dari mikrotubulus dengan lebar 0,2 μm dan panjangnya 0,4 μm. Sentriol berfungsi membentuk benang spindel untuk memisahkan kromosom. Mikrotubulus berkelompok membentuk 3 mikrotubulus yang tersusun secara paralel. Sembilan kelompok semacam ini membentuk dinding sentriol. Tiap kelompok tidak tegak lurus dengan inti tabung, tetapi agak miring.
Dinding sel tanaman
Dinding sel tanaman adalah matriks ekstraseluler yang kokoh. Dinding sel ini terdiri atas mikrofibrilis dalam banyak matriks polisakarida (sebagian besar pektin dan hemiselusosa) dan glikoprotein yang saling silang. Pada bagian korteks dari dinding sel, ada array mikrotubulus yang menentukan posisi mikrofibrilis. Penyusunan mikrofibrilis ini menentukan arah perkembangan dinding sel, bentuk akhir sel, serta pola pembelahan sel. Dalam susunannya pada dinding sel, mikrofibrilis selulosa saling silang dalam jaringan yang diikat oleh hemiselusosa. Jaringan ini saling ekstensif dengan jaringan polisakarida pektin. Jaringan selulosa-hemiselulosa memberi kekuatan tegangan sementara jaringan pektin melawan kompresi. Pada dinding sel utama, jumlah ketiganya secara kasar sama, tetapi lamela tengah memiliki lebih banyak pektin untuk merekatkan sel yang berdekatan.
Dari sentriol memancar benang-benang gelendong pembelahan sehingga kromosom akan terjerat pada benang tersebut. Melalui benang gelendong inilah nantinya tiap-tiap kromosomberjalan menuju kutub masing-masing.
Gbr. Sentriol
Gbr. Letak Sentriol Pada Saat pembelahan
Proses pembelahan sel terjadi secara mitosis dan miosis. Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.
Profase. Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer (Campbell et al. 1999).
Metafase. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate).
Anafase. Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing.
Telofase. Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase. Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi (Campbell et al. 1999).
Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti (Campbell et al. 1999).
Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin (Campbell et al. 1999).
SENTRIOL: TERBUAT DARI MIKROTUBULA
Sentriol terdiri atas sepasang badan berbentuk tabung yang saling tegak lurus dan merupakan suatu kesatuan yang disebut sentrosom. Organel ini aktif saat sel sedang mengadakan pembelahan yaitu dengan menghasilkan benang-benang spindel atau gelendong yang merupakan protein kontraktil yaitu tubulin. Fungsi tubulin adalah menarik kromatid menuju kutub pembelahan. Sebelum sel membelah, sentrosom berduplikasi menghasilkan dua sentriol dan masing-masing berpindah ke sisi berlawanan pada nukleus, kemudian gelendong terbentuk .
Mikrotubulus adalah tabung-tabung halus dari protein tubulin, yang terdapat pada kebanyakan sel hewan dan tumbuhan. Diameternya kurang lebih 25 nm, sedangkan panjanrnya bervariasi.
Mikrotubulus menentukan bentuk struktur (sitoskleton = kerangka sel) pada sitoplasma, pembentukan sentriol, silia, flagela dan juga memainkan peranan yang amat penting dalam pembentukan sel.Sel tumbuhan memang tidak memiliki sentriol.
Gelembung-gelembung yang berasal dari lisosom di antaranya akan berbentuk sitolisosom dan badan multisekuler. Gelembung-gelembung lain yang terdapat dalam sitoplasma adalah berasal dari membrane sel yang melekuk ke dalam dan kemudian menutup. Melihat asal gelembung-gelembung ini maka dapat disimpulkan bahwa fungsi utama gelembung-gelembung ini adalah sebagai alat transportasi dan sebagai alat pengaman sitoplasma. Fungsi lain : untuk memelihara membran plasma yaitu pada proses ekskresi dan sekresi.
