Bagian Biologi KedokteranBagian Biologi Kedokteran

Mata PelajaranMata Pelajaran

=BIOLOGI SEL==BIOLOGI SEL=

Dra. Eliza Anas,MSDra. Eliza Anas,MS

Tujuan UmumTujuan Umum : Ultra Struktur Sel : Ultra Struktur Sel

Tinjauan Instruksi umum :Tinjauan Instruksi umum :

Memahami struktur & fungsi sel secara umum Memahami struktur & fungsi sel secara umum

Tujuan perilaku khusus (TIK) :Tujuan perilaku khusus (TIK) :

1. Menjelaskan perbedaan antara sel prokariota, eukariota & virus.1. Menjelaskan perbedaan antara sel prokariota, eukariota & virus.

2. Menjelaskan struktur dan fungsi organel sel prokariota. 2. Menjelaskan struktur dan fungsi organel sel prokariota.

3. Menjelaskan struktur dan fungsi organel virus 3. Menjelaskan struktur dan fungsi organel virus

Ultrastruktur selUltrastruktur sel

@ Sel sebagai satuan struktur benda hidup.@ Uniselular dan multiselular.

@ Struktur sel dilihat dibawah ME

@ Terlihat lebih terinci dibandingkan MC

ultrastruktur

@ Secara ultrastruktur, kandungan sel dapat

dibedakan atas berbagai organelnya.

@ Membuat slit dg teknik tertentu

• Berdasarkan ada atau tidaknya membran inti, sel hewan dibedakan:

• 1. prokariot tidak mempunyai membran

inti (nukleus)

mis: bakteri, virus

• 2. eukariot mempunyai membran inti

• (nukleus)

Organel sel prokariota:

1. Dinding sel

2. Membran sel

3. Ribosom

4. Nukleoid

5. Plasmid

6. Sitoplasma

7. Tonjolan sel

PROKARIOTAPROKARIOTA

1. Dinding Sel 1. Dinding Sel Polisakarida, lipid dan protein, kakuPolisakarida, lipid dan protein, kakuTebal Tebal ++ 10 nm 10 nm Dinding sel hilang Dinding sel hilang → protoplast→ protoplastDinding sel hilang sebahagian Dinding sel hilang sebahagian → → spheroplastspheroplastFungsi: melindungi sel Fungsi: melindungi sel memberi btk yg memberi btk yg konstankonstanKapsul: bhg luar dinding sel Kapsul: bhg luar dinding sel Gelatin Gelatin

kapsul dan ddg sel non essensial kapsul dan ddg sel non essensial → → viabilitasviabilitasProtoplast & spheroplast – hidup – Protoplast & spheroplast – hidup –

ling ling cocokcocokMis : PPLO = Pluro Pneumonia Like Mis : PPLO = Pluro Pneumonia Like OrganismOrganism

0,25 – 0,1 %0,25 – 0,1 % Tidak mempunyai dinding selTidak mempunyai dinding sel

2. Membran Plasma = Plasmalemma2. Membran Plasma = Plasmalemma Trilaminer :

- Protein dan lipid- Protein dan lipid

- Hidrofilik,hidrofobik- Hidrofilik,hidrofobik

- Semi permiabel, - Semi permiabel, barrierbarrier

selektifselektif

- Bakteri berkloropil - Bakteri berkloropil fotosintesafotosintesa

- Plasmalemma- Plasmalemma respirasi respirasi

InvaginasiInvaginasiplasmalemmplasmalemmaa

mesosom mesosom enzim enzim respirasirespirasi respirasi respirasi

3. 3. RibosomRibosomPartikel diameter 10 – 15 nmPartikel diameter 10 – 15 nm20.000 – 30.000 partikel20.000 – 30.000 partikel2 sub unit 30 S (svedberg unit)2 sub unit 30 S (svedberg unit)

