STRUKTUR MEMBRAN BIOLOGI

STRUKTUR MEMBRAN BIOLOGIMembran sel atau membran plasmaadalah struktur selaput tipis yang menyelubungi sebuah sel yang membatasi keberadaan sebuah sel, sekaligus juga memelihara perbedaan-perbedaan pokok antara isi sel dengan lingkungannya.Berdasarkan model mosaic cairan, membran sel terdiri dari lipid, protein, dan karbohidrat dalam perbandingan berbeda tergantung pada jenis sel. Membran sel tersusun atas lapisan lipoprotein yaitu gabungan antara lemak dan protein. Lipid penyusun membran sel terdiri dari pospolipid, spingolipid, glikolipid, dan sterol. Posfolipid merupakan gabungan antara lemak dan posfat, bersifat hidrofilik dengan ujung polar (larut dalam air). Sterol merupakan senyawa lemak penyusun membran sel yang bersifat hidrofobik dengan ujung tidak polar (tidak larut dalam air).

Protein dalam membran sel terdiri atas protein intrinsik dan protein ekstrinsik. Protein intrinsik adalah protein yang menembus dua lapis lipid, bersifat hidrofobik. Protein ekstrinsik merupakan protein yang berada di permukaan luar tidak menembus lipid, bersifat hidrofilik. Selain itu, membran sel juga disusun oleh senyawa karbohidrat yang terdiri dari dua bagian yaitu glikolipid dan glikoprotein. Glikolipid merupakan senyawa karbohidrat yang berikatan dengan lipid sedangkan glikoprotein merupakan senyawa karbohidrat yang berikatan dengan protein. Kedua karbohidrat tersebut bersifat hidrofilik.

TRANSPORT MELALUI MEMBRANTranportasi lewat membrane digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transporpasif bagi molekul-molekul yang mampu melalui membrane tanpa mekanisme khusus, dan transpor aktif bagi molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

TransporpasifTranspor pasif merupakan suatu perpindahan molekul berdasarkan perbedaan gradient konsentrasinya, yaitu molekul berpindah dari konsentrasinya yang tinggi kekonsentrasi rendah memalui bilayer lipid, channel protein (saluran protein) ataupun carrier protein (protein pembawa) dan tidak ada energi metabolik yang terlibat.

Transpor pasif meliputi :Difusimerupakan perpindahan senyawa dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dan semakin besar gradien konsentrasi senyawa semakin cepat laju difusinya dan akan terhenti setelah tercapai kesetimbangan gradient.

2. Difusi terfasilitasi Difusi ini difasilitasi oleh protein yang tersusun dalam bentuk saluran (protein trans membran) dan carrier protein yang merupakan protein pembawa. Difusi melalui protein transmembran sering digunakan oleh sel-sel syaraf untuk perpindahan ion Na+ dan K+ serta ion-ion seperti Cl-,Ca2+ dan HCO3. Protein pembawa (carrier protein) memiliki permukaan spesifik untuk ion, glukosa dan asam amino sehingga masing-masing senyawa tersebut dapat berikatan.

3. Osmosis merupakan transport pasif air yaitu perpindahan ion/ molekul dari kerapatan tinggi kekerapatan rendahdengan melewati membrane selektif permeable atau semi permeable hal ini berarti membrane tersebut hanya dapat dilalui oleh molekul molekul air tetapi tidak oleh molekul lainnya.Transpor aktifMerupakan proses perlaluan zat yang membutuhkan energy selain itu juga membutuhkan bantuan dari carrier protein dan saluran protein. Energi yang digunakan dalam pemindahan molekul tersebut ada yang diperoleh dari hidrolisis ATP.Transport aktif primer (energy dari hidrolisis ATP) yaitu transport yang bergantung pada potensial membraneTransport aktif sekunder (energy dari gradient ion) Transpor aktif juga memindahkan mikromolekul yang berada di daerah lumen usus, misalnya perpindahan glukosa dan asam amino berkonsentrasi rendah ke dalam sel usus dengan konsentrasi relatif tinggi.

Salah satu bentuk transport aktif adalahEksositosis adalah mekanisme transpor molekul besar sepertiproteindanpolisakarida, melintasimembran plasmadari dalam ke luar sel (sekresi) dengan cara menggabungkanvesikulaberisi molekul tersebut dengan membran plasma.Endositosissel memasukkan makromolekul dan materi yang sangat kecil dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma.

Terdapat tiga jenis endositosis yaitu :Fagositosis (pemakan seluler)Pinositosis(peminum seluler)Endositosis yang diperantarai reseptor,

MACAM-MACAM REPRODUKSI SELReproduksi sel bertujuan untuk menambah jumlah dan jenis sel, atau membentuk sel-sel lain dengan tujuan tertentu. Ada tiga jenis pembelahan sel, yaitu amitosis, mitosis, dan meiosis.Pembelahan AmitosisPembelahan amitosis merupakan pembelahan sel yang tidak melalui urutan tahap-tahap tertentu. Pada pembelahan ini nukleus langsung membelah menjadi dua lalu didistribusikan pada sel anak tanpa didahului oleh pembentukan benang spindel, peleburan membran inti, penampakan kromosom, atau ciri lain.