Pada dasarnya inklusio yang terdapat dalam sitoplasma dibedakan menjadi :
1. Timbunan makanan
2. Butir-butir sekresi
3. Pigmen
Pigmen-pigmen endogen di antaranya :
- Hemoglobin dalam eritrosit
- Mioglobin dalam sel otot
- Melanin dalam sel epitel kulit
- Lipofusin dalam sel otot jantung, sel hati, sel syaraf terutama pada usia lanjut
- Bilirubin dan derifatnya yang merupakan hasil pemecahan hemoglobin
Pigmen-pigmen eksogen di antaranya ;
- Debu arang dalam sel paru-paru yang dijumpai pada penderita anthrakosis
- Debu lilikat pada penderita silikosis
- Macam-macam logam dapat masuk ke dalam sel lewat kulit atau selaput lender
- Karotenoid dalam sel tanaman masuk bersama makanan
LISOSOM, MIKROTUBULUS, SITOSKELETON, SENTRIOL, GELEMBUNG-GELEMBUNG, INKLUSIO, FILAMEN AKTIN,FILAMEN SEDANG
BAB II
PEMBAHASAN
1. LISOSOM
Lisosom adalah ORGANELsel berupa kantong terikat membran yang berisi ENZIM hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
Pada tumbuhan organel ini lebih dikenal sebagai vakuola, yang selain untuk mencerna, mempunyai fungsi menyimpan senyawa organik yang dihasilkan tanaman.
1.1 KOMPOSISI
Membran lisosom
Untuk menyediakan pH asam bagi enzim hidrolitik, membran lisosom mempunyai pompa H+ yang menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Membrane lisosom juga sangat terglikosilasi yang dikenal dengan lysosomal-associated membrane proteins (LAMP). Sampai saat ini sudah terdeteksi LAMP-1, LAMP-2, dan CD63/LAMP-3. LAMP berguna sebagai reseptor penerimaan kantong vesikel pada lisosom.
Enzim hidrolitik
Enzim hidrolitik dibuat pada RETIKULUM ENDOPLASMA, yang mengalami pemaketan di BADAN GOLGI dan kemudian ke endosom lanjut yang nantinya akan menjadi lisosom. Untuk prosesnya ini, enzim ini mempunyai molekul penanda unik, yaitu manosa 6-fosfat (M6P) yang berikatan dengan oligosakarida terikat-N.
Seluruh glikoprotein yang ditransfer oleh retikulum endoplasma ke cis Golgi memiliki rantai oligosakarida terikat-N yang identik, dengan MANOSA di ujung terminalnya. Untuk membentuk manosa 6-fosfat, cis Golgi membutuhkan situs pengenalan, yang disebut signal patch, yang memiliki situs H3N+–MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ–...–COO−
Pembentukan M6P ini memerlukan dua buah enzim, yaitu GlcNac fosfotransferase yang berfungsi untuk mengikat enzim hidrolitik secara spesifik dan menambah GlcNac-fosfat ke enzim. Kemudian terdapat enzim kedua yang memotong GlcNac sehingga membentuk M6P. Satu enzim hidrolitik mengandung banyak oligosakarida sehingga dapat mengandung banyak residu M6P. Setelah itu, dari cis Golgi, enzim hidrolitik ini akan ditransfer ke trans Golgi.
M6P yang terikat pada enzim hidrolitik akan berikatan pada reseptor protein M6P yang berada pada jaringan trans Golgi. Reseptor ini terikat pada membran dan berguna untuk pemaketan enzim hidrolitik dengan memasukkan enzim tersebut ke vesikel clathrin coats, dan nantinya vesikel tersebut dikirim ke endosom lanjut. Pemaketan ini terjadi pada pH 6,5–6,7, dan dikeluarkan pada pH 6.
Pada endosom, enzim hidrolitik akan terlepas dari reseptor M6P karena adanya penurunan pH (menjadi 5). Setelah terlepas, reseptor M6P akan dibawa oleh vesikel transpor dari endosom kembali ke membran trans Golgi untuk digunakan kembali. Transpor, baik menuju endosom atau kebalikannya, membutuhkan peptida penanda (signal peptide) yang terdapat pada ekor sitoplasmik dari reseptor M6P. Namun demikian, tidak semua molekul dengan M6P dikirim ke lisosom; ada yang 'lolos' dari pengepakan dan ditransfer ke luar sel. Reseptor M6P juga terdapat di membran plasma, yang berguna untuk menangkap enzim hidrolitik yang lolos tersebut dan membawanya kembali ke endosom.
1.2 FUNGSI
Endositosis
Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
Autofagi
Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel HATItransformasi berudu menjadi KATAK, dan embrio manusia.
