PENGANTAR BIOLOGI SEL

Meyta Wulandari, S.Si., S.T., M.Sc

BIOLOGI SEL DAN GENETIKA

12/2/2020

Levels Of OrganizationCells are the basic unit of Structure and Function!

Biologi Sel dan Molekuler

• Biologi sel merupakan ilmu yang mempelajari sel mengenai struktur, fungsi dan aktivitas-aktivitas yang ada di dalam sel.

• Biologi molekuler adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang kehidupan pada skala molekul seperti makromolekul, contoh dari makromolekul antara lain asam nukleat, lipid, protein dan komponen molekul lain penyusun sel.

• Ilmu multidisiplin karena mencakup biologi sel, biokimia, dan genetika.

12/2/2020

Tujuan

• Dasar untuk memahami prinsip kerja alat PCR, ELISA, NAT, CMIA dan lain-lain.

12/2/2020

Sejarah Sel

• Antoni van Leewenhoek (1665)membuat dan menggunakan mikroskop, menyebut sel sebagai satuan kehidupan.

Antoni van Leewenhoek adalah orang yang pertama kali yang melihat sel tunggal dan mengamati darah, cairan mani, feses, dan email gigi

12/2/2020

Sejarah Sel

• Robert Hooke (1666)melihat rongga kosong pada sayatan jaringan gabus tumbuhan kemudian dinamakan cellula

Mikroskop rancangan Hooke yang digunakan untuk mengamati sel tumbuhan

12/2/2020

Sejarah Sel

• Schleiden & Schwann (1838 & 1839)Teori sel: semua mh terdiri dari sel-sel, sel = unit struktural dan fungsional terkecil dari semua mh.

• Johannes Evangelista Purkinje (1839)mengenalkan istilah protoplasma (zat yg pertama kali dibentuk, tersusun dari nukleus dan sitoplasma [lebih cair])

• Rudolf Virchow (1858)setiap sel yg ada berasal dari sel yg sebelumnya

12/2/2020

TEORI SEL• Robert Hooke (1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop, istilah

cellula (Sel)• Robert Brown (1833) menemukan inti sel pada sayatan sel anggrek,

disebut nukleus.• Felix Durjadin (1835) menemukan cairan sel yang hidup (sarkode)• Johanes Purkinje (1787-1869) menyatakan bahwa isi sel adalah

protoplasma• Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodor Schwann (ahli zoologi)

(1810-1883) Sel adalah bagian dari organisme.• Rudolf Virchow (1821-1902) Setiap sel berasal dari sel-sel yang telah ada

sebelumnya.• Max Schulze (1861) Sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup.

Sel mengatur fungsi-fungsi pada makhluk hidup.• Austria Gregor Mendel (1822-1884) Sel merupakan kesatuan herediatas

(sifat menurun) makhluk hidup. Sel mengandung sifat keturunan (genetik) atau hereditas yang diwariskan pada keturunanya.

12/2/2020

Konsep tentang sel secara singkat adalah sel merupakan kesatuan struktural, fungsional, dan herediter yang terkecil; semua organisme,

tumbuhan, hewan, dan mikrobia terdiri dari sejumlah sel dengan jumlah yang tertentu

12/2/2020

Sel

Sel Prokariotik Sel Eukariotik

Membran Inti

Archaebacteria Eubacteria Protista Fungi Plantae Animalia

12/2/2020

The Structure of BacteriaCopyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

© Howard Sochurek/The Medical File/Peter Arnold, Inc.

