S T R U KT U R DA N FU N G S I M E M BRA N S EL

D I B U AT O L E H :C H R I ST I A N J U S T I NN A D I A S A R I D E W IN A URA Q O T R U N N A DAR. H I M A N H A RYO T E G UH D .

D E F I N I S I M E M B RA N S E LDEF IN IS I ME MBRA N S E L

DEF IN IS I MEMBRAN SEL

• Sel adalah bagian kehidupan terkecil

• Seluruh kerja biologis dilakukan oleh sel

• Pada makhluk hidup multiseluler, sel saling bekerjasama untuk hidup

• Sel-sel hewan tidak dapat bertahan hidup bila dipisahkan

DEF IN IS I MEMBRAN SEL

• Membran adalah suatu bahan elastis yang dapat menghalangi partikel tertentu

• Membran berfungsi sebagai pembatas antara 2 wilayah

J EN I S MEMBRAN SEL

• Membran impermeabel

• Membran yang tidak dapat dilalui apapun

• berfungsi hanya sebagai sekat

• Membran semipermeabel

• Hanya dapat ditembus oleh air

• Tidak memungkinkan zat lain melintasi membran

• Membran selektif permeabel

• Membran yang hanya dapat dilintasi zat tertentu saja

• Menahan zat-zat lainnya

S T R U KT U R M E M B RA N S E LST R U KT U R ME MBRAN S E L

L ETAK

• Berada di Ujung Protoplasma

• Protoplasma terdiri dari membran sel dan sitoplasma

• Sebagai pembatas yang memisahkan sel hidup dengan lingkungannya yang tidak hidup

• Pada sel hewan: terletak di ujung terluar sel

• Pada tumbuhan berada di balik dinding sel

BAG IAN

• Phospholipid bilayer

• Protein

• Gula

P HOS P HO L I P ID B I LA YER

• Dua lapisan lemak setebal 7-8 nm

• Hidrofobik (menjauhi air) terbuat dari asam lemak

• Hidrofilik (mendekati air) mengandung fosfor

• Sebagai pembatas dua tempat, dalam sel dan lingkungannya

P ROTE I N

Protein Integral

• Protein yang tembus dari dalam sel keluar sel

• Bersifat amfifatik

Protein periferal

• Berada di salah satu sisi membran sel

GUL A

• Dapat ditemukan di membran sel berupa oligosakarida

• Gula yang menempel pada protein disebut glycoprotein

• Gula yang menempel pada lemak disebut lipoprotein

• Berperan dalam komunikasi antar sel

GERA KAN

• Gerakan lipid

• Gerak lateral

• Gerak flip-flop

• Gerak Protein

• Gerak Lateral

• Gerak flip-flop

• Gerak rotasi

GERAKA N L I P ID

Gerakan Lateral

• Gerakan berpindah atau bertukar tempat satu molekul lipid dengan molekul lipid lainnya yang berada didekatnya

Gerakan flip-flop

• Gerakan bertukar tempat antar fosfolipid yang dekat dengan sel

GERAKAN P ROTE I N

Gerakan Lateral

• Gerakan berpindah atau bertukar tempat satu molekul protein dengan molekul protein lainnya yang berada didekatnya

Gerakan flip-flop

• Gerakan bertukar tempat antar protein yang dekat dengan sel

Gerakan rotasi

• Berputarnya protein pada sumbunya

• Hanya terjadi pada protein integral

F LU ID I TAS MEMBRAN

• Fluiditas membran adalah tingkat kekentalan membran

• Diukur dengan menghitung jumlah gerakan pada membran

• Dipengaruhi oleh suhu lingkungan

• Dipengaruhi oleh banyaknya lemak tak jenuh dalam membran

FU N G S I M E M B RA N S E L

F U NG S I MEMBRAN SEL

• Mengontrol masuk dan keluarnya zat dari atau kedalam sel

• Sebagai pelindung agar isi sel tidak keluar

• Sebagai penerima rangsangan dari luar sel

• Protein transport

• Penerimaan informasi

• Pengenalan dan penghubung antar sel

Pelekatan ke sitoskeleton dan matriks extraseluler

P ERMEA B I L I TA S MEMBRA N SEL

• Permeabel adalah kemudahan suatu membran untuk dilewati zat lain

• Membran sel bersifat selektif permeabel

• Hanya membiarkan molekul tertentu yang melintasi membran

• Ukuran molekul mempengaruhi kecepatan melintas

• Dapat melintasi membran melalui:

• Melalui phospholipid bilayer

• Melalui protein transport

T RA N S P O R M E M B RA N

T RA N S P O R PA S I F

• Pada transpor pasif, energi tidak digunakan dalam perpindahan zat, namun meningkatkan entropi

• Molekul bergerak secara acak, populasi molekul bergerak dengan arah tertentu

• Transpor pasif terbagi menjadi :• Difusi• Osmosis• Difusi terfasilitasi

DI F U S I

• Perpindahan zat terlarut melalui membran selektif permeabel

• Difusi terjadi menuruni gradien konsentrasi

• Difusi mencapai kesetimbangan bila konsentrasi antar membran sama

• Difusi tidak terpengaruh konsentrasi zat lainnya

O SM O S I S

• Perpindahan zat pelarut melalui membran selektif permeabel

• Berpindah dari yang konsentrasi terlarut rendah ke konsentrasi pelarut tinggi

• Osmosis mencapai kesetimbangan bila tekanan osmotik antar membran sama

P E N GA R UH OS M OS I S PADA S E L

• Tonisitas adalah kemampuan lingkungan sel untuk menyebabkan osmosis• Hipertonis => Sel

kehilangan air• Hipotonis => Sel mendapat

air• Isoosmotik => Pergerakan

air seimbang • Dinding sel membantu

mempertahankan bentuk sel pada kondisi hipotonis

D I FU S I T E RFAS I L I TAS I

• Difusi dengan bantuan protein transpor• Channel protein => tidak

berubah bentuk• Carrier protein => berubah

bentuk• Channel protein yang

memindahkan ion disebut ion channel

• Protein Ion channel biasanya memiliki gerbang, sehingga disebut gated channels

TRA N S PO RT A KT I F

• Perpindahan melalui membran yang membutuhkan energi

• Transpor Aktif dibagi menjadi 2, yaitu• Pompa ion• Kotranspor

• Energi tersimpan sebagai energi listrik

PO M PA I O N

• Protein menggunakan fosfat untuk memompa kation melawan gradien konsentrasi

• Setelah dipompa, bagian hidrofilik yang menghadap ke SEM dan ke sitoplasma memiliki potensial listrik yang berbeda

KOT RA NS P OR DAN P OM PA P R OT ON

• Proton dipompa melawan gradien konsentrasinya lalu bergabung dengan nutrien yang lain

• Proton menggunakan energi listrik yang tersimpan untuk memindahkan nutrien ke dalam sel

TRAN PO RT MASS AL

• Dapat memindahkan molekul besar

• Membutuhkan energi

• Melibatkan perubahan bentuk membran sel

• Terbagi menjadi 2

• Endositosis

• Fagositosis

• Pinositosis

• Endositosis bereseptor

• Eksositosis

EKSOS I TOS I S

• Vesikel transpor bermigrasi ke membran plasma, menyatu dengan membran tersebut dan melepaskan isinya.

ENDO S I TO S I S(FAGOS IT OS IS )

• Sel menelan partikel dengan cara menyelubungi partikel dengan pseudopodia, dan mengemasnya dalam kantong selaput membran yang cukup besar biasanya disebut dengan vakuola

ENDOS I TOS I S( P IN OS IT OS IS )

• Sel mengambil cairan yang mengandung berbagai zat terlarut dari matriks ekstraseluler yang bersifat tidak sesifik

ENDOS I TOS I S(D I P ERAN TA I - RESEP T OR)

Di lapisan membran yang menghadap SEM tertanam reseptor spesifik

Terdapat Protein selaput yang menghadap sitoplasma

R E P R O DU K S I S E L

K R O M O SO M

• Sel terdiri dari 2 bagian utama, yaitu nukleus dan sitoplasma.

• Dalam nukleus terdapat benang-benang halus yang disebut kromatin.

• Kromosom adalah suatu struktur padat yang terdiri dari 2 komponen molekul, yaitu protein dan DNA.

N U K L E O S O M ( UN I T DA S A R K R O M O SO M )

KR OM OSOM

KR OM AT I D

KR OM AT I N

SOLE N O I D

N UK LE OS OM

ST R U KT U R K R O M O S O M• Kromatid: salah satu dari 2 lengan hasil

replikasi(perbanyakan)kromosom.

• Kromomer: struktur berbentuk manik-manik yang merupakan akumulasi dari materi kromatin

• Sentromer: daerah konstriksi (pelekukan) di sekitar pertengahan kromosom.

• Kinetokor: tempat pelekatan benang-benang spindel selama pembelahan inti dan tempat melekatnya lengan kromosom.

• Satelit: berbentuk bulatan dan terletak di ujung lengan kromatid.

• Telomer: bagian berisi DNA pada kromosom. Untuk menjaga stabilitas bagian ujung kromosom agar DNA di daerah tersebut tidak terurai.

M AC A M - M AC A M B E N T U K K R O M O SO M• Kromosom metasentrik: kromosom yang letak

sentromer ditengah-tengah lengan kromatid.

• Kromosom submetasentrik: kromosom yang letak sentromernya tidak berada ditengah-tengah lengan kromatid sehingga kromatid tidak terbagi sama panjang

• Kromosom akrosentrik: kromosom yang letak sentromernya berada pada posisi antara ujung dengan bagian tengah kromatid

• Kromosom telosentrik: kromosom yang letak sentromernya di ujung suatu kromotid.

BE N TU K-BE N T U K K R O M O SO M

P E M B E L A H A N S E L S E C A RA M IT O S I S

PE M B E L A H A N SE L S E C A RA A M I T O S I S ( PE M BE L A H A N B I N E R )• Terdapat pada organisme

prokariotik, contohnya bakteri

• Kromosom bakteri menempel pada membran plasma

• Bagian DNA yang menempel mengalami replikasi selama sel tumbuh hingga seluruh DNA kromosom selesai bereplikasi

• Sel mulai membelah

• Terbentuk dua sel anakan

PE M B E L A H A N SE L S E C A RA M I TO S I S

TA H A P I N T E R FA S E

• Merupakan tahap yang aktif dan penting untuk mempersiapkan pembelahan.

• Persiapan berupa replikasi DNA (melipat gandakan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan).

• Sebagian besar waktu hidup sel ada di tahap ini.

FA S E G A P- 1 (G 1 )

• Sel-sel belum mengadakan replikasi DNA, sehingga DNA masih berjumlah 1 salinan dan diploid (2n).

FA S E S I N T E S I S ( S )

• DNA dalam inti mengalami replikasi (penggandaan jumlah salinan) sehingga fase sintesis akhirnya menghasilkan 2 salinan DNA dan diploid (2n)

FA S E G A P- 2 (G 2 )

• Replikasi DNA telah selesai dan sel bersiap-siap mengadakan pembelahan.

M I TO S I S

• Mitosis dibagi menjadi 5 tahap

• Profase

• Prometafase

• Metafase

• Anafase

• Telofase

PR O FA SE • DNA mulai dikemas dan dipaket menjadi

kromosom

• Kromosom tampak lebih pendek serta menebal

• Sentriol membelah dan masing-masing bergerak ke kutub yang berlawanan pada nukleus

• Terbentuk benang-benang spindel (benang mikrotubul) yang terhubung dari kutub ke kutub

• Kromosom terlihat terdiri dari dua kromatid yang terikat pada sentromer

• Nukleolus hilang dan membran nukleus hancur, kromosom terletak bebas di sitoplasma

• Merupakan tahap yang paling lama dalam mitosis

PR O M E TA FA S E

• Kromosom semakin terkondensasi

• Mikrotubulus memasuki wilayah nukleus

• Masing-masing dari kedua kromatid memiliki kinetokor, yaitu struktur protein terspesialisasi yang terletak pada sentromer

• Beberapa mikrotubulus melekat pada kinetokor, menjadi ‘tubulus kinetokor’

• Mikrotubulus nonkinetokor berinteraksi dengan sejenisnya

M E TA FA SE• Kromosom bergerak ke bidang

ekuator benang spindel

• Kromosom terikat pada benang spindel melalui sentromer

• Kromosom berjejer pada lempeng metafase, yaitu bidang khayal yang berada dipertengahan antara kedua kutub gelondong

• Kromosom terletak di bidang ekuator agar pembagian jumlah informasi DNA yang akan diberikan ke sel anakan benar-benar rata dan sama jumlahnya

A N A FA S E • Masing-masing sentromer yang

mengikat kromatid bersaudara membelah bersamaan

• Kromatid bersaudara bergerak menuju kutub pembelahan, karena terjadinya kontraksi benang spindel

• Saat kontraksi, benang spindel memendek kemudian menarik kromatid bersaudara menjadi dua bagian ke dua kutub berlawanan

TE LO FA SE • Kromatid telah disebut

kromosom

• Membran inti mulai terbentuk dan nukleolus kembali muncul

• Kromosom membentuk benang-benang kromatin

• Terjadi pembelahan sitoplasma dengan proses yang disebut sitokinesis

• Kromosom kurang terkondensasi

S I T O K I N E S I S • Pembentukan sekat sel baru

• Sekat memisahkan dua inti tersebut menjadi dua sel anakan

• Pada sel hewan: dimulai pada saat telofase terakhir. Terjadi penguraian benang-benang spindel, lalu terbentuk cincin mikrofilamen yang menyempit di daerah bekas ekuator

• Pada sel tumbuhan: terdapat dinding sel yang keras. Mengalami kariokinesis segera membentuk sekat sel di sekitar bekas bidang pembelahan. Awalnya tebentuk dari vesikel membran yang ada di badan Golgi

• Vesikel kemudian mengalami fusi membentuk membran dan diikuti terbentuknya dinding sel yang baru

P E M B E L A H A N S E L S E C A RA M E I O S I S

VA R I A S I DA L A M S U AT U TE M A

• Hereditas adalah penerusan sifat dari satu generasi ke generasi lainnya

• Variasi adalah keanekaragamaan sifat yang diturunkan oleh induknya

M E I O S I S

• Meiosis adalah pembelahan sel gamet

• Setiap meiosis menghasilkan 4 sel anakan

• Setiap sel anakan memiliki setengah jumlah kromosom sel somatik

PE WA R I S A N S I FAT PA DA G E N

• Genetika adalah bidang sains yang mempelajari ilmu pewarisan sifat (hereditas)

• Gen adalah informasi terkode dari induk dalam bentuk pewarisan sifat

R E PR O DU K S I S E L PA DA R E PR O DU K S I A SE K SU A L

• Induk akan bereproduksi dengan menghasilkan sel anakan dengan jumlah kromoson yang sama dengan induknya

R E PR O DU K S I S E L PA DA R E PR O DU K S I S E K S U A L

• 2 induk akan menghasilkan sel gamet yang kromsomnya berjumlah setengah dari jumlah awal

• Tiap induk akan memberikan combinasi yang berbeda

SE L K R O M O S O M DA L A M S E L M A N U S I A

• Dalam Sel Somatik (diploid) terdapat 46 kromosom

• Setiap sel memiliki 23 tipe kromosom

• Kariotipe adalah tampilan dari pasangan kromosom

5 µmPair of homologous

chromosomes

Centromere

Sisterchromatids

Figure 13.3

H O M O LO G & S E K S K R O M O S O M

• Setiap kromosom memiliki pasangan yang memiliki kesamaan karakteristik yang disebut autosom

• Perempuan memiliki sepasang kromosom X (XX)

• Laki-laki memiliki 1 kromosom X dan 1 kromosom Y (XY)

S I K LUS H I D U P

• Siklus hidup adalah urutan generasi ke generasi dari tahap pembuahan sampai menghasilkan keturunannya