Fagositosis
Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
Lysosomal storage diseases
Lysosomal storage diseases adalah penyakit keturunan yang mempengaruhi metabolisme lisosom, terjadi karena mutasi di gen struktural sehingga kekurangan salah satu enzim hidrolitik aktif yang secara normal ada dalam lisosom. Substrat yang tidak tercerna akan menumpuk dan mengganggu fungsi seluler lainnya. Penyakit ini sangat jarang ditemukan, yaitu sekitar 1 dari 7700 kelahiran manusia. Salah satu contohnya adalah penyakit Pompe.
Penyakit Pompe adalah penyakit genetik neuromuskular yang dapat terjadi pada bayi, anak-anak, dan manusia dewasa, yang membawa gen cacat dari orang tuanya. Gejala penyakit ini adalah perkembangan otot lemah, terutama pada otot untuk bernafas dan bergerak. Pada bayi, penyakit ini juga menyerang otot jantung. Penyebabnya adalah cacat pada gen yang bertanggung jawab untuk membuat enzim acid alpha-glucosidase (GAA) yang terletak pada kromosom 17. Enzim GAA ini hilang atau diproduksi dalam jumlah sedikit. Fungsi enzim ini untuk memecah glikogen, bentuk gula yang disimpan pada otot, sehingga terjadi penumpukan glikogen pada lisosom.
2. MIKROTUBULUS
2.1 PENGERTIANMikrotubulus adalah salah satu bagian sitoskeleton. Mereka tersusun dari berbagai mikrotubulin. Mereka mempunyai garis tengah sepanjang 25 Nm dan panjang berubah-ubah dari 200 nanometers ke 25 mikrometer. Microtubulus berfungsi sebagai bagian struktural dalam sel dan dilibatkan di banyak proses seluler termasuk mitosis, sitokinesis, dan angkutan vesikular.
2.2 STRUKTUR
Microtubulus adalah polimer dari dimers tubulin α dan β. Tubulin dimers berpolimerisasi dari akhir ke akhir di protofilaments. Fungsi daripada tubulin adalah menarik kromatid menuju kutub pembelahan. Protofilaments lalu mengumpul di kawat pijar silindris yang berongga. Biasanya, protofilaments mengatur sendiri dalam bentuk helix tidak sempurna dengan satu helix berisi 13 tubulin dimers masing-masing dari berbeda protofilament. Tampilan di atas menghiasi sebagian kecil microtubulus, sedikit αβ dimer di panjang. Ciri-ciri penting lain microtubulus struktur adalah polaritas.
Tubulin berpolimerisasi dan selalu berakhir dengan sub-kesatuan α suatu tubulin dimer menghubungi sub-kesatuan β yang berikutnya. Oleh karena itu, di protofilament, pada satu bagian akhir akan mempunyai sub-kesatuan α terbuka sedangkan bagian akhir yang lain akan mempunyai sub-kesatuan β terbuka. Ujungnya ini ditunjuk (−) dan (+) masing-masing. Protofilaments berkas sejajar kepada satu sama lain, oleh sebab itu di microtubulus, ada satu bagian akhir, berakhir dengan (+), dengan yang lain sub-kesatuan-β terbuka sedangkan akhir yang lain, ujung yang berakhir (-) hanya mempunyai sub-kesatuan-α terbuka.
3. SITOKELETON
Sitoskeleton merupakan rangka sel yang terdapat pada sitosol.tersusun atas tiga jenis serabut yaitu :
Mikrofilamen, rantai ganda protein yang asling bertaut dan tipis terdiri dari protein yang disebut aktin, berdiameter 5-6 nm
Mikrotubula, rantai protein yang berbentuk spiral membentuk tabung berlubang, tersusun atas bola-bola molekul yang disebut tubulin. Merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar dan dapatmembentuk organel berupa sentriol, silia, flagella.
Filament antara, rantai protein yang berbentuk untaian yang salin melilit berdiameter8-10nm, tersusun atas protein yang disebut fimetin. Fungsi dari skeleton adalah memberikan kekuatan mekanik pada sel, menjadi kerangka sel, membantu gerakan substansi dari satu bagaian sel ke bagian lain.