Inclusion body:stored nutrients forlater use

Mesosome:plasma membranethat folds into thecytoplasm andincreases surface area

Ribosome:site of protein synthesis

Nucleoid:location of the bacterialchromosome

Plasma membrane:sheath around cytoplasmthat regulates entranceand exit of molecules

Cell wall:covering that supports,shapes, and protects cell

Glycocalyx:gel-like coating outsidecell wall; if compact, calleda capsule; if diffuse, calleda slime layer

Conjugation pilus:elongated, hollowappendage used forDNA transfer to otherbacterial cells

Fimbriae:hairlike bristles thatallow adhesion tothe surfaces

Flagellum:rotating filament presentin some bacteria thatpushes the cell forward

Escherichia coli

SEL PROKARIOTIKq STRUKTUR SELü Tidak memiliki membran inti (endomembran)ü Tidak memiliki mitokondria

dan kloroplasü Memiliki mesosom dan

kromatofor ü Dinding sel : peptidoglikan,

lipid, dan proteinü Membran plasma/membran sel :

Lipid dan Protein (bersifat selektif permeable)

ü Bakteri dan Arkea (Escherichia coli & Bacillus coagulans)

12/2/2020

12/2/2020

Struktur Fungsi

Membran Sel -Struktur pelindung pertama dan mengatur transportasi sel-Penerima rangsang yang datang dari luar sel

Dinding Sel - Struktur pelindung kedua; - Pemberi bentuk tetap;- Terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.

Kapsul Struktur pelindung sel ketiga setelah membran plasma dan dinding sel

Nukleoid (DNA) Pembawa informasi genetik

Ribosom Tempat berlangsungnya sintesis protein

Mesosom Tempat terjadinya respirasi sel, dihasilkan energi yang akan digunakan untuk aktifitas di dalam sel

Kromatofor Pigmen pada bakteri fototrof

Flagela Pergerakan sel

Pili (Bulu Rambut) Alat pelekatan sel bakteri pada suatu permukaan substrat

FUNGSI DARI STRUKTUR SEL

12/2/2020

Ada Pertanyaan? (1)

• Sebutkan 5 organela sel pada bakteri! dan perannya!

• Dinding sel bakteri tersusun atas senyawa apa saja?

• Disebut apakah pembawa materi genetik pada sel prokariot?

• Sebutkan organela yang memiliki fungsi yang sama dengan mitokondria dan kloroplas!

12/2/2020

SEL EUKARIOT§ Bagian dalam sangat kompleks dengan organel-organel yang dibatasi m e m b ra n m a u p u n y a n g t i d a k dibatasi membran§ M e m i l i k i m e m b ra n i nt i ya n g memisahkan antara nukleus dan sitoplasma§ Organel yang dibatasi membran adalah Retikulum endoplasma, badan golgi, mitokondria, l isosom, dan mikrobodies § O r ga n e l y a n g t i d a k d i b a t a s i m e m b r a n a d a l a h r i b o s o m , mikrotubul, sentriol, flagela, dan sitoskeleton§Membran plasma tersusun atas fosfolipid§ Protista, Plantae, Fungi, Animalia

Fosfolipid: lipid yang mengandung gugus berasal dari gugus fosfat

12/2/2020

12/2/2020

q STRUKTUR SEL HEWAN§ Nukleus§ Ribosom§ Aparatus Golgi§ Mitokondria§ Retikulum endoplasma (RE)RE Kasar ditempeli

ribosomRE Halus§ Lisosom§ Sentriol§ Periksisom§ Mikrotubul§ Mikrofilamen12/2/2020

q STRUKTUR SEL TUMBUHAN

§ Nukleus§ Dinding sel§ Membran plasma§ Plasmodesmata§ Ribosom§ Aparatus golgi§ Retikulum endoplasma (RE) RE Halus

RE Kasar§ Sitoplasma§ Mitokondria§ Periksisom§ Mikrotubulus§ Mikrofilamen12/2/2020

12/2/2020

ORGANELA SEL

12/2/2020

Plasma Membrane

phospholipidbilayer

protein molecules

Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Membran Plasma

• Pelindung bagi sel agar isi sel tidak keluar• Pengatur pertukaran zat yang keluar masuk ke

dalam sel• Melakukan seleksi terhadap zat yang boleh

keluar dan masuk dari dalam atau luar sel (selektif permeable)

