SEL:• Prokariotik tidak memiliki membran inti• Eukariotik memiliki membran inti

Membran sel

Sitoplasma

Dinding sel

Ribososm

Flagelum

DNA Sirkuler (nukleoid)

Kapsul

Plasmid

Gambar Sel Prokarotik

Pendahuluan• Semua organisme terdiri dari sel. • Sel merupakan satuan struktural dan fungsional terkecil

dari mahluk hidup.• Struktur dari sebuah sel menentukan fungsi dari sel

tersebut.• Semua sel memiliki kesamaan, yaitu:

– Memiliki membran sel– Memiliki materi genetik– Sistem pembangkit energi– Ribosom– Sitoplasma

Seperti terlihat pada gambar di samping, sebagain besar sel dan komponennya tidak dapat diamati dengan mata telanjang.

Untuk dapat mengamati sel dan strukturnya kita membutuhkan alat bantu yang disebut mikroskop.

Bagaimana cara mempelajari sel

Sel Prokariot dan Eukariot• Berdasarkan ada tidaknya membran inti sel dikatogorikan

menjadi Prokariot (tidak memiliki membran inti) dan eukariot memiliki membran inti

Vakuoloa

Ribosom bebasRE kasar

Nukleus

Membran inti

Membran plasma

Dinding sel

Mikrotubulus

Mitokondria

Badan Golgi

Vesikel

Kloroplas

Sel tumbuhan (Sel Eukariotik)

Badan Golgi

Lisosom

VesikelMikrofilamen

Mikrotubulus

Mitokondria

Sepasang sentriol

Membran plasma

Nukleus

RE kasar

Ribosom bebas

RE halus

Sel hewan (Sel Eukariotik)

Persamaan Prokariot dengan Eukariot

• Plasma membran

• Sitoplasma yang cair.

• Kromosom

• Ribosom

• Mitokondria

Perbedan Prokariot dan Eukariot

• Membran inti: eukariot memiliki membran inti sedangkan prokariot tidak

• DNA : Pada eukariot terdapat intron sedangkan prokariot tidak

• Kromosom: pada kromosom eukariot terdapat histon sedangkan prokariot tidak.

• Ukuran: Prokariot lebih kecil dari eukariot• Ribosom: Ukuran ribosom prokariot lebih kecil dari

eukariot• Organel: Eukariot memiliki organel bermembran

sedangkan prokariot tidak.

Membran Plasma• Berfungsi memisahkan cairan sitoplasma dengan

lingkungan luar• Berperan sebagai pembatas yang bersifat selektif,

mengatur lalulintas nutrisi dan sisa metabolisme keluar masuk sel

• Umumnya berupa lipid lapis ganda, dengan protein yang menembus lapisan lipid. Dan gugus karbohidrat pada sisi yang berhadapan dengan lingkungan.

• Ekor dari phospolipid bersifat hidrofobik sedangkan protein, karbohidrat, dan kepala posfolipid yang mengarah ke arah luar maupun dalam sel bersifat hidrofilik

Struktur dua lapis membran fosfolipid pada membran sel

Dua lapis fosfolipid

Rantai karbohidrat

Glikolipid

Kolesterol (lipid)

Protein integral

Glikoprotein integral

Protein periferal

Dua lapis membranfosfolipid

Struktur Membran Sel

Substansi yang melalui membran plasma dapat ditranspor secara

Pasif

Aktif

Osmosis

Unipor

Difusi

Simpor

Antipor

Difusi dipermudah dengan saluran protein

Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Bagan macam-macam transpor melalui membran sel

HipertonikHipotonikIsotonik

Krenasi Hemolisis

Plasmolisis Turgid

Osmosis

Sel Hewan

Sel Tumbuhan

Difusi

Suatu substansi dengankonsentrasi di luar sel lebihtinggi daripada di dalam sel

Saluranprotein

Ion kalium masuk ke dalamsel melalui saluran protein

Lingkungan luar sel

Ion kalium

Lingkunganhidrofobik

Proteinpembawamempunyaitempatpengikatanglukosa

Glukosa berikatandengan proteinpembawa

Perubahanbentuk proteinpembawa

Protein pembawamelepaskan glukosaProtein pembawa

kembali ke bentuksemula dan siapuntuk mengikatglukosa berikutnya

Lingkungan diluar sel

Lingkungan didalam sel

Sitoplasma

Difusi dipermudah dengan saluran protein

Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Transpor aktif

Unipor – transporsatu substansipada satu arah

Simpor – transpordua substansi berbedapada arah yang sama

Antipor – transpordua substansiberbeda pada arahberlawanan

Protein pembawaTranspor yang membawa duamolekul (berpasangan)

Sel Hewan dan Tumbuhan• Sel Eukariot dikelompokan menjadi dua jenis yaitu sel

Hewan dan Sel tumbuhan.• Persamaan sel Hewan dan Tumbuhan:

– Sama-sama memiliki organel bermembran– Sama-sama memiliki membran inti– Ribosom menggunakan informasi dari DNA untuk membuat

protein

• Perbedaan utama– Sel hewan memiliki lisosom dan sentriol sedangkan sel

tumbuhan tidak– Sel tumbuhan memiliki plastida, vokuola sentral, dan dinding sel,

sedangkan sel hewan tidak.