50 S50 SFungsional 70 S Fungsional 70 S → m RNA → m RNA Polirobosom / ergosomPolirobosom / ergosomFungsi = sintesa proteinFungsi = sintesa proteinBekerja sama dengan m RNA Bekerja sama dengan m RNA dan dan t RNAt RNA

Pewarnaan Feulgen – MC - positifPewarnaan Feulgen – MC - positifDaerah Daerah → gambaran spesifik → → gambaran spesifik → nukleoidnukleoidMengandung kromosom – molekul Mengandung kromosom – molekul DNA DNA sirkulersirkulerPanjang Panjang ++ 1 nm - informasi 1 nm - informasi genetikgenetikMenempel di membran plasmaMenempel di membran plasmaTidak mempunyai membranTidak mempunyai membranDNA sirkuler lain → plasmid atau DNA sirkuler lain → plasmid atau episomepisom

4.Nukleoi4.Nukleoidd

5. Plasmid 5. Plasmid

• DNA sirkuler

• Memiliki sedikit gen

• Dapat bereplikasi sendiri

• Diperlukan utk pertahanan hdp

• Plasmid dpt terbtk pd kondisi lingkungan yg banyak tekanan

• Resistensi

mis: antibiotik

MaterikoloidMaterikoloidOrganel sel – ribosom - asam nukleat Organel sel – ribosom - asam nukleat dlldllTempat metabolisme sel terjadiTempat metabolisme sel terjadi

6. 6. SitoplasmaSitoplasma

FlagellaFlagella + 10 mikronAlat gerakProtein

7. Tonjolan 7. Tonjolan sel :sel :

FilliFilli 1 – 2 mikron1 – 2 mikron Proses Konyugasi Proses Konyugasi → jembatan → jembatan sitoplasma pd bakteri sitoplasma pd bakteri yg yg berkonyugasiberkonyugasi Bakteri patogen Bakteri patogen → menempel → menempel pada pada sel hospessel hospes

Virus :Virus :

Organisme hidup ? Materi genetik Reproduksi dalam sel hospes Problem penyakit pada organisme hidup Iwanowsky → daun tembakau Struktur virus :

“Core” /inti → molekukl DNA atau RNA

Kapsid → mantel virus –kapsomer – protein melekat pd inti

Envelope → beberapa virus – lapisan lain kapsid Protein dan lemak

BAKTERIOFAG.BAKTERIOFAG.

STRUKTUR DAN FUNGSI STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN MEMBRAN

E. OVERTON (1890)

@. Mempelajari permiabilitas membran sel

@. Zat yang dapat lewat membran yang

larut dalam lemak

@. Membran terdiri dari lemak

GORTER dan GRENDEL (1925) .

@. Membran sel eritrosit

@. Mengekstrak semua lemak dr mem-

bran

@. Mengukur luas lemak dg cara merentangkan shg membentuk

selaput monomolekuler pd permukaan

air

@. Hidrofilik (mengikat air), hidrofobik

COLE (1932).

@. Mengukur tekanan permukaan mem-

bran pada hewan bintang laut

@. Telur ditekan antara 2 gls penutup

@. Mengukur nilai tekanan permukaan

membran

@. Berkesimpulan protein yg memberi nilai tekanan

DAVSON dan DANIELLI (1935).

@. Mengekstrak minyak dr telur ikanmakarel dan meneliti sifat-sifatnya

@. Menemukan adanya tekanan permu- kaan lemak yg amat rendah di bbrp

tempat@. Setelah dilakukan pemisahan di

dapatkan nilai tekanan permukaansama dg tek minyak murni

@. Kesimpulan protein menyebar di-antara lemak.