S IK LU S H I D UP M A N US I A

S I K LUS H I D U P T U M B U H A N

S IK LU S H I D UP JA M U R & PR O T I S TA

TA H A P TA H A P M E I OS I S

• Profase 1

• Kromosom berkondensasi

• Pindah silang

• Setiap pasang homolog memiliki satu atau lebih kiasmata

• Mikrotubulus melekat pada kinetokor

• Sentrosom bergerak

METAFASE 1

• Kromosom tersusun pada lempeng metafase

• Kromatid dari satu homolog melekat ke mikrotubulus kinetokor dari salah satu kutub

A N A FA S E 1

• Homolog memisah

• Homolog bergerak ke kutub berlawanan

TE LO FA SE 1 DA N S I T OK I N E S I S

• Sel anakan haploid terbentuk

• Selaput nukleus terbentuk kembali

• Tidak terjadi replikasi lagi

PR O FA SE 2

• Aparatus gelendong terbentuk

• Kromatid bergerak kearah lempeng

M E TA FA SE 2

• Kromosom berjejer di lempeng metafase

• Mikrotubulus melekat ke kinetokor

A N A FA S E 2

• Kromatid terpisah karena penguraian protein

• Kromatid bergerak ke kutub-kutub berlawanan

TE LO FA SE 2 DA N S I T OK I N E S I S

• Nukleus terbentuk, kromosom terurai

• Sel anakan menjadi 4

• Sel anakan berbeda secara genetika

Centrosomes(with centriole pairs)

Sisterchromatids

Chiasmata

Spindle

Tetrad

Nuclearenvelope

Chromatin

Centromere(with kinetochore)

Microtubuleattached tokinetochore

Tertads line up

Metaphaseplate

Homologouschromosomes

separate

Sister chromatidsremain attached

Pairs of homologouschromosomes split up

Chromosomes duplicate

Homologous chromosomes(red and blue) pair and exchangesegments; 2n = 6 in this example

INTERPHASE MEIOSIS I: Separates homologous chromosomes

PROPHASE I METAPHASE I ANAPHASE I

TELOPHASE I ANDCYTOKINESIS

PROPHASE II METAPHASE II ANAPHASE II TELOPHASE II ANDCYTOKINESIS

MEIOSIS II: Separates sister chromatids

Cleavagefurrow Sister chromatids

separate

Haploid daughter cellsforming

During another round of cell division, the sister chromatids finally separate;four haploid daughter cells result, containing single chromosomes

Two haploid cellsform; chromosomes

are still doubleFigure 13.8

P E R B E DA A N M IT O S I S DA N M E I O S I S

MITOSIS MEIOSIS

Prophase

Duplicated chromosome(two sister chromatids)

Chromosomereplication

Chromosomereplication

Parent cell(before chromosome replication)

Chiasma (site ofcrossing over) MEIOSIS I

Prophase I

Tetrad formed bysynapsis of homologous

chromosomes

MetaphaseChromosomes

positioned at themetaphase plate

Tetradspositioned at themetaphase plate

Metaphase I

Anaphase ITelophase I

Haploidn = 3

MEIOSIS II

Daughtercells of

meiosis I

Homologuesseparateduring

anaphase I;sister

chromatidsremain together

Daughter cells of meiosis II

n n n n

Sister chromatids separate during anaphase II

AnaphaseTelophase

Sister chromatidsseparate during

anaphase

2n 2n

Daughter cellsof mitosis

2n = 6

VA R I A S I G E N E T I KA

• Variasi genetika disebabkan perilaku kromosom

• Ada 3 mekanisme atau cara yang membuat variasi pada genetik

• Pemilahan Bebas

• Pindah Silang

• Fertilisasi Acak

PEM IL AH AN BEBAS PADA KR OM OSOM

Key

Maternal set ofchromosomesPaternal set ofchromosomes

Possibility 1

Two equally probable arrangements ofchromosomes at

metaphase I

Possibility 2

Metaphase II

Daughtercells

Combination 1 Combination 2 Combination 3 Combination 4

C R O SS I N G OV E R