Gambar. Struktur Sitoskeleton
Sitoskeleton eukariota. Aktin digambarkan dengan warna merah dan mikrotubulus dengan warna hijau. Struktur berwarna biru ialah INTI SEL
Sitoskeleton atau kerangka sel adalah jaring berkas-berkas PEOTEIN yang menyusun SITOPLASMA EUKARIOTA. Jaring-jaring ini terdiri dari tiga tipe dasar, yaitu MIKROFILAMEN MIKROTUBULUS (jamak: mikrotubuli), dan INTERMEDIET filamen. Ketiga filamen ini terhubung satu sama lain dan saling berkoordinasi. Dengan adanya sitoskeleton, sel dapat memiliki bentuk yang kokoh, berubah bentuk, mampu mengatur posisi organel, berenang, serta merayap di permukaan.
Mikrofilamen (aktin)
Bersifat fleksibel, aktin biasanya berbentuk jaring atau gel. Aktin berfungsi membentuk permukaan sel. Beberapa jenis bakteri juga mampu bergerak dengan aktin seperti Listriea monocytogenes yang menyebar dari sel ke sel dengan menginduksi penyusunan aktin pada sitosol sel inang.
Mikrotubulus
Mikrotubulus adalah tabung yang disusun dari mikrotubulin. bersifat lebih kokoh dari aktin, mikrotubulus mengatur posisi organel di dalam sel. Mikrotubulus memiliki dua ujung: ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubulus, dan ujung positif yang berada di dekat MEMBRAN PLASMA. Organel dapat meluncur di sepanjang mikrotubulus untuk mencapai posisi yang berbeda di dalam sel, terutama saat pembelahan sel.
Polimerisasi tubulin
Tubulin dapat berpolimerisasi membentuk mikrotubulus. Percobaan polimerisasi dapat dibuat dengan campuran tubuliN larutan penyangga dan GTP pada suhu 37 °C. Dalam tahapannya, jumlah polimer mikrotubulus mengikuti kurva sigmoid. Pada fase lag, tiap molekul tubulin berasosiasi untuk membentuk agregat yang agak stabil. Beberapa di antaranya berlanjut membentuk mikrotubulus. Saat elongasi, tiap subunit berikatan dengan ujung ujung mikrotubulus. Saat fase plato, (mirip fase log pada pembelahan sel), polimerisasi dan depolimerisasi berlangsung secara seimbang karena jumlah tubulin bebas yang ada pas-pasan.
Intermediat filamen
Berbentuk serat mirip tali, intermediat filamen memberi kekuatan mekanis pada sel sehingga sel tahan terhadap tekanan dan peregangan yang terjadi pada dinding sel. Filamen ini juga memberi kekuatan pada dinding sel.
Pembentukan intermediat filamen
Pembentukan intermediat filamen juga didasarkan pada polimerisasi filamen. Dua monomer filamen bergabung membentuk struktur coil. Dimer ini akan bergabung dengan dimer lainnya membentuk tetramer, tetapi posisinya saling tidak paralel. Ketidakparalelan ini membuat tetramer dapat berasosiasi dengan tetramer lain (mirip struktur penyusunan batu bata). Pada akhirnya, tetramer-tetramer bergabung membentuk sebuah array heliks.
Struktur bentukan sitoskeleton
Hanya dengan tiga tipe filamen, struktur sel dapat bervariasi antara satu sel dengan sel lainnya. Efektivitas kerja ketiga filamen protein ini bergantung pada jumlah protein asesori yang menghubungkan filamen ke komponen sel lain. Protein asesori penting untuk mengontrol perakitan filamen sitoskeleton pada posisi tertentu, termasuk di dalamnya protein motorik yang mengerakkan organel pada filamen atau filamen itu sendiri. Susunan struktur filamen ini mirip barisan semut. Tersusun rapih dan jika ada yang meninggalkan rombongan, barisan dapat menyusun kembali dalam kecepatan tinggi.
Silia dan sentriol
Silia adalah benang tipis setebal 0,25 μm dengan bundel mikrotubulus di bagian intinya. Dinding dari silia adalah 9 pasang mikrotubulus dan bagian tengah dari benang ini adalah 2 mikrotubulus yang tidak berpasangan. Struktur ini sering disebut sebagai "Struktur 9+2". Silia berfungsi menggerakkan fluida di permukaan sel dan menggerakkan sel di dalam fluida.
