BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel dikendalikan

oleh suatu organel yaitu nukleus. Nukleus merupakan organel yang penting karena

nucleus sebagai pengendali semua kegiatan sel, tanpa adanya nukleus maka kegiatan-

kegiatan sel tidak dapat berlangsung. Tidak dapat berlangsungnya kegiatan di sel tentu

akan mengganggu fungsi jaringan serta organ dalam tubuh kita, serta tanpa adanya

nukleus maka sel tidak akan dapat hidup dalam waktu yang lama.

Dengan fungsi tersebut tentunya nukleus memiliki struktur yang khas sebagai

penompang fungsi-fungsi tersebut. Struktur nukleus akan membantu dalam pelaksanaan

tugas-tugasnya.

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas dapat dirumuskamn masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana struktur dari nukleus?

2. Apa saja yang terkandung dalam nukleus serta bagaimana hubungannya dengan

fungi nukleus?

3. Apa fungsi dari nukleus?

1.3 Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk:

1. Mengetahui struktur dari nukleus

2. Mengetahui apa saja yang terkandung dalam nukleus

3. Mengetahui fungsi nukleus yang relevan dengan strukturnya.

Nukleus | 1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Fungsi Nukleus

Nukleus memiliki peran atau fungsi yang sangat penting diantaranya sebagai

berikut:

1. Mengendalikan seluruh kegiatan sel

2. Mengeluarkan RNA dan subunit ribosom ke sitoplasma

3. Mengatur pembelahan sel

4. Membawa informasi genetik

2.2 Struktur Nukleus

Nukleus memiliki peran yang sangat vital dalam kehidupan sebuah sel. Peranan

nukleus dalam hal ini adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas

kehidupan sel serta membawa informasi genetik yang diturunkan ke generasi

berikutnya. Informasi genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang

disebut DNA (Deoxyribonucleic acid). DNA pada umumnya tersebar di dalam nucleus

sebagai matriks seperti benang yang disebut kromatin. Ketika sel akan memulai

membelah, kromatin akan berkondensasi membentuk struktur yang lebih padat dan

memendek yang selanjutnya disebut kromosom. Kromosom tersusun atas molekul

DNA dan protein histon. Struktur di dalam nukleus yang merupakan tempat

berkonsentrasinya molekul DNA adalah nukleolus (anak inti.). Nukleolus berperan

sebagai tempat terjadinya sintesis molekul RNA (Ribonucleic acid) dan ribosom. RNA

Nukleus | 2

merupakan hasil salinan DNA yang akan ditransfer ke sitoplasma untuk diterjemahkan

menjadi rantai asam amino yang disebut protein.

Nukleus terdiri dari beberapa bagian yakni :

1. Selaput Inti (Membran inti)

Membran sel inilah yang membedakan antara sel eukaripotik dengan sel

prokariotik, dimana pada sel prokariotik tidak ada membran sel.Membran sel ini

disebut juga karyotecha, dari kata karyon=inti; dan techa = kulit.

Membran inti adalah bagian terluar dari inti sel. Fungsi membran inti sel

secara keseluruhan adalah mengadakan pertukaran zat dengan sitoplasma. Pada

membran inti, terdapat pori yang berfungsi dalam pertukaran makromolekul.

Melalui membran sel inilah nukleus dapat mengeluarkan berbagai macam

RNA dan sub unit ribosom ke sitoplasma karena memiliki struktur sebagai berikut:

Dalam mikroskop elektron menunjukkan bahwa membran nukleus memiliki

2 lapis membran unit pararel yang dipisahkan oleh celah sempit berukuran antara

40-70 nm yang disebut sisterna perinukleus atau intermembran space. Lembaran

yang terdapat di sebelah dalam disebut selaput dalam atau selaput nukleoplasmik,

sedangkan lembaran luar disebut juga dengan selaput sitosolik. Selaput nuklear

tidak berupa lembaran-lembaran yang utuh. Namun, seperti penapis, selaput

nukleus memiliki lubang-lubang dibeberapa tempat. Lubang-lubang tersebut

dinamakan pori nuklear. Pori nuklear ini terbentuk akibat menyatunya dwilapis

lipida sari selaput luar-dalam. Adanya pori nuclar ini membantu memudahkan

pengangkutan bahan dan senyawa makro dari sitoplasma.

Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul

antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA,

digunakan untuk sintesis protein. Pori nukleus tersusun atas 4 subunit, yaitu subunit

kolom, subunit anular, subunit lumenal, dan subunit ring. Subunit kolom berfungsi

dalam pembentukan dinding pori nukleus, subunit anular berguna untuk Nukleus | 3

membentuk spoke yang mengarah menuju tengah dari pori nukleus, subunit

lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori

nukleus pada membran nukleus, sedangkan subunit ring berfungsi untuk

membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear

(berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus. Selaput luar

selubung berhubungan langsung dengan Retikulum endoplasma. Permukaan

sitosolik ditempeli oleh ribosom yang terlibat dalam sintesis protein.

Berdasarkan strukturnya, dapat dinyatakan bahwa terdapat tiga cara

pengangkutan dari dan ke sitoplasma.

Cara pertama merupakan cara langsung dengan melewati pori nuclear.

Cara kedua merupakan pengangkutan lewat selaput dalam menuju ke ruang

perinuklear dan diteruskan ke sisterna reticulum endoplasma.

Cara ketiga adalah dengan jalan pinositosis (proses dimana partikel-partikel

kecil yang berupa cairan ditangkap oleh sel dengan cara memecah partikel-pertikel

kecil tersebut menjadi partikel-partikel yang lebih kecil).

2. Anak Inti (Nukleolus)

Struktur nukleolus (anak inti) disebut juga butir inti. Nucleoli (jamak) akan

terlihat di bawah pengamatan mikroskop electron sebagai sebuah atau lebih

bangunan basofil yang berukuran lebih besar daripada ukuran butir-butir kromatin.

Dibawah mikroskop nukleus dibedakan menjadi 2 bagian: Nukleonema yang

berbentuk bunga karang (trbeculae) dan gelap. Dan pars amorpa berupa celah-celah

yang terang. Sejak periode Mikroskop elektron nukleolus disebutkan memiliki 4

bagian:

Daerah butiran mengandung butiran-butiran yang bundar, gelap, diameter 15-

20 nm, sedikit lebih kecil daripada ribosom. Dinding serat memiliki serat-serat

berdiameter 5 – 10 nm. Kedua daerah butiran dan daerah dihubungkan oleh

semacam benang halus dan sama terendam dlam kandung matriks.Nukleus | 4

Daerah kromatin terdiri dari serat-serat yang lebih terang dari daerah serat,

berdiameter 10 nm, membentang dari satu sisi ke sisi lain nucleolus. Pusat pengatur

nucleolus ini terletak pada daerah gentingan setiap kromatin, dan selama interfase

selalu terletak pada bagian dalam nucleolus.

Besar nukleolus sesuai dengan aktifitas sel. Jika nukleolus besar, berarti sel

giat mensintesa. Ribosom dengan (dengan ARN-r) disintesa oleh AND di dalam

nukleolus, dan diangkut ke sitoplasma lewat pori inti.

Tiga jenis nukleoli: ada jenis yang berongga ada berlobang-lobang terang di

dalam daerah yang gelap. Nukleoli jenis ini terdapat pada sel hati, leukosit,

limfoblast (sel induk limfosit), meiloblast.

Pada jenis padat tak berlobang-lobang terang, semua bagian nukleolus

homogen.

Pada jenis cincin daerah gelap membentuk cincin di sebelah luar bagian

terang yang berupa lobang besar di tengah. Jenis cincin ini terdapat pada sel otot,

endotel, dan sel plasma.

Bentuk dan ukuran nukleolus teratur dan tetap pada sel normal, dan menjadi

tak karuan dan tetap pada sel tumor. Pada penderita leukemia limfoblast yang parah

jenis cincin ditemukan bersama jenis berongga yang normal.

Nukleus dapat menjalankan fungsi di atas karena memiliki struktur sebagai

berikut.

Membran nukleus

Membran sel inilah yang membedakan antara sel eukaripotik dengan sel

prokariotik, dimana pada sel prokariotik tidak ada membrane sel.

Melalui membran sel inilah nukleus dapat mengeluarkan berbagai macam

RNA dan sub unit ribosom ke sitoplasma karena memiliki struktur sebagai

berikut:Nukleus | 5

Dalam mikroskop elekrton menunjukkan bahwa membran nucleus

memiliki 2 lapis membran unit pararel yang dipisahkan oleh celah sempit

berukuran antar 40-70 nm yang disebut sisterna perinukleus atau intermembran

space. Bersama-sama, pasangan membran inti serta celah diantarnya merupakan

selapu inti. Setipa lapis membran strukturnya sama dengan struktur membran

organel yang lain, yaitu adanya pospolipd bilayer. Membran luar dari selaput

inti berhubungan langsung dengan sistem membran sitoplasma yang dikenal

dengan reticulum endoplasma. Karena itu membran luar inti dan reticulum

memiliki satu cirri sama yaitu keduanya ditaburi oleh ribosom, yang merupakan

organel yang berperan dalam sintesis protein.

Dalam membran nukleus terdapat lamina fibrosa yaitu struktur protein

yang berhubungan erat dengan selaput inti, yang variasi ketebalannya antar 80-

300 nm tergantung dari sel yang diamati, namun pori membran nukleus tidak

ditutupi oleh struktur ini. Lamina fibrosa terdiri dari 3 lapis polipeptida, disebut

lamin, yang merupakan bagian dari matriks inti. Lamin inilah yang akan

berperan saat pembelah sel. Saat fase telofase lamin inti akan terfosforilasi dan

saat telofasi pori dan lamin akan mengalami defosorilasi yaitu lamina inti

terbentuk kembali. Maka pada saat profase membran nukleus akan hilang akibat

dari terfosforilasinya lamin.

Dalam membran nukleus terdapat pori inti yang menyediakan jalan

diantara inrti dan sitoplasma. Pori ini begaris tengah rata-rata 70 nm. Pori ini

tidak terbuka namun dijembatani oleh sebuah membran kedap elektron berupa

difragma protein lapis-tunggal. Struktur ini lebih tipis dari membran yang

membentuk selaput inti. Permeabilitas inti terhadap molekul sangat bervariasi

namun semua pori permeable terhadap beberapa molekul misalnya mRNA,

protein sitoplasma. Berikut struktur dari pori pada membran nukleus.

Kromatin

Nukleus | 6

Kromatin pada saat interfase tampak sebagai butir-butir yang tersebar pada

seluruh inti tanpa adanya benang-benang kromosom. Namun sebaliknya, jika

inti sel sedang bermitosis buti-butir kromatin tidak terlihat dan akan tampak

benang-benang kromosom. Istilah kromosom diperuntukan bagi kromatin yang

membentuk gambaran sebagai batang-batang halus saat pembelahan sel.

Kromosom tersusun atas molekul DNA (16%), RNA (12%) dan nucleoprotein

(72%). Nukleoprotein sendiri tersusun atas berbagai jenis protein, yaitu

protamin, histon, nonhiston dan berbagai enzim di antaranya polymerase DNA

dan RNA.

Karena memiliki komatin inilah maka nukleus berfungasi sebagai

imformasi genetik serta pengendali seluruh kegiatan sel. Pengendali seluruh

kegiatan sel, karena dalam nukleus terdapat kromatin yang didalamnya terdapat

DNA, melalui DNA inilah protein disintesis dengan bantuan RNA dan enzim.

Protein merupakan molekul yang sangat penting bagi sel dan tubuh kita, karena

enzim , hormon dan antibodi memerlukan protein

Nukleolus

Struktur nukleolus (anak inti) akan terlihat di bawah pengamatan

mikroskop electron sebagai sebuah atau lebih bangunan basofil yang berukuran

lebih besar daripada ukuran butir-butir kromatin. Nukleolus merupakan tempat

berlangsungnya transkripsi gen yang dari proses tersebut didapatkan molekul

rRNA. rRNA adalah salah satu jenis RNA yang merupakan materi penyusun

ribosom. Molekul rRNA yang baru terbentuk segera dikemas bersama protein

ribosom untuk dikeluarkan dari inti sel. Transkripsi molekul rRNA di dalam

nukleolus menjamin terbentuknya molekul ribosom yang ada di dalam

sitoplasma. Untuk kebutuhan tersebut, maka di dalam anak inti terdapat

sejumlah potongan-potongan DNA (rDNA) yang ditranskripsi menjadi rRNA

secara berulang-ulang dan berjalan sangat cepat dengan bantuan enzim RNA

polymerase I. Potongan-potongan DNA tersebut dinamakan nucleolar

Nukleus | 7

organizer. Kandungan RNA dalam anak inti jika dibandingkan dengan bagian

lain dari inti sel adalah tidak tetap, yaitu diperkirakan 5%-20%.

Nukleoplasma

Nukleoplasma merupakan substansi transparan, semi solid (agak padat),

yang terletak di dalam nukleus. Komposisi tersusun dari asam, nukleat (DNA &

RNA), yang merupakan materi genetik, protein dan garam-garam mineral.

a. Asam Nukleat

Asam terdapat dalam dua bentuk, yaitu: asam dioksiribosa (DNA) dan

ribosa (RNA). Biasanya dalam nukleus kedua asam nukleat ini bergabung

dengan protein yang disebut nukleuprotein. Banyaknya DNA dalam nukleus

bervariasi. Misalnya pada nukleus sel salamander (Amphibia) mengandung

DNA lebih banyak dibandingkan dengan nukleus sel mamalia.

b. Protein Nukleus

Jenis protein yang terdapat pada nukleus (Nukleuprotein) yaitu,

protamin dan histon. Selain kedua jenis protein ini pada nukleus terdapat

protein lain yang bersifat asam, yaitu: nonhiston protein dan enzim nukleus

c. Garam-garam Mineral

Nukleus mengandung sejumlah kofaktor, prekursor dan mineral NAD,

ATP, dan acetil CoA. Hasil analisis abu nukleus mengandung unsur fosfor

kalium, natrium, kalsium dan magnesium. Fosfor banyak terdapat pada

nucleolus.

DNA

Molekul DNA dikenal sebagai materi genetik yang menyimpan semua

informasi penting tentang segala aktivitas sel yang harus dilakukan

melangsungkan sebuah kehidupan. DNA atau Deoxyribonucleic acid

Nukleus | 8

diibaratkan sebagai perpustakaan besar yang didalamnya terdapat buku-buku

penting (gen) dan tersimpan rapi di dalam inti sel. Molekul DNA memiliki

struktur berupa dua untai polinukleutida (double strand) yang masing-masing

untai polinukleutida tersusun atas rangkain nukleutida dalam bentuk

deoksiribonukleutida. Setiap molekul nukleutida terdiri atas tiga gugus, yaitu

gugus gula pentosa dalam bentuk deoksibosa, gugus fosfat dan gugus basa

nitrogen.

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model

molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih

dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul

polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang,

tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap

nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

- Gula karbon (2-deoksiribosa)

- basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin=A) dan

guanin (guanin = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine=C)

dan timin (thymine=T)

- gugus fosfat

RNA

RNA (ribonucleic acid) atau asam ribonukleat merupakan

makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi

genetik. RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi

genetik virus, terutama golongan retrovirus. RNA sebagai penyalur informasi

genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein. RNA juga dapat

berfungsi sebagai enzim (ribozim) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya

sendiri atau molekul RNA lain.

a. Struktur RNANukleus | 9

RNA merupakan rantai tungga polinukleotida. Setiap ribonukleotida

terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

- 5 karbon

- basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA)

dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)

- gugus fosfat

Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu

molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan

prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan

gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA

merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA

merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.

b. Tipe RNA

RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA (messenger RNA) atau RNAd

(RNA duta), tRNA (transfer RNA) atau RNAt (RNA transfer), dan rRNA

(ribosomal RNA) atau RNAr (RNA ribosomal).

c. RNAd

RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan

salah satu urutan basa rantai DNA. RNAd membawa pesan atau kode

genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di

sitoplasma). Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk

menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida. RNAd

berupa rantai tunggal yang relatif panjang.

d. RNAr

Nukleus | 10

RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam

ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30-46% molekul RNAr dan 70-

80% protein.

e. RNAt

RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke

ribosom. Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek

(disebut antikodon). Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt

yang berseberangan dengan ujung antikodon. Pelekatan ini merupakan cara

berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya

berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan

kodonnya pada RNAd.

Nukleus | 11

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari materi yang telah diuraikan dapat ditarik kesimpulan bahwa nucleus memiliki

peran yang penting dalam kelangsungan hidup suatu sel. Karena di alam sel tejadi

reaksi-reaksi yang sangat penting diantaranya adalah replikasi DNA dan transkripsi

DNA.

3.2 Saran

Tentunya makalauh ini masih banyak kekurangan, sebagai penulis saya memiliki

saran agar adanya penulisan yang lebih lanjut mengenai struktur dan fungsi nucleus agar

ilmu ini dapat berkembang dan berguna bagi generasi berikutnya.

Nukleus | 12

DAFTAR PUSTAKA

Cormack, H.David.1994.HAM HISTOLOGI.Jakarta;Binapura Aksara

Junqueira, L. Carlos, Jose Carneiro, Robert O. Kelley.1998.HISTOLOGI DASAR edisi ke-8.

Jakarta; Penerbit Buku Kedokteran EGC

Marianti, Samadi dan Aditiya, 2006.Biologi Sel, Semarang :Unnes

Neil, A Campbell, Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchell. 2002. BIOLOGI. Edisi ke-

5.Jakarta:Erlangga

Nugroho, L. Hartanto, 2004.Biologi Dasar, Yogyakarta Penebar Swadaya

Sheeler, Phillip, Donald E. Bianchi.1979.CELL BIOLOGY:Structure,

Biochemestry, and Function.California;Congress Cataloging in publication

Syamsuri, Istamar, dkk.2007.BIOLOGI untuk SMA kelas IX.Jakarta;Erlangga

Winatasasmita , Djamhur, 1986.Biologi Sel, Jakarta :Karanika Jakarta Universitas

Terbuka Yatim, Wildan, Biologi Modern, Bandung :Tarsito, 2003

Nukleus | 13