Click here to load reader

MOLEKUL-MOLEKUL SISTEM HIDUP€¦ · mudah, dalam sitoplasma rumit, dalam inti sel Protein: sintesis dan pematangan sederhana, terangkai dengan sintesis RNA rumit, dalam sitoplasma

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of MOLEKUL-MOLEKUL SISTEM HIDUP€¦ · mudah, dalam sitoplasma rumit, dalam inti sel Protein:...

  • MOLEKUL-MOLEKUL SISTEM HIDUP

    07 Oktober 2019

  • SEL

    Satuan kehidupan terkecil yang menyusun tubuh mahluk

    hidup

    Tempat terselenggaranya fungsi kehidupan Sel

    Jaringan

    Organ

    Organisme

  • SEJARAH PENEMUAN SEL

    Antoni Van Leeuwenhoek (1632-1723)

    membuat dan menggunakan mikroskop, menyebut sel sebagai satuan

    kehidupan

    orang yang pertama kali melihat sel tunggal (bakteri, protozoa, yeast,

    algae, kecuali virus) dan mengamati darah, cairan mani, feses, dan

    email gigi

  • SEJARAH PENEMUAN SEL

    Robert Hooke (1635-1703)

    melihat rongga kosong pada sayatan jaringan gabus tumbuhan

    kemudian dinamakan cellula yang berarti rongga/ruangan (asal kata

    sel)

  • SEJARAH PENEMUAN SEL

    Schleiden (1840-1891) & Schwann (1810-1882)

    Teori sel: semua makhluk hidup terdiri dari sel-sel, sel = unit strukturaldari semua makhluk hidup

    Robert Brown (1813), menemukan nukleus dan menyatakan bahwa nukleus merupakan bagian yang penting dari sel

    Felix Dujardin (1835), menyatakan bahwa bagian yang penting adalah cairan sel

    Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869), menemukan bahwa cairan sel adalah protoplasma

    Max Schultze (1825-1874), menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan dan sel merupakan unit fungsional dari kehidupan

    Rudolf Virchow (1858), menyatakan “omne cellula ex cellulae”, artinya sel berasal dari sel sebelumnya

  • KARAKTERISTIK SEL

    Sel Sangat Kompleks Dan Terorganisasi

    Kompleksitas sel dapat dilihat dari keteraturan dan konsistensi sel, dimana organel-organel sel mempunyai struktur sendiri-sendiri dan terdapat interaksi antar organel sel tsb

    Dapat dilihat pada proses sintesis protein, proses pembentukan energi kimia, pembentukan membran sel pada proses tsb terdapat kerjasama antar organel sel dan prosesnya sangat terorganisir

    Sel Mempunyai Program Genetik

    Organisme dibangun berdasarkan informasi yang dikode dalam gen-gen

    Gen bukanlah sekedar tempat menyimpan informasi tetapi juga mengandung blueprint (cetakan) untuk membentuk struktur sel dan mengatur aktivitas sel

  • KARAKTERISTIK SEL

    Sel Membentuk Dan Menggunakan Energi

    Perkembangan dan pemeliharaan sel membutuhkan masukan energi yang konstan

    Energi cahaya diserap oleh pigmen fotosintetik yang terdapat pada sel, kemudian cahaya tersebut akan dikonversi menjadi energi kimia

    Pada hewan energi telah dikemas berupa glukosa, pada manusia glukosa dilepaskan oleh hati ke aliran darah

    Sel Mampu Menghasilkan Berbagai Macam Reaksi Kimia

    Reaksi kimia yang terjadi di dalam sel disebut metabolisme.