Sentriol adalah struktur berbentuk tabung yang terbentuk dari mikrotubulus dengan lebar 0,2 μm dan panjangnya 0,4 μm. Sentriol berfungsi membentuk benang spindel untuk memisahkan kromosom. Mikrotubulus berkelompok membentuk 3 mikrotubulus yang tersusun secara paralel. Sembilan kelompok semacam ini membentuk dinding sentriol. Tiap kelompok tidak tegak lurus dengan inti tabung, tetapi agak miring.
Dinding sel tanaman
Dinding sel tanaman adalah matriks ekstraseluler yang kokoh. Dinding sel ini terdiri atas mikrofibrilis dalam banyak matriks polisakarida (sebagian besar pektin dan hemiselusosa) dan glikoprotein yang saling silang. Pada bagian korteks dari dinding sel, ada array mikrotubulus yang menentukan posisi mikrofibrilis. Penyusunan mikrofibrilis ini menentukan arah perkembangan dinding sel, bentuk akhir sel, serta pola pembelahan sel. Dalam susunannya pada dinding sel, mikrofibrilis selulosa saling silang dalam jaringan yang diikat oleh hemiselusosa. Jaringan ini saling ekstensif dengan jaringan polisakarida pektin. Jaringan selulosa-hemiselulosa memberi kekuatan tegangan sementara jaringan pektin melawan kompresi. Pada dinding sel utama, jumlah ketiganya secara kasar sama, tetapi lamela tengah memiliki lebih banyak pektin untuk merekatkan sel yang berdekatan.
4. SENTRIOL
Sel hewan, mikroorganisme, dan tumbuhan tingkat rendah memiliki dua sentriol pada sitoplasma. Sentriol merupakan perkembangan dari sentrosom, yaitu pusat sel, daerah dari sitoplasma yang dekat dengan nukleus. Sentriol berupa kumpulan mikrotubulus strukturnya berbentuk bintang yang berperan sebagai kutub-kutub pembelahan sel secara mitosis atau meiosis. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.Dari sentriol memancar benang-benang gelendong pembelahan sehingga kromosom akan terjerat pada benang tersebut. Melalui benang gelendong inilah nantinya tiap-tiap kromosomberjalan menuju kutub masing-masing.
Gbr. Sentriol
Gbr. Letak Sentriol Pada Saat pembelahan
Proses pembelahan sel terjadi secara mitosis dan miosis. Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.
Profase. Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer (Campbell et al. 1999).
Metafase. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate).
Anafase. Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing.
Telofase. Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase. Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi (Campbell et al. 1999).
Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti (Campbell et al. 1999).
Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin (Campbell et al. 1999).
Meiosis
Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis I dan meiosis II terjadi pada sel tumbuhan.SENTRIOL: TERBUAT DARI MIKROTUBULA
Sentriol terdiri atas sepasang badan berbentuk tabung yang saling tegak lurus dan merupakan suatu kesatuan yang disebut sentrosom. Organel ini aktif saat sel sedang mengadakan pembelahan yaitu dengan menghasilkan benang-benang spindel atau gelendong yang merupakan protein kontraktil yaitu tubulin. Fungsi tubulin adalah menarik kromatid menuju kutub pembelahan. Sebelum sel membelah, sentrosom berduplikasi menghasilkan dua sentriol dan masing-masing berpindah ke sisi berlawanan pada nukleus, kemudian gelendong terbentuk .
Mikrotubulus adalah tabung-tabung halus dari protein tubulin, yang terdapat pada kebanyakan sel hewan dan tumbuhan. Diameternya kurang lebih 25 nm, sedangkan panjanrnya bervariasi.
Mikrotubulus menentukan bentuk struktur (sitoskleton = kerangka sel) pada sitoplasma, pembentukan sentriol, silia, flagela dan juga memainkan peranan yang amat penting dalam pembentukan sel.Sel tumbuhan memang tidak memiliki sentriol.