Nukleus dan Membran Nukleus

• Sebagian besar gen eukariot terletak pada nukleus, sebagian kecil terdapat pada mitokondria dan kloroplas

• Membran nukleus memisakan nukleoplasma dengan sitoplasama.

• Membran nukleus merupakan membran ganda yang tersusun oleh lipid bilayer. Memiliki pori yang dibentuk oleh protein dan berperan dalam lalulintas zat

Nukleolus• Terletak di nukleus, jumlahnya bisa lebih dari satu

• Tidak dibungkus membran

• Merupakan tempat sintesis rRNA, rRNA digabungkan dengan protein membentuk sub unit ribosom

• Sub unit ribosom keluar dari inti menuju sitoplasama. Di sitoplasma sub unit ribosom bergabung membentuk ribosom utuh.

Ribosom

• Merupakan suatu ribonukleoprotein (tersusun dari RNA yaitu rRNA dan protein)

• Ribosom melakukan sintesis protein di 2 tempat:– Di sitosol. Merupakan protein yang berfungsi di sitosol. Misal

sitoskeleton dan enzim glikolisis– Di RE kasar atau membran inti. Protein yang jadi bagian dari

membran sel atau ditraspor keluar sel, enzim lisosom dan protein di dalam golgi.

• Sel yang aktif mensintesis protein memiliki banyak ribosom dan nukleolus yang besar.

Ribosom bebas Vs Ribosom terikat

• Protein yang disintesis oleh ribosom bebas akan tetap berada di sitosol, enzim glikolisisi dan sitoskeleton

• Protein yang disintesis oleh ribosom terikat akan dikemas untuk ditrasport ke organel lain atau di bawa keluar sel.

• Sel yang aktif mensekresikan protein memiliki ribosom terikat dalam jumlah yang besar, (RE kasarnya sangat luas)

RE

• RE merupakan membran kontiniu yang mencapai kurang lebih setengah dari membran sel eukariot.

• RE dan membran inti merupakan membran yang kontiniu

• RE terdiri dari membran yang tertutup membentuk tabung dan di dalamnya terdapat suatu ruang yang berisi cairan.

• Terdapat dua tipe RE– RE halus, tidak memiliki ribosom– RE kasar memiliki ribosom

• Baik RE kasar maupun Halus mengahasilkan fospolipid

Struktur RE

Fungsi RE Halus• Sintesis lipid: enzim-enzim di RE terspesialisasi untuk

mensintesis lipid, minyak, dan steroid• Penyimpanan ion kalsium: agar otot dapat berkontraksi

otot memerlukan ion kalsium. Ketika otot terangsang oleh sel saraf, ion kalsium akan dikeluarkan dari RE halus menuju sitoplasma

• Detoksifikasi: enzim-enzim RE dari sel-sel di hati memiliki kemampuan untuk mendetoksifikasi senyawa racun

• Metabolisme karbohidrat• Penggunaan obat-obatan secara terus-menerus

mengakibatkan RE halus membesar dan enzimnya bertambah. Akibatnya akan terjadi efek toleran terhadap obat-obatan.

Struktur dan Fungsi RE Kasar • RE kasar memiliki membran yang mengandung

ribosom• RE kasar berperan dalam mensintesis protein

yang akan di sekresikan atau protein yang menjadi komponen dari membran sel.

• Pada RE kasar protein di sintesis oleh Ribosom terikat dan kemudian diangkut ke lumen RE melalui pori.

• Pada Lumen RE protein akan dilipat (folding) sehingga membentuk struktur fungsionalnya.

• Beberapa protein yang disintesis di RE kasar akan mendapatkan tambahan karbohidrat di dalam lumen RE kasar. Protein + karbohidrat disebut dengan glikoprotein

• Protein kemudian ditrasport ke luar RE dengan menggunakan vesikel. Daerah tempat pembentukan RE terdapat pada bagian khusus dari RE yang disebut dengan transisional RE.

• RE mempu mensinteisi membrannya sendiri dan membran bagi komponen sistem endomembran lainnya.

Lanjutan ….

Badan Golgi

• Badan golgi terdiri dari kantung-kantung pipih yang disebut dengan sisternae

• Fungsi:– Memodifikasi produk dari RE– Mensintesis makromolekul tertentu.– Tempat penyimpanan– Tempat mentrasport molekul dengan menggunakan

vesikel

Pembentukan lisosom dan aktivitasnya

Lisosom primer dihasilkan oleh badan Golgi

Lisosom berfusi dengan suatu endosom

Molekul-molekul kecil hasil pencernaan berdifusi ke dalam sitoplasma

Materi yang tidak dicerna dibuang keluar sel saat terjadi fusi partikel dengan membran plasma