Pembelahan MitosisPembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang melalui tahap-tahap pembelahan tertentu, yaitu: profase, metafase, anafase, dan telofase (PMAT). Pembelahan ini memiliki ciri sebagai berikut:terjadi pada pembelahan sel tubuh (somatis)bertujuan untuk pertumbuhan dan regenerasimenghasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk semula (diploid menjadi diploid/haploid menjadi haploid)berlangsung dalam satu kali PMAT

Pembelahan Meiosis merupakan pembelahan kromosom homolog menjadi gamet yang baru dengan adanya reduksi jumlah kromosom. Sel anakan yang dihasilkan oleh meiosis berbeda dengan induknya. Pembelahan ini terjadi pada sel-sel perkembangbiakan.Meiosis terbagi menjadi dua, yaitu meiosis I dan meiosis II. TAHAP-TAHAP PEMBELAHAN SEL SECARA AMITOSIS, MIOSIS, DAN MEIOSIS

AMITOSISPembelahan sel melalui tahapan sederhana yaitu amitosis yang terjadi pada organisme prokariotik(tidak memiliki inti) seperti bakteri. Tahap-tahap pembelahan amitosis:Informasi genetik berupa DNA sirkuler yang menempel di membran plasma sel induk kemudian mulai menggandakan diri.Sesaat kemudian,ujung DNA baru yang terbentuk menempel di membrane plasma (di sisi yang berseberangan).Sel kemudian membesar hingga mencapai dua kali sel normal,kemudian terjadi pembelahan sel menjadi dua bagian yang sama atau hampir sama yang diikuti pembagian DNA baru.Ketika tidak membelah,sel dalam kondisi interfase.

Karena tidak ada fase lain dalam siklus hidupnya,maka hampir seluruh siklus sel prokariotik adalah interfase.

MITOSISTahapan-tahapan pembelahan mitosis,terdiri atas 4 tahap yakni : profase - metafase - anafase dan telofase

Tahap Profase :benang-benang kromonema memendek dan menebal membentuk kromosom homolog dengan duplikatnya. Sehingga tampak jumlah kromosom 2 kali lebih banyak.membran inti dan nukleolus menghilangsentriol membelah menjadi dua, dan bergerak saling menjauh menuju ke arah 2 kutub berlawanandari masing-masing sentriol, menjulur benang-benang spindel ( benang gelendong )Tahap Metafase :masing-masing kromosom homolog dengan duplikatnya berjajar disepanjang bidang metafase / dataran metafase

Tahap Anafase :masing-masing kromosom homolog memisahkan diri dengan duplikatnya, dan bergerak menuju ke arah dua kutub yang berlawanan. Gerakan ini disebabkan oleh adanya kontraksi / gaya tarik dari benang spindelTahap Telofase :kromosom homolog maupun kromosom duplikat mencapai kutub sel nya masing-masingmulai terlihat adanya membran inti sel dan nukleoluspada bagian tengah sel mulai terbentuk adanya sekat pemisahterbentuk dua buah sel anak

MEIOSISTahap meiosis IInterfasePada interfase, sel berada pada tahap persiapan untuk mengadakan pembelahan. Profase IPada profase I, DNA dikemas ke dalam kromosom. Pada akhir profase I, terbentuk kromosom homolog yang berpasangan membentuk tetrad.

Metafase IPada metafase I tetrad kromosom berada pada bidang ekuator. Pada bidang ekuator, benang-benang spindel (mikrotubul) melekatkan diri pada tiap sentromer kromosom. Ujung benang spindel yang lainnya membentang melekat di kedua kurub pembelahan yang berlawanan.Anafase IPada anafase I tiap kromosom homolog (yang berisi dua kromatid kembarannya) masing-masing mulai ditarik oleh benang spindel nenuju ke kutub pembelahan yang berlawanan arah. Tujuan anafase I adalah membagi isi kromosom diploid menjadi haploid.Telofase IPada telofase I tiap kromosom homolog kini telah mencapai kutub pembelahan.Sitokinesis IPada sitokinesis I tiap kromosom homolog dipisahkan oleh sekat sehingga sitokinesis menghasilkan dua sel, masing-masing berisi kromosom dengan kromatid kembarnya.

Tahap Meiosis IIProfase IIPada profase II kromatid kembaran masih melekat pada tiap sentromer kromosom. Tahap ini kadang terjadi dalam waktu yang singkat karena diikuti tahap berikutnya.Metafase IIPada metafase II tiap kromosom (yang berisi dua kromatid) merentang pada bidang ekuator. Terbentuk benang-benang spindel, satu ujung melekat pada sentromer, dan ujung lain membentang menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan arah.Anafase IIPada anafase II benang spindel mulai menarik kromatid menuju ke kutub pembelahan yang berlawanan tersebut. Akibatnya, kromosom memisahkan kedua kromatidnya dan bergerak menuju kutub yang berbeda. Kromatid yang terpisah kini dinamakan kromosom.Telofase IIPada telofase II, kromatid (atau kini disebut kromosom) telah mencapai kutub pembelahan. Hasil total dari tahap ini adalah terbentuk empat inti. Tiap inti mengandung setengah pasang kromosom (haploid) dan satu salinan DNA (1n,1c).Sitokinesis IIPada sitokinesis II tiap inti mulai dipisahkan oleh sekat sel dan akhirnya menghasilkan empat sel kembar haploid.

Perbedaan Pembelahan Sel Secara Mitosis Dan Meiosis

Pembelahan sel secara mitosis berlangsung pada sel-sel somatis, baik pada sel yang haploid (n) maupun sel yang diploid (2n), berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang berlangsung pada sel-sel perkembangbiakan (germinal cells) yang diploid (2n). Pembelahan sel secara mitosis waktu berlangsungnya relatif singkat (beberapa jam), berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang waktu berlangsungnya lama.Pembelahan sel secara mitosis pembelahan nukleus hanya berlangsung satu kali dengan menghasilkan dua buah nukleus anak, berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang pembelahan nukleusnya berlangsung dua berturut-turut dengan menghasilkan empat buah nukleus anak.

Pembelahan sel secara mitosis tahap pembelahan sel didahului oleh satu periode S (sintesis DNA), berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang kedua pembelahan sel secara berturutan hanya didahului oleh satu periode S (sintesis DNA).Pembelahan sel secara mitosis setiap kromosom pada profase bersifat bebas, biasanya tidak membentuk pasangan. Berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis pada profase I terbentuk pasangan-pasangan kromosom yang homolog (proses sinapsis).Pembelahan sel secara mitosis tidak terdapat proses pindah silang (crossing over), berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang pada setiap pasangan kromosom yang homolog sekurang-kurangnya terjadi sebuah pindah silang.

Pembelahan sel secara mitosis pada tahap metafase, kromosom (yang terdiri dari dua kromatida) berada sendiri-sendiri dibidang ekuator dan melekat pada benang-benang spindel dengan perantaraan kinetokor. Berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang pada tahap metafase I terdapat pasangan-pasangan kromosom yang homolog pada bidang ekuator. Anggota pasangan tersebut melekat pada benang spindel yang berasal dari kutub sel yang berlawanan.Pembelahan sel secara mitosis sentromer (kinetokor) membelah pada anafase dan kromatida bergeral menuju kearah kutub sel yang berlawanan. Akhirnya terbentuk dua buah nukleus anak dengan ploidi yang sama (n, 2n, dst) dengan nukleus semula. Berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis, walaupun anggota pasangan kromosom yang homolog berpisah pada anafase I, namun sentromer (kinetokor) pada tahap ini belum membelah, sentromer baru membelah pada anafase II. Akhirnya terbentuk empat buah nukleus anak yang haploid (n).Pembelahan sel secara mitosis jumlah kromosom per nukleus tetap dipertahankan pada sel anak (misalnya tetap 2n). Berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis jumlah kromosom per nukleus dikurangi sehingga setiap sel anak (gamet) memiliki jumlah kromosom setengah dari nukleus semula (dari 2n hingga n).

Pembelahan sel secara mitosis karyotipe sel anak identik dengan sel induk. Materi fenetik tetap konstan, kecuali jika ada mutasi (jarang). Berbeda dengan pembelahan sel secara meiosis yang karyotipe sel anak satu sama lain tidak mesti sama dan juga tidak perlu sama dengan sel induk. Hal yang demikian menyebabkan timbulnya variasi genetik.

PERAN SITOSKELETONSitoskeleton adalah kerangka internal sel, yang merupakan kumpulan serabut atau filamen globular, serabut protein yang menyusun sitoplasma sel eukariota. Sitoskeleton terdiri atas:Mikrofilamen (struktur mirip rod yang berupa protein globular), monomernya adalah tubulinFilamen intermediate (protein serabut), monomernya adalah fibrous (protein)Mikrotubul (tabung berlubang terdiri atas protein globular) , monomernya adalah actin.

Fungsi dari skeleton adalah memberikan kekuatan mekanik pada sel, menjadi kerangka sel, membantu gerakan substansi dari satu bagaian selke bagian lain, peran sitoskeleton secara rinci di dalam sel adalah sebagai berikut:Menentukan bentuk dan ketahanan selPenempatan berbagai organel dalam selPergerakan materi-materi dan organel-organel dalam selPergerakan selTempat untuk anchoring mRNA dan membantu translasi mRNA menjadi poplipeptidaKomponen penting dalam proses pembelahan selMemberikan kekuatan mekanik pada selMenjadi kerangka sel