    Sel Mampu Melakukan Aktivitas Mekanik

    Sel adalah tempat aktivitas mekanik, di mana bahan atau molekul diangkut dari satu tempat ke tempat lain, baik di dalam sel atau antar sel

  • KARAKTERISTIK SEL

    Sel Mampu Merespon Stimulus

    Pada sel protista misalnya bakteri mampu bergerak ke arah sumber nutrisi

    Pada organisme multiseluler umumnya respon stimuli ditangkap oleh reseptor yang akan berinteraksi dengan substanti yang terdapat dalam lingkungan

    Sel Mampu Mengatur Diri

    Kebutuhan akan energi, pemeliharaan dan keadaan sel yang stabil membutuhkan pengaturan yang konstan sel mempunyai kemampuan mengatur diri yang sangat baik

    Sel Mampu Membelah Diri

    Sel dihasilkan melalui proses pembelahan sel di mana satu sel induk akan menghasilkan dua sel anak sifat-sifat yang dimiliki induk akan diwariskan ke keturunannya

  • MAKHLUK HIDUP

    BANYAK SEL

    (MULTISELULER)

    BERSEL SATU/TUNGGAL

    (UNISELULER/MONOSELU

    LER)

    BERDASARKAN JUMLAH

    SEL

    BAKTERI, YEAST,

    PROTISTA

    TUMBUHAN, HEWAN,

    MANUSIA,DLL

  • SEL BERDASARKAN

    MEMBRAN INTI

    SEL PROKARIOTIK

    (TIDAK MEMILIKI

    MEMBRAN INTI)

    SEL EUKARIOTIK

    (MEMILIKI MEMBRAN

    INTI)

    BAKTERI, MONERATUMBUHAN, HEWAN,

    JAMUR, PROTISTA

    http://2.bp.blogspot.com/_2XIxx4Pp2ko/SMyVN6jYZBI/AAAAAAAAABM/4iVGe89AvuA/s1600-h/320px-Prokaryote_cell_diagram.svg.pnghttp://3.bp.blogspot.com/_2XIxx4Pp2ko/SMyWPbjfqpI/AAAAAAAAABU/-nz_7Sdj-x8/s1600-h/sel5.jpg

  • SEL PROKARIOT DAN SEL EUKARIOT

    Jenis sel, ada 2 yaitu:

    1. Sel Prokariota

    (Pro : ‘sebelum’) + (karyon : kernel/nukleus)

    Sel yang “tidak mempunyai nukleus” materi genetik ada pada daerah

    nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah ini dari

    bagian sel lainnya

    2. Sel Eukariota

    (Eu: “sebenarnya”) + (karyon)

    Sel yang mempunyai inti/nukleus sebenarnya, dibungkus oleh membran

    nukleus

  • PERBANDINGAN ANTARA PROKARIOT DAN EUKARIOT

    PROKARIOT EUKARIOT

    Ukuran

    1-10 µm 10-100 µm

    Bentuk Organisasi

    bersel satu bersel satu / bersel banyak

    DNA

    kecil, sirkular, tidak ada intron besar, dalam inti sel, ada intron

    RNA: sintesis dan pematangan

    mudah, dalam sitoplasma rumit, dalam inti sel

    Protein: sintesis dan pematangan

    sederhana, terangkai dengan sintesis RNA rumit, dalam sitoplasma dan RE berinti

    Metabolisme

    anaerobik/aerobik

    sangat mampu menyesuaikan diri

    kebanyakan aerob

    Endositosis dan eksositosis

    tidak ya

  • STRUKTUR SELa b

    c

    Diagram:

    a. Sel bakteri, umumnya

    Ukuran: 1 – 10 um

    Paling kecil: mikoplasma

    (0,1 – 1 um)

    b. Sel tumbuhan

    c. Sel hewan

    Ukuran sel hewan & tumbuhan:

    10 – 100 um

  • MOLEKUL-MOLEKUL PENYUSUN SEL

    Karbohidrat

    Protein

    Air

    Lipid

    Asam Nukleat

  • KOMPONEN SEL DAN SITOPLASMA

    Komponen Sel Bakteri

    Komponen utama sel: air (70%)