• Tersusun atas Karbohidrat, protein, dan lemak

12/2/2020

Inti Sel

12/2/2020

• Mengendalikan metabolisme sel

• Menyimpan informasi genetika berupa DNA

• Tempat penggandaan dan transkripsi DNA

25

• Mengontrol aktivitas normal sel

• Berisi DNA dalam kromosom

• terdapat membran inti• Biasanya merupakan

organel terbesar

26

• Setiap sel memiliki jumlah kromosom tetap

• Gen mengontrol karakteristik sel

Nucleus

27

• Double membrane surrounding nucleus

• Also called nuclear membrane• Contains nuclear pores for

materials to enter & leave nucleus

Nuclear pores

28

Inside the Nucleus -The genetic material (DNA) is found

DNA tersebarDan muncul sebagai CHROMATIN dalam sel yang tidak membelah

DNA is condensed & wrapped around proteins forming as CHROMOSOMES in dividing cells

Sitoplasma

12/2/2020

• Merupakan cairan sel dalam sel

• Disebut juga dengan sitosol karena mirip dengan jelly (koloid)

• Berfungsi sebagai tempat berlangsungnya metabolisme sel.

• Di dalamnya terdapat berbagai organel sel

Sitoskeleton

12/2/2020

• Sebagai pemberi bentuk sel

• Pengatur gerakan sel• Berupa jaringan protein

filamen

Ribosom

12/2/2020

• Butiran kecil nukleoprotein yang tersebar di sitoplasma

• Ada yang melekat di Retikulum Endoplasma (sehingga menjadikan RE tersebut dinamakan RE Kasar)

• Melakukan sintesis protein

32

Retikulum Endoplasma (RE)

nuclear enveloperibosomes

0.08 m

roughendoplasmic

reticulum

smoothendoplasmic

reticulum

Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

© R. Bolender & D. Fawcett/Visuals Unlimited

Retikulum Endoplasma (RE)

12/2/2020

• Terbagi menjadi 2:– RE Kasar

• Ditempeli ribosom• Untuk sintesis protein

– RE Halus• tidak punya ribosom• Untuk sintesis lemak

34

Badan Golgi

Golgi apparatus

0.1 m

saccules

secretion

Nucleus

cis face

trans face

transportvesicle

transportvesicle

Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Courtesy Charles Flickinger, from Journal of Cell Biology 49: 221-226, 1971, Fig. 1 page 224

Badan Golgi

12/2/2020

• Berbentuk kantong pipih yang berkelok-kelok• Memodifikasi protein dengan menambahkan

oligosakarida (Glikosilasi)• Membentuk lisosom

Lisosom

12/2/2020

• Mencerna makromolekul secara intraseluler• Menghidrolisis lemak, protein, asam nukleat,

polisakarida

9. Peroksisom• Menghasilkan enzim oksidatif untuk membentuk

H2O2 untuk merombak lemak• Menghasilkan enzim katalase untuk mengubah H2O2

menjadi H2O dan O2

10. Mitokondrian Tempat terjadinya respirasi sel menghasilkan

energi

12/2/2020

38

MITOCHONDRIASurrounded by a DOUBLE

membrane

Selaput bagian dalam terlipat yang disebut CRISTAE (menambah luas permukaan untuk reaksi kimia yang lebih banyak)

Has its own DNA

Interior called MATRIX

Struktur Fungsi

Membran Sel -Struktur pelindung dan mengatur transportasi sel-Penerima rangsang yang datang dari luar sel

Sitoplasma/Protoplasma cairan sel yang mengisi ruangan antara membran sel dengan inti sel

Nukleus mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen

Ribosom sintesis/pembuatan protein

Retikulum endoplasma(RE Halus dan RE Kasar)

RE kasar berfungsi untuk mensintesis proteinRE halus berfungsi dalam sintesis lemak dan sterol

Mitokondria Organel yang berperan dalam respirasi sel. Respirasi sel bertujuan untuk menghasilkan energi yang akan digunakan dalam aktivitas sel.

