ORGANEL SELDyan Wigati,S.Farm.,Apt

Pengertian Organel sel adalah bagian sel yang terapung dalam sitoplasma yang mempunyai tugas dan fungsi tertentu yang menunjang kehidupan sel.

MitokondriaBerasal dari kata Mitos (benang) dan chondrion (butir). Disebut juga kondriosom.Organel sel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk hidup disamping fungsi seluler lainnya seperti produksi energi dan metabolisme asam lemak.Umumnya berbentuk batang sampai bulat yang dapat berubah selama kehidupan sel

Struktur umum mitokondria

Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 m dan panjang 0,5 1,0 m. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat 'ruangan' yang disebut matriks.Jumlah mitokondria dalam sel bervariasi tergantung jenis dan kondisi sel. Sel yang mempunyai banyak Mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot.

Fungsi mitokondriaPeran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2 menjadi CO2 dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP.

Siklus hidup mitokondria

Mitokondria dapat melakukan replikasi secara mandiri (self replicating) seperti sel bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu besar sehingga melakukan pemecahan (fission). Pada awalnya sebelum mitokondria bereplikasi, terlebih dahulu dilakukan replikasi DNA mitokondria. Proses ini dimulai dari pembelahan pada bagian dalam yang kemudian diikuti pembelahan pada bagian luar. Proses ini melibatkan pengkerutan bagian dalam dan kemudian bagian luar membran seperti ada yang menjepit mitokondria. Kemudian akan terjadi pemisahan dua bagian mitokondria

DNA mitokondria

Mitokondria memiliki DNA tersendiri, yang dikenal sebagai mtDNA (Ing. mitochondrial DNA). MtDNA berpilin ganda, sirkular, dan tidak terlindungi membran (prokariotik)..

Sentriol

Sentriol berupa kumpulan mikrotubulus strukturnya berbentuk bintang yang berperan sebagai kutub-kutub pembelahan. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.Dari sentriol memancar benang-benang (spindel) atau gelendong yang merupakan protein kontraktil yaitu tubulin. Fungsi tubulin adalah menarik kromatid menuju kutub pembelahan.

Sebelum sel membelah, sentrosom berduplikasi menghasilkan dua sentriol dan masing-masing berpindah ke sisi berlawanan pada nukleus, kemudian benang-benang terbentuk .Kromosom akan terjerat pada benang tersebut. Melalui benang gelendong inilah nantinya tiap-tiap kromosom berjalan menuju kutub masing-masing.

Proses pembelahan

Letak sentriol pada saat pembelahan

sentrosomSentrosom adalah pengendali sitoskeleton. Sentrosom menghasilkan mikrotubuli, yaitu komponen utama sitoskeleton.Sentrosom berperan dalam proses transpor melalui retikulum endoplasma dan aparatus golgi.Sentrosom dibentuk dari dua sentriol yang memisah selama pembelahan sel dan membantu pembentukan spindel

MikrotubuliMikrotubulus adalah tabung-tabung halus dari protein tubulin, yang terdapat pada kebanyakan sel hewan dan tumbuhan. Diameternya kurang lebih 25 nm, sedangkan panjangnya bervariasi.Mikrotubulus menentukan bentuk struktur (sitoskeleton = kerangka sel), alat transpor partikel dan makromolekul, membantu gerakan sel, membantu proses pembelahan sel dengan menarik kromatid menuju kutub.

Aktin digambarkan dengan warna merah Mikrotubulus dengan warna hijau. Struktur berwarna biru ialah inti sel.

Sitoskeleton eukariota.

Sitoskeleton atau kerangka sel adalah jaring berkas-berkas protein yang menyusun sitoplasma eukariota. Jaring-jaring ini terdiri dari tiga tipe dasar, yaitu mikrofilamen, mikrotubulus (jamak: mikrotubuli), dan intermediat filamen. Ketiga filamen ini terhubung satu sama lain dan saling berkoordinasi. Dengan adanya sitoskeleton, sel dapat memiliki bentuk yang kokoh, berubah bentuk, mampu mengatur posisi organel, berenang, serta merayap di permukaan.