Model Davson dan Danielli (sandwich bilayer fosfolipid) diantara dua lap protein

S.J.Singer dan G.Nicolson (1972)

- Lipid dan protein penyusun utama, - Lipid dan protein penyusun utama, walaupun KH tdk kalah pentingnyawalaupun KH tdk kalah pentingnya

- Model yang diterima- Model yang diterima mosaik mosaik fluida fluida - Membran merupakan - Membran merupakan mosaikmosaik

molekul protein yang terapung pada molekul protein yang terapung pada bilayer fluida bilayer fluida terdiri dari fospolipidterdiri dari fospolipid

- ProteinProteinperiferal dan integralperiferal dan integral- Lemak Lemak hidrofilik dan hidrofobik hidrofilik dan hidrofobik- Karbohidrat Karbohidrat glycocalyk glycocalyk

- ME tampak PL mengandung serabut halus → Glycocalyx - Glycocalyx berbentuk benang halus dan

tegak lurus terhadap PL- Glycocalyx melekat kelemak→glikolipid

Glycocalyx melekat keprotein→ glikoptrotein- Glycocalyx berfungsi :

Transpor zat (absorpsi) Penyeleksi zat yang diabsorpsi Selubung sel .Mis :lapisan lendir mukosa

saluran pencernaan Diproduksi oleh sel sendiri

GAMBAR: STRUKTUR MEMBRAN PLASMA

- membran merupakan lembaran molekul

dinamis yang dapat berpindah tempat

- terdiri dari daerah hidrofilik dan hidrofobikGambar: Hidrofobik-hidrofilik

- kolesterol steroid berguna utk stabilitas membran

- membran hrs bersifat fluid agar dpt bekerja dg baik

- mosaik banyak protein berbeda-beda yg tertanam dlm matriks bilayer lipid

- lipid penyusun utama membran sdgkan protein menentukan f/ spesifikmembran mis: membran sel darah ditemukan lebih 50 macam protein

- protein integral tertanam pd bilayer lipid

protein periferal tdk tertanam pd bilayer

lipid

- karbo hidrat f/ pengenalan sel dg sel te-

tangga atau dg sel-sel lain.

- mis: penolakan organ cangkokan pd sistem

imun.

diferensiasi sel waktu embrio, dll

- karbohidrat dan membran disintesa dlm RE

CARA ZAT MELINTASI MEMBRANCARA ZAT MELINTASI MEMBRAN

Transpor: (a) protein mem

bran bersifat selektif u/ zat

tertentu, memberikan sa-

luran hidrofilik melintasi

membran. Mis: air, zat mo-

lekul kecil, zat larut dlm

lemak.

(b) Protein menghidrolisis

ATP u/ memompa bahan

melintasi membran secara aktif.

Aktivitas enzimatik:

Protein membran berupa

enzim dg sisi aktifnya

Transduksi sinyal:

Protein membran memiliki

btk pengikatan spesifik dg

mesenjer kimia (hormon)

dan pesan disampaikan

ke dalam sel

Penggabungan intersel:

protein membran antara

sel bersebelahan diikat o/

junction.

Pengenalan sel:

glikoprotein berfungsi

sebagai label identifikasi

secara khusus dikenal o/

sel lain

Pelekatan ke sitoskeleton

dan matriks ekstraselular:

Elemen sitoskeleton atau

mikrofilamen terikat ke

protein membran u/ mem-

pertahankan bentuk sel.

Protein yg dekat ke matrik

sel dapat mengkoordinasi

perubahan ekstra/intra sel

Pertautan selPertautan sel# Multiseluler # Multiseluler → kumpulan sel → kumpulan sel (jaringan)(jaringan)# Pertautan antar sel bertetangga # Pertautan antar sel bertetangga (Junction Complek) (Junction Complek) # Terbina komunikasi# Terbina komunikasi# Pemerataan sebaran zat# Pemerataan sebaran zat# Koordinasi dalam melakukan # Koordinasi dalam melakukan aktifitasaktifitas