Aparatus Golgi berperan dalam sekresi (proses pengeluaran zat) produk, baik protein, polisakarida maupun lemak.

Peroksisom - Memecah asam lemak menjadi molekul kecil sebagai bahan bakar untuk respirasi sel- Di dalam sel hati, peroksisom menetralisir racun alkohol dan senyawa berbahaya lainnya.

Organel-organel sel eukariot memiliki fungsi-fungsi tertentu yang menunjang kehidupan sel eukariot. Struktur dan fungsi yang dimiliki Sel eukariot antara lain :

Sitoplasma: cairan yang mengisi bagian dalam sel. Bagian dari Protoplasma.

12/2/2020

Cont. Struktur dan Fungsi sel eukariot Struktur Fungsi

Lisosom - Mengontrol pencernaan intraseluler dan hanya di temukan

pada sel-sel dan hewan

- Menghancurkan organel sel yang rusak

Vakuola Penyimpanan cadangan makananKloroplas Berperanan dalam fotosintesis karena adnya klorofil dan

pigmen-pigmen fotosintetik.

Sentriol Berperan pada pembelahan sel, menarik kromosom ke arah

kutub yang berlawanan

Plasmodesmata Saluran kecil pada dinding sel tumbuhan yang menjadi

penghubung antar sel yang bersebelahan. Menjadi jalur komunikasi dan transportasi zat dari sel satu menuju sel lain

12/2/2020

Cont. Struktur dan Fungsi sel eukariot Struktur Fungsi

Mikrofilamen Pergerakan sitoplasma dan kontraksi otot

Mikrotubul; memiliki struktur tabung

contohnya flagela (untuk pergerakan sel), silia (alat pelekatan sel) dan spindel (untuk pembelahan sel)

12/2/2020

Bagian- Bagian Sel Tumbuhan (Plantae)

Hewan (Animalia)

Bakteri

Membran Sel √ √ √Dinding Sel √ - √Protoplasma √ √ Sitosol

Nukleus √ √ Nukleoid

Ribosom √ √ -

Retikulum endoplasma

√ √ -

Mitokondria √ √ -

Aparatus Golgi √ √ -

Peroksisom √ √ -

Mikrotubul √ √ -

Kloroplas √ - -

Vakuola √ √ -

Lisosom - √ -

Mesosom - - √

Kromatofor - - √

PERBEDAAN STUKTUR SEL

12/2/2020

Any Question

12/2/2020

12/2/2020

ERITROSIT DAN LEUKOSIT

12/2/2020

LEUKOSIT

12/2/2020

Question (2)

• Sebutkan organela sel yang dimiliki oleh sel hewan tetapi tidak dimiliki oleh sel tumbuhan!

• Sebutkan organela sel yang dimiliki oleh sel tumbuhan tetapi tidak dimiliki oleh sel hewan!

• Sebutkan 5 organela sel yang dimiliki oleh sel tumbuhan dan hewan beserta fungsinya!

• Sebutkan perbedaan sel eukariot dan sel prokariot!

12/2/2020

VIRUS

12/2/2020

Virus adalah….

• Partikel yang memiliki materi genetik RNA/DNA

• Bukan prokariot ataupun eukariot• Hanya dapat bereproduksi pada inangnya

(material hidup)• Istilah virus merujuk pada partikel-partikel

yang menginfeksi sel-sel eukariot• Istilah bakteriofag atau fag untuk jenis yang

menyerang sel prokariot

12/2/2020

Bakteriophage : Virus yang menginfeksi dan melisiskan sel bakteri.

HIV : Virus ini menyerang sistem kekebalan tubuh dan melemahkan kemampuan tubuh untuk melawan infeksi dan penyakit.

12/2/2020

DAFTAR PUSTAKACampbell, N.A., Reece, J.B., & Mitchell, L.G.2002. Biologi. Jilid 1. Edisi Kelima. Alih

Bahasa: Wasmen. Jakarta: Penerbit Erlangga.

12/2/2020