    Komponen lainnya: makromolekul (17% protein, 8% RNA, 1% DNA, 1% gula, 1% lipid,

    0,4% nukleotida, 0,4% asam amino), molekul organik kecil (0,2%), dan ion

    anorganik (1%)

    Diantara makromolekul, protein mempunyai bagian yang terbesar: kira-kira 55%

    berat kering sel

    Volume satu sel E. coli kira-kira sebesar 0,88 µm3 : 1/6 bagian berupa membran

    dan DNA (nukleoid), sitoplasma (di dalamnya ada ±250.000 molekul protein)

    Di dalam sel eukariot, diduga jumlah molekul protein mencapai beberapa milyar

    Kerja Biokimia dari Sitoplasma

    Sitoplasma adalah ruang reaksi pusat sel

    Di dalamnya berlangsung sebagian besar jalur metabolisme penghancuran bahan

    makanan dan pembentukan komponen-komponen sel, termasuk glikolisis, jalur

    heksosa monofosfat, glukoneogenesis, pembentukan asam lemak, biosintesis

    protein, dll.

  • STRUKTUR SEL BAKTERI

  • Nukleoid

    merupakan daerah spesifik yang mengandung molekul DNA sirkular dengan

    panjang ±1 nm

    merupakan pusat informasi genetik dan menempel pada membran plasma

    Ribosom

    tempat terjadinya sintesis protein

    Sitoplasma

    larutan semicair yang dikelilingi membran plasma; berisi nukleoid dan

    ribosom

    Membran Plasma

    lapisan yang mengelilingi sitoplasma dan mengatur keluar masuknya molekul

    Dinding Sel

    tersusun dari polisakarida, lipid, dan protein

    kandungan polisakarida menyebabkan dinding sel bersifat kaku

    dinding sel berfungsi untuk memberikan bentuk yang konstan pada sel.

  • Kapsul

    merupakan lapisan pelindung yang terbuat dari polisakarida yang berada di

    bagian luar dinding sel

    Flagella

    biasanya dimiliki oleh bakteri yang bersifat motil

    flagella terbuat dari protein, dengan diameter 20 nm dan panjang 1-70 nm

    fungsi utama flagella yaitu untuk pergerakan bakteri

    Fimbriae

    terbuat dari protein, dengan ukuran kecil dan bentuk seperti rambut yang

    keluar dari permukaan sel

    tidak memiliki peran dalam pergerakan bakteri, akan tetapi fimbriae

    membantu bakteri untuk melekat pada permukaan sel

    Pili Seks

    terbuat dari protein, dengan struktur tubular yang rapat

    biasanya digunakan bakteri untuk melewatkan DNA dari satu sel ke sel

    lainnya.

  • STRUKTUR SEL HEWAN

  • STRUKTUR SEL TUMBUHAN

  • Membran Plasma (Membran Sel)

    tersusun atas protein dan lipid

    (fosfolipid), membran fosfolipid

    berupa bilayer dengan bagian ekor

    (non polar) yang bersifat hidrofobik

    menghadap ke dalam dan bagian

    kepala (polar) yang bersifat

    hidrofilik menghadap ke luar.

    fungsinya: (1) memisahkan isi sel

    dengan lingkungan luar; (2)

    mengatur pertukaran zat antar sel

    dengan lingkungan; (3) melakukan

    seleksi terhadap zat yang boleh

    keluar dan masuk dari dalam atau

    luar sel (selektif permeable); (4)

    sebagai reseptor untuk mengenali

    stimuli dari luar (misal, hormon)