3 macam pertautan antar sel:1. Desmosom

2. Tight junction 3. Gap junction

• 1.Desmosom. Banyak terdapat pada sel. Berupa kepingan bentuk cakram. Diameter kepingan ± 0,3 mµ. Jarak 22 – 35 nm. Beirisi perekat dari glikoprotein. Pertautan sitoskeleton-mikrofilamen. Sel otot jantung dan kulit

3 Jenis Desmosom3 Jenis Desmosom1. Macula adhearens1. Macula adhearens2. Zonula adhearens2. Zonula adhearens3. Fascia adhearens3. Fascia adhearens

1. Macula adhearens :

Celah 20 -30 nmBertindak pasifMengantarkan tenaga mekanik. mis : - benturan - tekananTempat berpaut sitoskeletonBahan antara sel padat dan

mengkilap

2. Zonula adhearens → pita membelit sel tipis

3.Fascia adhearens → pita membelit sel tebal dan lebar

Kedua jenis desmosom : - Aktif dalam pergerakan sel bertetangga- terdapat pada puncak sel.

mis: pada kulit

Sel kanker desmosomnya lemah → tidak dapat dibina koordinasi dan kerja sama

Tight junction1. Zonula occludens → pita membelit

tipis2. Vascia occludens → pita membelit

lebar Celah interseluler sedikit, lebar 15 nm

* Patri antar sel * Berderet diantara puncak sel* Banyak dijumpai pd sel btk

torak Mis:Melapisi rongga suatu

saluran

Fungsi :Fungsi :1. Menghalangi perembesan molekul 1. Menghalangi perembesan molekul besarbesar2. Menciptakan potensial listrik2. Menciptakan potensial listrik3. Merekatkan sel bertetangga agar 3. Merekatkan sel bertetangga agar kukuhkukuh. . 2 2 Gap junctionGap junction (nexus): (nexus):Sepasang kepinganSepasang kepingan Dibina unit kecil Dibina unit kecil → butiran→ butiran Butiran berlobang ditengahButiran berlobang ditengah Berhubungan dengan butiran sel tetanggaBerhubungan dengan butiran sel tetangga Membentuk saluran halusMembentuk saluran halus Lebar celah 2 – 4Lebar celah 2 – 4 nm nm

Fungsi Gap junction

1. Komunikasi

2. Lewat ion dan metabolik

3. Mengalirkan arus listrik (aksi potensial pada synapsis)

4. Koordinasi gerakan, aktifitas pemerataan berbagai zat

5. Lewat zat induktor

Pada jaringan/populasi sel, adanya gap Pada jaringan/populasi sel, adanya gap junction dapat dibina :junction dapat dibina : - keharmonisan sel- keharmonisan sel

- ke sinkronan aktifitas- ke sinkronan aktifitas

Mis : - transportasi zatMis : - transportasi zat - pembelahan sel - pembelahan sel - tumbuh- tumbuh - respons terhdp rangsangan- respons terhdp rangsangan

Terdapat pada :

- Sel-sel embrio awal- Gonad- Otot- Jaringan ikat- Jaringan epitel

Tdk ditemukan:- sel darah yg beredar

- otot lurik

Induktor disebarkan lewat gap Induktor disebarkan lewat gap junction untuk :junction untuk :1. Melancarkan pertumbuhan 1. Melancarkan pertumbuhan embrioembrio2. Diferensiasi sel jadi jaringan2. Diferensiasi sel jadi jaringan3. Regenerasi3. Regenerasi4. Penyembuhan luka atau 4. Penyembuhan luka atau kerusakankerusakanSel tumor kehilangan kontrol

karena gap junction tidak berfungsi .

SIFAT FISIK SELSIFAT FISIK SEL

Terdiri dari:

1. koloid kompleks

2. kepermeabelan

3. transport zat

4. potensial listrik

KOLOID KOMPLEKSKOLOID KOMPLEKS

Sel mengandung sistem koloid

artinya:

* mol sederhana larut dlm sito-

plasma mis: garam mineral, as

amino, polipeptida rantai pendek

dan glukosa.

