KONSEP KUNCI6.1 Ahli biologi menggunakan mikroskop dan alat-alat biokimia sel belajar6.2 sel eukariotik memiliki membran internal yang kotakkan fungsinya6.3 instruksi genetik The eukariotik sel yangbertempat di inti dan dilakukan oleh ribosom6.4 Sistem endomembran mengatur proteinlalu lintas dan melakukan fungsi metabolisme dalam sel6,5 Mitokondria dan kloroplas mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya6.6 Sitoskeleton adalah jaringan serat yangmenyelenggarakan struktur dan kegiatan di dalam sel6.7 komponen ekstraseluler dan koneksiantara sel-sel membantu mengkoordinasikan kegiatan selulerGAMBARANUnit Fundamental of LifeMengingat ruang lingkup biologi, Anda mungkin bertanya-tanya bagaimana kadang-kadang Anda akan pernah mempelajari semua materi dalam kursus ini! Jawabannyamelibatkan sel-sel, yang adalah sebagai dasar bagi sistem kehidupan biologi sebagai atom adalah untuk kimia. Kontraksi ototsel bergerak mata Anda saat Anda membaca kalimat ini. Kata-kata pada halaman yang diterjemahkan ke dalam sinyal yang sel-sel saraf membawa ke otak Anda. Gambar 6.1 menunjukkan ekstensi dari sel saraf satu(ungu) membuat kontak dengan sel saraf lain (oranye) di otak. Ketika Anda belajar, tujuan Anda adalah untuk membuat koneksi seperti ini yang memperkuat kenangan dan mengizinkan belajar terjadi.Semua organisme terbuat dari sel. Dalam hirarki biologi organisasi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Memang, banyak bentuk

kehidupan eksis sebagai singlecelledorganisme. Organisme yang lebih kompleks, termasuk tanaman dan hewan, yang multiseluler; tubuh mereka adalah koperasidari berbagai jenis sel khusus yang tidak bisa bertahan untuk panjang pada mereka sendiri. Bahkan ketika sel disusun dalam lebih tinggitingkat organisasi, seperti jaringan dan organ, sisa-sisa selunit dasar organisme struktur dan fungsi.Semua sel terkait dengan keturunan mereka dari sel sebelumnya. Namun,mereka telah dimodifikasi dalam berbagai cara selamasejarah evolusi panjang dari kehidupan di Bumi. Tapi meskipunsel dapat berbeda secara substansial dari satu sama lain, mereka berbagifitur umum. Dalam bab ini, pertama-tama kita akan meneliti alatdan teknik yang memungkinkan kita untuk memahami sel, kemudian tursel dan menjadi berkenalan dengan komponennya.KONSEP 6.1Ahli biologi menggunakan mikroskop danalat biokimia untuk sel belajarBagaimana sel biologi menyelidiki inner sel,biasanya terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang? Sebelum kitatur sel, akan sangat membantu untuk belajar bagaimana sel dipelajari.MikroskopiPengembangan instrumen yang memperpanjang manusiaindra telah bergandengan tangan dengan kemajuan ilmu pengetahuan.Penemuan dan studi awal sel berkembang dengan penemuanmikroskop di 1590 dan perbaikan mereka

selamatahun 1600-an. Sel dinding pertama kali dilihat oleh Robert Hooke pada tahun 1665saat ia melihat melalui mikroskop di sel-sel mati darikulit pohon ek. Tapi butuh lensa biasa dibuatdari Antoni van Leeuwenhoek untuk memvisualisasikan sel-sel hidup. MembayangkanKekaguman Hooke ketika ia mengunjungi van Leeuwenhoek pada tahun 1674 dandunia mikroorganisme-apa tuan rumah disebut "sangat sedikitanimalcules "-adalah mengungkapkan kepadanya.Mikroskop pertama kali digunakan oleh para ilmuwan Renaissance, sertasebagai mikroskop Anda mungkin menggunakan di laboratorium, yang semua mikroskop cahaya. Dalam mikroskop cahaya (LM), terlihatcahaya dilewatkan melalui spesimen dan kemudian melalui kacalensa. Lensa membiaskan (tikungan) cahaya sedemikian rupa sehinggacitra spesimen diperbesar seperti yang diproyeksikan kemata atau ke kamera (lihat Lampiran D).Tiga parameter penting dalam mikroskop adalah pembesaran,resolusi, dan kontras. Pembesaran adalah rasio dariukuran gambar objek dengan ukuran sebenarnya. Mikroskop cahaya dapat memperbesarefektif untuk sekitar 1.000 kali ukuran sebenarnya darispesimen; pada perbesaran yang lebih besar, rincian tambahan tidak bisaterlihat dengan jelas. Resolusi adalah ukuran kejelasan