RibosomAdalah organel kecil berdiameter 15 milimikron, tidak bermembran, berbentuk bangunan bulat. Tersusun dari ribonukleoprotein.Ribosom ada yang tersebar bebas di sitoplasma (sel prokariotik) ribosom bebasada yang melekat pada permukaan external dari membran Retikulum endoplasma (sel eukariotik) ribosom terikatTiap ribosom terdiri dari 2 sub unit berbeda ukuran, saling berhubungan dalam suatu ikatan yang distabilkan oleh ion magnesium

Ribosom bagian sel yang penting untuk sintesa protein , dimana dengan perintah DNA ke RNAm semua asam amino di sitoplasma segera diambil oleh RNAt untuk disintesa oleh RNA r di ribosommenjadi protein yang digunakan untuk menunjang semua aktifitas dimulai dari pembuatan enzim ,antibodi sel , pembangun sel dll

Ribosommerupakan tempat sel membuat atau mensintesis protein.Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Misal, sel hati manusia memiliki beberapa juta ribosom. Tidak mengejutkan jika sel yang aktif dalam mensintesis protein juga memiliki nukleus yang terlihat jelas.

Padasaat sintesis protein ribosom mengelompok menjadi poliribosom (polisom).Poliribosom mempunyai fungsi mengadakan sistesis protein yang lebih kompleks.

Sebagian besar protein dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol. Sedang ribosom terikat umumnya membuat protein yang dimasukkan ke dalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom atau dikirim ke luar sel.

Ribosombebas maupun terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat.Sel dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.

Sub unit dari ribosom biasanya dibedakan ukurannya dengan satuan Svedberg, yaitu satuan kecepatan sedimentasi. Sel prokariotik 70s (50s sub unit besar dan 30s sub unit kecil)Sel eukariotik 80s ( 60s sub unit besar dan 40 sub unit kecil)Ribosom sel eukariotik lebih besar dan mengandung jumlah protein ribosom lebih banyak daripada sel prokariotik

A : ribosom dengan 30s B : ribosom dengan 50s

Retikulum endoplasma

Retikulum endoplasmaBerasal dari kata endoplasmik (di dalam sitoplasma) dan retikulum (jaringan) Adalah bagian dari vacuolar system, sistem kantong atau organel-organel yang terdiri dari membran dengan ketebalan 4 nm.Adalah perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang di dalam sitoplasma.

Fungsi secara umum : Transpor senyawa dalam sel atau antar selMenyediakan luas permukaan yang besar untuk tempat terjadinya berbagai reaksi kimia dan sintesis

RE dibedakan menjadi :Retikulum endoplasma kasar ( Rough endoplasmic reticulum/granular ER)

yaitu RE dengan ribosom menempel pada bagian luar membran. Berperan untuk sekresi hasil sintesa protein fungsional seperti lemak dan kolesterol (ini terjadi di hati).Berkembang baik pada sel-sel yang berperan dalam sintesis protein seperti pankreas.

Retikulum endoplasma halus (Smooth endoplasmic reticulum/ agranular ER)

yaitu retikulum yang kontinyu dengan RE kasar hanya tidak diselimuti ribosom. berperan untuk detoksifikasi, support mekanik, sintesis glikogen, transportasi, sintesa dan metabolisme senyawa molekul kecil

RE sarkoplasmik adalah RE halus jenis khusus yang berperan dalam pemicuan kontraksi otot, memompa dan menyimpan ion kalsium.

Biosintesis protein REmRNA dari inti berlekatan dengan ribosom untuk memulai sintesis protein. Ribosom pada mRNA menuju kodon star, mentranslasi kodon untuk protein isyarat menghasilkan signal peptida. Translasi berlangsung di dalam sitosol, dan di dalam sitosol terdapat partikel pengenal isyarat (signal recognition particel = SRP).Protein isyarat (signal peptide ) berikatan partikel pengenal isyarat selanjutnya terikat pada reseptor yang terdapat pada permukaan membran retikulum endoplasma

Ikatan tsb menyebabkan saluran translokasi protein pada membrane RE terbuka dan memungkinkan polipeptida (protein isyarat) masuk ke dalam lumen retikulum endoplasma. Untuk sementara sintesis protein terhenti hingga protein isyarat menembus celah yang terdapat pada membran retikulum endoplasma

Setelah protein isyarat menembus membran retikulum endoplasma, sintesis polipeptida baru dimulai. Protein isyarat yang terdapat di dalam lumen retikulum endoplasma selanjutnya dilepaskan oleh signal peptidase.Seiring dengan terlepasnya protein isyarat, perpanjangan polipeptida berlangsung di dalam lumen hingga ribosom mencapai kodon stop. Selanjutnya polipeptida baru dilepaskan kedalam lumen. Ribosom yang telah selesai melaksanakan translasi mengalami disosiasi dan terlepas di dalam sitoplasma.