* mol kompleks membtk suspensi mis: protein, pati dan lemak.

FASE KOLOID:

terdiri dari: sol ( encer )

gel ( kental )

*Selalu terjadi pergantian perubahan antar

sol ke gel, gel ke sol shg sel berubah btk

mis: berkerut dan menjulur.

*Sitoplasma lebih encer dari nukleoplasma

namun komponen kimia sitoplasma lebih kompleks dr nukleoplasma

KEPERMEABELANKEPERMEABELAN*Sel bersifat semi-permiabel (tembus u/ zat

tertentu)

*Kepermeabelan ditentukan oleh:

- besar molekul

- kelarutan dlm air atau lemak

- perbedaan muatan listrik

TRANSPORT ZATTRANSPORT ZAT*Keluar masuknya zat dari sel

*Caranya: 1. difusi

2. osmosa

3. filtrasi

4. transport aktif

5. cytosis

1,2,3 melibatkan sifat fisik sel

4 sifat fisik dan biologis sel

5 sifat biologis sel

DIFUSIDIFUSI* Tergantung pd konsentrasi zat terlarut

* Perembasan zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah

* Perembesan dapat terjadi tanpa lewat sekat atau lewat sekat

* Tanpa lewat sekat berlangsung pd proto- plasma sendiri, mis: ujung RE ke ujung lain

* Lewat sekat, mis:- antara intra dan ekstra sel

- antara sitoplasma dengan nukleoplasma

* Difusi umum terdpt pd sel, tanpa energi

* Difusi terjadi bagi O2, CO2, air, elektrolit

dan mol organik sederhana.

• Elektrolit berdifusi krn adanya potensial listrik, dimn pd membran luar muatan (+) sdgkan dlm membran muatan (-)

Na+ diluar membran susah msk, K+ dlm membran mudah keluar

Berdasarkan carrier difusi dibagi:

1. Difusi bebas bebas berdifusi

2. Difusi terikat diikat o/ carrier (permease)

carrier(pembawa) khas bg suatu zat, dg arah difusi tetep ] tinggi ke [ ] rendah

difusi bebas difusi terikat

OSMOSAOSMOSA

* Merupakan transpor pasif air

* Membandingkan dua larutan dg konsent- rasi zat terlarut dlm air berbeda.

* Konsentrasi zat terlarut tinggi (pekat) hipertonik

* Konsentrasi zat terlarut rendah (encer) hipotonik

* Konsetrasi zat terlarut sama isotonik

* Nilai osmosis

* Melalui membran permiabel selektif

• Dalam keadaan biasa sel isotonis dg

cairan mediumnya (CES)

• Menjaga tekanan osmosa homostatis

• Contoh: pd eritrosit dlm media hipertonis

akan terjadi krenasi

eritrosit dlm media hipotonis akan terjadi haemolisis

• Secara umum disebut cytolysis

• Pada sel tumbuhan disebut plasmolysis

FILTRASIFILTRASI• Transport zat terjadi krn perbedaan teka-

nan atmosfer antar 2 ruangan yg dipisah- kan membran yg permiabel terhdp zat itu

• Mis: lumen kapiler ke sel jaringan sekitar,

krn tek drh (akibat pemompaan jantung).

TRANSPORTASI AKTIFTRANSPORTASI AKTIF• Melawan gradient konsentrasi konsent-

rasi rendah ke konsentrasi tinggi

• Membutuhkan energi (ATP)

• Transportasi aktif ini disebut juga absorpsi

• Ada 2 teori cara tranportasi aktif ini yaitu: dorongan pemusingan

Zat yg diabsorbsi adalah: elektrolit, glukosa

as amino dll.

Gambar: pompa natrium-kalium, transprtasi aktif.

SITOSISSITOSIS- Transport zat yg melibatkan lepasnya

sebhg membran sel fragmen membran langsung menjadi selaput zat yg ditrans-port

- Endosotisis masuk zat dr luar ke dalam- Exosotosis masuk zat dr dalam ke luar- Menurut dimensi zat terbagi 2: pinositosis

dan pagositosis- Berdasarkan asal zat yg difagosit: hetero

fagosit (extraselular) dan autofagosit(inraselular)

Exositosis perlu u/:

1. sekresi: (getahan) yaitu mengeluarkan

zat produksi sellendir,enzim

steroid.

2. ekskresi: (pembuangan) yaitu mengelu-

arkan ampas metabolisme atau ampas pencernaan sel

dlm btk cair NH4OH, urea, as urat dll

3. ekstrusi: membuang bhn pdt paska

lisosom

Komunikasi sel dan konsep reseptorKomunikasi sel dan konsep reseptor• Pembicara dan pendengar• Bagaimana pendengar merespons• Sinyal jarak dekat dan jauh• Respon sinyal ada yg elektromagnetik

(cahaya) & ada yg mekanis (sentuhan)• Reseptor protein membran • Pada multiseluler penting komunikasi

tingkat seluler u/ kehidupannya• Guna u/ terciptanya koordinasi aktivitas

sel shg terbentuk organisme yg normal• Sinyal yg digunakannya sinyal kimia

Mekanisme Komunikasi Sel:

Pembicara Pendengar

@. Deteksi

@. Proses

@. Respon

Kesalahan komunikasi dapat disebabkan o/ sel pembicara dlm menyampaikan

bisa juga krn pada sel pendengar sbg penerima

Persinyalan sel

. Percobaan pada sel ragi:

. Menggunakan sinyal kimia

u/ mengindentifikasi

sel a reseptor faktor α

sel α reseptor faktor a

. Pengikatan faktor terjadi

perubahan pd permukaan

dan terjadi penggabungan

nukleus sel a dan sel α

Pensinyalan :

Jarak dekat : parakrin , sinaptik

Jarak jauh : endokrin (hormon) sbg neurotransmiter

Parakrin mrpkan senyawa

kimia yg dihslkan o/ sel peng-

sekresi , berdifusi kedlm cairan

ekstraseluler dan merangsang

sel target.

mis: faktor pertmbhan berupa

senyawa kimia yg merang-

sang sel target u/ tmbh

Sinaptik .• Terjadi pd sel saraf yg spesifik

• sel saraf menghslkan sinyal kimia neurotransmiter berdifusi ke sel target (sel saraf) melalui ruangan sempit (sinapsis) u/ meneruskan rangsangan

• Motor end plat ruangan sem-

pit yg meneruskan rangsangan

antara sel saraf dg sel otot

hormonalhormonal •pensinyalan ke tempat

yg jauh hormon

dikenal dg pensinyalan

endokrin

• sel spesial melepaskan

mol hormon msk kepem-

buluh darah dg melalui

sistem pembuluh darah

akan smpai ke sel target

Diagram hipothalamus hipofisis ovariumDiagram hipothalamus hipofisis ovarium

Komunikasi kontak langsung• Junction• Interaksi mol yg menonjol

dr permukan sel

Tahap pensinyalan:1.Penerimaan : sinyal akan dideteksi o/ protein membran sel sebagai reseptor 2.Transduksi : sinyal akan dirubah menjadi respons seluler spesifik 3.Respons : respons seluler aktif Ex: Epinefrin enzim glikogen posporilaseglukosa 1 pospat glukosa 6 pospat glikolisis

Komunikasi sel melalui reseptorKomunikasi sel melalui reseptor

Td: 1. reseptor terkait protein G

2. reseptor tiroksin kinase

3. reseptor saluran ion

1. Reseptor terikat protein G

2. Reseptor tiroksin kinase2. Reseptor tiroksin kinase

3.3.Reseptor saluran ionReseptor saluran ion

Sifat pensinyalan respon

•