  • Sitoplasma

    terdiri dari medium semicair yang disebut sitosol

    berfungsi sebagai tempat berlangsungnya metabolisme sel

    organel sel terdapat di dalam sitoplasma

    jumlah organel sel eukariotik yang ada di dalam sitoplasma jauh lebih banyak

    dibandingkan organel sel prokariotik

    Ribosom

    merupakan butiran kecil nukleoprotein (±25 nm)

    terdapat pada sel prokariotik maupun sel eukariotik

    ribosom terdiri dari dua subunit, satu besar dan satu kecil, tiap subunit

    memiliki campuran protein dan rRNA

    merupakan tempat terjadinya sintesis protein menerima mRNA dari

    nukleus, dimana mRNA akan mengkode urutan asam amino pada polipeptida

    pada sel eukariotik, ribosom tersebar bebas di sitoplasma. Selain itu, organel

    ini terletak pada permukaan mitokondria atau kloroplas, ada pula yang

    melekat di retikulum endoplasma (sehingga menjadikan retikulum

    endoplasma tersebut dinamakan retikulum endoplasma kasar)

  • Nukleus

    merupakan organel paling besar dan mencolok pada sel eukariotik, dengan

    diameter lebar 10 µm dan panjang 20 µm

    fungsi utama dari nukleus: (1) menyimpan informasi genetik berupa DNA; (2)

    mengendalikan metabolisme sel; (3) melakukan sintesis protein yang dikode

    dalam bentuk DNA; (4) mengendalikan pembelahan sel; (5) mensintesis RNA

    dan ribosom

    a. Membran inti

    Membran inti terdiri atas :

    1. Membran dalam, yang berisi protein spesifik yang mengikat kromatin dan

    lamina inti (filamen yang memperkuat struktur inti)

    2. Membran luar, yang berlanjut atau berhubungan dengan membran organel

    lain yaitu retikulum endoplasma

    b. Nukleolus

    Struktur di dalam nukleus, tempat dimana RNA ribosomal (rRNA) ditanskripsi

    dan subunit ribosom terbentuk

  • Retikulum Endoplasma (RE)

    merupakan bangunan yang berbentuk ruangan-ruangan berdinding membran

    dan saling berhubungan membentuk anyaman

    a. Retikulum Endoplasma Halus

    - tidak ditempeli ribosom pada permukaan sitoplasmiknya

    - di dalam sitoplasma, retikulum endoplasma halus terlihat berupa pembuluh

    (tubulus) atau gelembung (vesikuler) yang tak teratur

    - retikulum endoplasma halus berperan pada proses metabolisme, termasuk

    sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, sebagai penawar obat dan racun.

    b. Retikulum Endoplasma Kasar

    - tampak kasar karena ditempeli oleh ribosom pada permukaan sitoplasmik

    - retikulum endoplasma kasar tampak berupa saluran panjang berjajar

    melengkung teratur, di dalam sitoplasma

    - retikulum endoplasma kasar berfungsi melakukan sintesis protein dan

    modifikasi protein

  • Mitokondria

    tersusun dari dua membran yaitu membran luar

    yang halus dan membran dalam yang berlekuk-

    lekuk (disebut krista) (Gambar 1.8)

    memiliki panjang sekitar 1-10 µm

    pada sel yang aktif bermetabolisme terdapat ≥1000

    mitokondria

    berperan penting dalam respirasi seluler untuk

    menghasilkan energi

    matriks: cairan yang mengisi ruangan di dalam

    mitokondria yang banyak mengandung enzim-

    enzim respirasi, DNA, ribosom, dan sub-unit

    membran dalam berupa butiran-butiran molekul

    ATPase yang berperan dalam menghasilkan ATP.