gambar; itu adalah minimum jarak dua poin dapat dipisahkandan masih dibedakan sebagai dua poin. Sebagai contoh,apa yang tampaknya mata telanjang sebagai salah satu bintang di langit mungkindiselesaikan sebagai bintang kembar dengan teleskop, yang memiliki tinggi menyelesaikankemampuan dari mata. Demikian pula, dengan menggunakan teknik standar,mikroskop cahaya tidak dapat menyelesaikan detail halus darisekitar 0,2 mikrometer (m), atau 200 nanometer (nm), terlepasdari pembesaran (Gambar 6.2). Parameter ketiga,Sebaliknya, menonjolkan perbedaan bagian dari sampel. Perbaikandi mikroskop cahaya telah memasukkan metode baruuntuk meningkatkan kontras, seperti pewarnaan atau pelabelan komponen selmenonjol secara visual. Gambar 6.3, pada halaman berikutnya,menunjukkan berbagai jenis mikroskop; mempelajari angka ini karena Andamembaca sisa bagian ini.Sampai saat ini, hambatan resolusi dicegah ahli biologi selmenggunakan mikroskop cahaya standar untuk belajarorganel, struktur membran-tertutup dalam eukariotiksel. Untuk melihat struktur ini secara rinci diperlukanpengembangan instrumen baru. Pada tahun 1950, elektronmikroskop diperkenalkan ke biologi. Daripada cahaya,mikroskop elektron (EM) berfokus seberkas

elektronmelalui spesimen atau ke permukaan (lihat Lampiran D).Resolusi berbanding terbalik dengan panjang gelombang radiasimikroskop menggunakan untuk pencitraan, dan berkas elektron memilikipanjang gelombang yang lebih pendek daripada cahaya tampak. Elektron yang modernMikroskop secara teoritis dapat mencapai resolusi sekitar0.002 nm, meskipun dalam praktiknya mereka biasanya tidak dapat menyelesaikanstruktur yang lebih kecil dari sekitar 2 nm di. Namun, ini adalah seratus kali lipatperbaikan atas mikroskop cahaya standar.Pemindaian mikroskop elektron (SEM) terutamaberguna untuk studi rinci topografi spesimen (lihatGambar 6.3). Berkas elektron scan permukaan sampel,biasanya dilapisi dengan film tipis emas. The menggairahkan balokelektron di permukaan, dan elektron sekunder terdeteksioleh perangkat yang menerjemahkan pola elektron kesinyal elektronik ke layar video. Hasilnya adalah gambarpermukaan spesimen yang muncul tiga dimensi.Transmisi mikroskop elektron (TEM) digunakanuntuk mempelajari struktur internal sel (lihat Gambar 6.3). TheTEM bertujuan berkas elektron melalui bagian yang sangat tipis darispesimen, mirip dengan cara mikroskop cahaya mentransmisikan

cahaya melalui slide. Spesimen telah diwarnai denganatom logam berat, yang menempel pada struktur selular tertentu,sehingga meningkatkan kerapatan elektron dari beberapa bagiansel lebih dari yang lain. Elektron melewatispesimen yang tersebar lebih di daerah padat, sehingga lebih sedikitditransmisikan. Gambar menampilkan pola ditransmisikanelektron. Alih-alih menggunakan lensa kaca, TEM menggunakan elektromagnetsebagai lensa untuk menekuk jalur elektron, akhirnyaberfokus gambar ke monitor untuk melihat.Mikroskop elektron telah mengungkapkan banyak organel danstruktur subselular lain yang mungkin untuk mengatasidengan mikroskop cahaya. Tapi mikroskop cahaya menawarkan keuntungan,terutama dalam mempelajari sel-sel hidup. Kelemahan dari mikroskop elektron adalah bahwa metode yang digunakan untuk mempersiapkanspesimen membunuh sel. Untuk semua teknik mikroskop, pada kenyataannya,persiapan spesimen dapat memperkenalkan artefak, fitur strukturalterlihat di mikrograf yang tidak ada di sel hidup.Dalam beberapa dekade terakhir, mikroskop cahaya telah direvitalisasioleh kemajuan teknis utama (lihat Gambar 6.3). Pelabelanmolekul seluler individu atau struktur dengan neonpenanda telah memungkinkan untuk melihat struktur seperti dengan meningkatnyarinci. Selain itu, kedua confocal dan

dekonvolusimikroskop telah mempertajam gambar jaringan tiga dimensidan sel-sel. Akhirnya, selama sepuluh tahun terakhir, kelompok baruteknik dan molekul pelabelan telah memungkinkan penelitiuntuk "istirahat" penghalang resolusi dan membedakan subselularstruktur sekecil 10-20 nm di. Karena ini "superresolutionmikroskop "menjadi lebih luas, gambarkita akan melihat sel-sel hidup mungkin menjadi sebagai rasa hormat kepada kamisebagai van Leeuwenhoek adalah untuk Robert Hooke 350 tahun yang lalu.Mikroskop adalah alat yang paling penting dari sitologi, yangStudi struktur sel. Untuk memahami fungsi masing-masingStruktur, bagaimanapun, diperlukan integrasi sitologi danbiokimia, studi tentang proses kimia (metabolisme)sel.Fraksinasi selSebuah teknik yang berguna untuk mempelajari struktur sel dan fungsifraksinasi sel, yang mengambil sel-sel terpisah dan memisahkanorganel utama dan struktur subselular lainnya dari satu sama lain(Gambar 6.4). