MOLEKUL-MOLEKUL SISTEM HIDUP

16 Oktober 2017

SEL

Satuan kehidupan terkecil yang menyusun tubuh mahluk hidup

Tempat terselenggaranya fungsi kehidupan Sel

Jaringan

Organ

Organisme

SEJARAH PENEMUAN SELAntoni 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 SELRobert 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 struktural dari 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 SELSel 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 SELSel 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 SELSel 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

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 EUKARIOTPROKARIOT EUKARIOT

Ukuran1-10 µm 10-100 µm

Bentuk Organisasibersel satu bersel satu / bersel banyak

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

RNA: sintesis dan pematanganmudah, dalam sitoplasma rumit, dalam inti sel

Protein: sintesis dan pematangansederhana, terangkai dengan sintesis

RNArumit, dalam sitoplasma dan RE

berintiMetabolisme

anaerobik/aerobiksangat mampu menyesuaikan diri

kebanyakan aerob

Endositosis dan eksositosistidak ya

STRUKTUR SELa b

c

Diagram: a. Sel bakteri, umumnya Ukuran: 1 – 10 um Paling kecil: mikoplasma (0,1 – 1 um)b. Sel tumbuhanc. Sel hewan Ukuran sel hewan & tumbuhan: 10 – 100 um

MOLEKUL-MOLEKUL PENYUSUN SEL

Karbohidrat Protein Air Lipid Asam Nukleat

KOMPONEN SEL DAN SITOPLASMAKomponen 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

plasmaRibosom tempat terjadinya sintesis proteinSitoplasma 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 selFlagella 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 bakteriFimbriae 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 selPili 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 prokariotikRibosom 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 intiMembran 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. NukleolusStruktur 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 H2O2 menjadi 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 TumbuhanDinding sel Ada Tidak ada AdaMembran plasma Ada Ada AdaNukleus Tidak ada Ada AdaNukleolus Tidak ada Ada AdaRibosom Ada Ada AdaRetikulum endoplasma

Tidak ada Ada Ada

Aparatus golgi Tidak ada Ada AdaLisosom Tidak ada Ada Tidak adaMitokondria Tidak ada Ada AdaKloroplas Tidak ada Tidak ada AdaSitoskeleton Tidak ada Ada AdaSentriol Tidak ada Ada Tidak ada

PERBANDINGAN SEL BAKTERI, HEWAN, DAN TUMBUHAN

TERIMA KASIH