5. GELEMBUNG-GELEMBUNG
Gelembung-gelembung berasal dari organel lain terutama apparatus golgi, RE, lisosom. Organel ini berbentuk bulat dengan ukuran yang sangat bervariasi. Gelembung-gelembung yang berasal dari RE pada umumnya berukuran kecil dan biasanya mengandung protein atau enzim yang kemudian akan menuju ke aparatus golgi dan berubah bentuk menjadi mikrovesikel. Gelembung-gelembung yang berasal dari aparatus golgi ialah vesikel sekretoris yang akan membawa produk sel ke luar dari dalam sel. Sebagian dari vesikel sekretoris terutama yang mengandung enzim-enzim hidrolitik akan menjadi lisosom.Gelembung-gelembung yang berasal dari lisosom di antaranya akan berbentuk sitolisosom dan badan multisekuler. Gelembung-gelembung lain yang terdapat dalam sitoplasma adalah berasal dari membrane sel yang melekuk ke dalam dan kemudian menutup. Melihat asal gelembung-gelembung ini maka dapat disimpulkan bahwa fungsi utama gelembung-gelembung ini adalah sebagai alat transportasi dan sebagai alat pengaman sitoplasma. Fungsi lain : untuk memelihara membran plasma yaitu pada proses ekskresi dan sekresi.
6. TIGA MACAM INKLUSIO
Inklusio juga dinamakan paraplasma yang merupakan benda-benda mati yang terdapat dalam sitoplasma yang mungkin merupakan hasil aktivitas sel atau aktivitas metabolisme sel, tetapi tidak ikut dalam proses metabolisme.Pada dasarnya inklusio yang terdapat dalam sitoplasma dibedakan menjadi :
1. Timbunan makanan
2. Butir-butir sekresi
3. Pigmen
Timbunan makanan
Timbunana makanan dalam sel disimpan dalam sitoplasma dalam berbagai macam bentuk. Protein pada umumnya tidak disimpan secara khusus karena sitoplasma sendiri sebenarnya merupakan protein. Karbohidrat pada umumnya disimpan dalam sel tertentu yaitu dalam sel hati dan otot dalam bentuk glikogen. Lipid disimpan dalam sel sebagai butir-butir lipid yang akan tampak seperti lubang-lubang bila dilihat menggunakan mikroskop cahaya dengan pewarna atau fiksatif yang melarutkan lemak.Butir-butir sekresi
Bahan-bahan yang akan disekresikan oleh sel dibuat ribosom dan diangkut oleh RE masuk ke dalam apparatus golgi dan kemudian masuk ke dalam veikel sekretoris untuk dikeluarkan dalam bentuk sel. Jadi sebenarnya bahan-bahan ini tidak terdapat bebas dalam sitoplasma tetapi terdapat dalam gelembung vesikel sekretoris. Jadi butir-butir sekresi selalu terdapat dalam organel yang bermembran karena bahan-bahan yang akan disekresikan ini mungkin sekali akan dapat merusak sitoplasma bila dibiarkan lepas bebas dalam sitoplasma.Pigmen
Pigmen adalah benda berwarna yang terdapat dalam sitoplasma walaupun tidak diwarnai. Pada dasarnya dalam sitoplasma dijumpai 2 macam kelompok pigmen yaitu pigmen endogen yang merupakan pigmen yang memang terdapat dalam sel, dan pigmen eksogen yaitu pigmen yang terdapat dalam sitoplasma tetapi berasal dari luar sel.Pigmen-pigmen endogen di antaranya :
- Hemoglobin dalam eritrosit
- Mioglobin dalam sel otot
- Melanin dalam sel epitel kulit
- Lipofusin dalam sel otot jantung, sel hati, sel syaraf terutama pada usia lanjut
- Bilirubin dan derifatnya yang merupakan hasil pemecahan hemoglobin
Pigmen-pigmen eksogen di antaranya ;
- Debu arang dalam sel paru-paru yang dijumpai pada penderita anthrakosis
- Debu lilikat pada penderita silikosis
- Macam-macam logam dapat masuk ke dalam sel lewat kulit atau selaput lender
- Karotenoid dalam sel tanaman masuk bersama makanan
DAFTAR PUSTAKA
Juwono, dkk.2000. Biologi Sel.Semarang: Ilmu kedokteran
EGC
Campbell, N.A. dkk. 2002. Biologi
Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta. Erlangga.http://id.wikipedia.org/wiki/Glikogen
Comments
Post a Comment