Lingkunganintraseluler

BadanGolgi

Produkhasilcernaan

Pencernaanpartikelmakanan

Partikel makananditelan denganendositosis

Endosom

Lingkunganekstraseluler

Membranplasma

Partikelmakanan

5. Vesikel yang terlepas darimembran badan Golgimembawa produk/hasilakhir berupa protein danlipid ke membran plasma.Hasil akhir ini dilepaskansecara eksositosis.4. Protein dan lipid hasilpemrosesan akhir terjadidi dalam lumen badanGolgi. Beberapamodifikasimenyebabkannya dapatdikirim ke tujuan yangberbeda.3. Vesikel membran REkemudian membawaprotein dan lipid menujubadan Golgi.2. Lipid dibentuk di dalammembran RE halus.1. Beberapa rantaipolipeptida memasukilumen RE dan akandiproses menjadi protein.JALUR SEKRETORI

Beberapa vesikelterbentuk dari membranplasma dan bergerakmenuju sitoplasma.Vesikel endositik inimungkin berfusi denganmembran atau organellain atau tetap utuhsebagai vesikelpenyimpanan.

Vesikel-vesikel lain yangterbentuk dari membranRE dan badan Golgidapat berfusi denganmembran plasma.Vesikel eksositik inikemudian dikeluarkandari sel.

Sekresi protein melalui RE dan badan Golgi

Mitokondria• Semua sel eukariota memiliki mitokondria• Mitokondria merupakan organel yang berperan dalam

respirasi. Menghasilkan ATP dari katabolisme gula, lemak, protein, dan sumber lainnya secara aerob.

• Jumlah mitokondria pada sel berhubungan erat dengan aktifitas metabolisme aerob

• Terdiri atas 2 membran, membran luar halus sedangkan membran dalam melekuk-lekuk membentuk struktur yang disebut dengan kristae

• Krista memberikan permukaan yang luas untuk proses pembentukan ATP

Membran dalam merupakanpenghalang utama antara sitosoldan enzim mitokondria

Matriks merupakan ruang yang dikelilingi oleh membran dalam,mengandung beberapa enzim yang digunakan untuk respirasiseluler, juga mengandung ribosom dan DNA

Krista mengandungmolekul penting untukmenghasilkan ATP

Mitokondria berfungsi untuk metabolisme energi dalam sel

Mitochondrion

Intermembrane spaceOuter

membrane

Freeribosomesin the mitochondrialmatrix

MitochondrialDNA

Innermembrane

Cristae

Matrix

100 µm

Struktur dan fungsi organel-organel pada sel tumbuhan dan hewan

Perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan

Kloroplas

• Merupakan anggota dari plastida.• Jenis-jenis plastida

– Amiloplas berperan menyimpan pati– Kromoplas mengandung warna tertentu– Kloroplas mengandung pigmen hijau

• Struktur dari kloroplas:– Pada bagian dalam terdapat cairan yang disebut

dengan stroma. Pada cairan ini terdapat DNA, enzim dan ribosom

– Tilakoid merupakan struktur yang berbetuk piringan, kumpulan tilakoid disebut dengan grana. Pada membran tilakoid terdapat pigmen yang berperan dalam proses fotosintesis.

Membran tilakoid,tempat energi cahayaditangkap oleh klorofildan diubah menjadi ATP

Stroma, tempatpenyimpanan hasilfotosintesis

Membranluar

Membrandalam

Grana (tumpukan tilakoid)

Tilakoid

Kloroplas pada tumbuhan

Sentrosom dan sentriol

• Pada beberapa jenis sel, mikrotubul tumbuh dari sentrosom yang berada didekat nukleus

• Sentrosom disebut juga dengan microtubules Organizing Center (MTOC).

• Pada sel Hewan centrosom terdiri dari sepasang sentriol. Tiap-tiap sentriol tersusun oleh 9 triplet mikrotubul yang membentuk cincin. Dikenal dengan formasi 9+0

Centrosome

Microtubule

Centrioles

0.25 µm

Longitudinal sectionof one centriole

Microtubules Cross sectionof the other centriole

Sentriol

Kromosom

Sentriol

Benang spindel

Sentriol pada hewan

Sistem Endomembran

• Terdiri dari– Membran nukleus– RE– Golgi– Lisosom– Membran sel– Vokuola

• Komponen/organel ini membentuk membran kontiniu atau di hubungkan satu sama lain oleh vesikel transport.

• Sistem endomembran mengatur transportasi dan sistem metabolisme di dalam sel

Organel yang Bukan Merupakan sistem Endomembran

• Mitokondria dan kloroplas merupakan organel yang tidak termasuk ke dalam sistem endomembran.

• Kedua organel berperan dalam mengkonversi energi menjadi bentuk yang dapat dimanfaatkan oleh sel.

• Persamaan antara mitokondria dan kloroplas– Protein membran tidak dibentuk oleh RE melainkan oleh

ribosom bebas yang terdapat di sitosol atau ribosom yang dimiliki oleh kedua organel

– Keduanya memiliki DNA sendiri– Keduanya merupakan organel yang bersifat semi

autonom. Bergerak, berubah bentuk, tumbuh, dan berkembang biak dengan sendirinya