    mitokondria mengandung berbagai komponen yang

    dibutuhkan untuk melakukan replikasi DNA,

    transkripsi, dan sintesis protein sehingga organel

    ini mampu bereproduksi sendiri tanpa tergantung

    pada DNA nukleus

  • Aparatus Golgi

    merupakan organel yang terdapat dalam sitoplasma dengan letak, ukuran dan

    jumlah yang berbeda-beda antara sel yang satu dengan lainnya

    terdiri dari kantung membran pipih yang berkelok-kelok

    fungsi dari aparatus golgi: (1) memodifikasi protein dengan menambahkan

    oligosakarida (Glikosilasi); (2) menerima lipid dan protein dari retikulum

    endoplasma dan mengirimkannya ke berbagai tujuan; (3) membentuk lisosom

    Lisosom

    lisosom berasal dari kata lysis (mencerna) dan soma (badan)

    lisosom diproduksi oleh aparatus golgi

    mengandung ±50 enzim hidrolitik sehingga dapat menghidrolisis lemak,

    protein, asam nukleat, dan polisakarida

  • Peroksisom

    peroksisom berasal dari kata peroksida dan soma (badan yang berfungsi untuk

    peroksidasi)

    peroksisom banyak ditemukan pada sel hepar yang akan bermetabolisme

    fungsi utama: (1) menghasilkan enzim oksidatif untuk membentuk H2O2 untuk

    merombak lemak; (2) menghasilkan enzim katalase untuk mengubah H2O2menjadi H2O dan O2

    Sitoskeleton

    merupakan jaringan protein filamen dan tubulus yang saling terhubung, yang

    memanjang dari nukleus menuju membran plasma pada sel eukariotik

    berfungsi mempertahankan bentuk sel dan memungkinkan sel dan organel

    untuk bergerak

    sitoskeleton berisi mikrotubulus, filamen intermediet, dan filamen aktin.

  • Dinding Sel

    semua tumbuhan memiliki dinding sel

    dinding sel primer berisi serat selulosa dan non

    selulosa, dan ini memungkinkan dinding untuk

    meregang ketika sel sedang bertumbuh

    beberapa sel pada tanaman kayu memiliki

    dinding sel sekunder yang terbentuk di dalam

    dinding sel primer

    dinding sel sekunder mengandung serat

    selulosa yang cukup banyak dan lignin, yaitu

    substansi yang memberikan kekuatan pada

    tumbuhan

  • Kloroplas

    merupakan organel sel tumbuhan yang cukup

    besar, yaitu dua kali lebih lebar dan lima kali

    lebih panjang dari mitokondria

    kloroplas memiliki tiga sistem membran

    kloroplas dibatasi oleh membran ganda, yaitu

    membran luar dan membran dalam, bagian

    dalam yang luas disebut dengan stroma,

    berisikan campuran enzim dan tilakoid

    (kantung yang terbentuk dari membran ketiga,

    yaitu membran tilakoid; tumpukan tilakoid

    disebut dengan granum)

    kloroplas memiliki DNA-nya sendiri

    organel ini berperan untuk menangkap energi

    matahari untuk selanjutnya dilakukan

    fotosintesis, menghasilkan karbohidrat

  • Sentriol

    hanya ditemui pada sel hewan

    terletak di dekat inti, sepasang, berbentuk silinder, dan memiliki rangka

    mikrotubul yang bersusun secara radial

    berfungsi untuk: (1) membentuk serat gelendong serta untuk orientasi

    pembelahan sel; (2) membentuk rangka organel gerak serta mengontrol

    pergerakannya; (3) Membentuk rangka sel. mikrotubul, dan mikrofilamen.

  • Bakteri Hewan Tumbuhan

    Dinding sel Ada Tidak ada Ada

    Membran plasma Ada Ada Ada

    Nukleus Tidak ada Ada Ada

    Nukleolus Tidak ada Ada Ada

    Ribosom Ada Ada Ada

    Retikulum endoplasma Tidak ada Ada Ada

    Aparatus golgi Tidak ada Ada Ada

    Lisosom Tidak ada Ada Tidak ada

    Mitokondria Tidak ada Ada Ada

    Kloroplas Tidak ada Tidak ada Ada

    Sitoskeleton Tidak ada Ada Ada

    Sentriol Tidak ada Ada Tidak ada

    PERBANDINGAN SEL BAKTERI, HEWAN, DAN

    TUMBUHAN