Hubungan RE,organel sel dengan sistemJaringan rongga sel (Cytocavity) memisahkan 2 kompartemen yaitu kompartemen sitoplasma dan kompartemen rongga dalam (intracavity)Dengan adanya jalinan rongga sel ini, maka substrat-substrat yang penting dapat dengan cepat mencapai bagian dalam sel dengan cara difusi dan gerakkan membran.

Struktur badan golgi :Berupa kantong pipih yang tersusun dari unit membran, tanpa ada ribosom yang menempel. Ditepi kantong terdapat vesikel berisi hasil sekresi (saccula)Saccula memiliki 2 permukaan : Cembung (menghadap inti) = immature faceCekung = mature face

Fungsi aparatus golgiMengubah protein dan lipid menjadi struktur fungsional yang akan dikeluarkan dari selMensekresi senyawa dalam bentuk vesikel kecilMenyimpan senyawa dan kemungkinan menghasilkan retikulum endoplasma

Tahap sekresi protein dari aparatus golgiProtein (ribosom) RE dalam bentuk mikrovesikel vesikel sekresi.Vesikel sekresi = gelembung berisi enzim yang siap digunakan apabila sel memerlukannyaHasil sekresi dari aparatus golgi adalah lisosom

Aparatus golgi, nukleus, RE

(1) Nucleus. (2) Nuclear pore. (3) Rough endoplasmic reticulum (RER). (4) Smooth endoplasmic reticulum (SER). (5) Ribosome on the rough ER. (6) Proteins that are transported. (7) Transport vesicle. (8) Golgi apparatus. (9) Cis face of the Golgi apparatus. (10) Trans face of the Golgi apparatus.(11) Cisternae of the Golgi apparatus.(12) Secretory vesicle. (13) Plasma membrane. (14) Expelled proteins. (15) Cytoplasm. (16) Extracellular space.

LisosomOrganel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim yang disebut lisozim.

Co. protease, lipase dll. Berasal dari kata Lysis = pecah, soma = badan

Proses Pembentukan lisosomEnzim lisosom adalah suatu protein yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke dalam RE. Dari RE enzim dimasukkan ke dalam membran kemudian dikeluarkan ke sitoplasma menjadi lisosom. Selain ini ada juga enzim yang dimasukkan terlebih dahulu ke dalam golgi. Oleh golgi, enzim itu dibungkus membran kemudian dilepaskan di dalam sitoplasma. Jadi proses pembentukan lisosom ada dua macam, pertama dibentuk langsung oleh RE dan kedua oleh golgi.

Fungsi lisosom :Melakukan pencernaan intraselMenghancurkan senyawa karsinogenikMemecah molekul besar menjadi kecil untuk dimanfaatkan sel membentuk komponen baru dalam sel digesti /pencernaan.

Autofagi yaitu menghancurkan struktur yang tidak dikehendaki, misalnya organel lain yang sudah tidak berfungsiEksositosis yaitu pembebasan enzim keluar sel, misalnya pada pergantian tulang rawan pada perkembangan tulang kerasAutolisis yaitu penghancuran diri sel dengan membebaskan isi lisosom ke dalam sel, misalnya terjadi pada saat berudu menginjak dewasa dengan menyerap kembali ekornya

Proses yang terjadi di lisosom :Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.

Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut)

Fagositosis (phagein=memakan, kytos= wadah) merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

Berdasar fungsinya lisosom dibagi menjadi :Lisosom primer / granula penyimpan : lisosom berukuran kecil yang berisi enzim

Lisosom sekunder / heterofagosom/ digestive vacuole : hasil dari fagositosis materi asing oleh selMateri asing bergabung dengan lisosom primerlisosom sekunder dicerna oleh enzim hidrolitik

Residual body : terbentuk bila pencernaan tidak sempurna, dibuang sebagai padatan.

Tanpa ada lisosom jenis ini akan terjadi akumulasi bahan toksik dalam sel

Autophagic vacuole/ cytolysosome/ autophagosome : lisosom mencerna komponen sel. Bisa menyebabkan kerusakan permanen pada sel

TERIMA KASIH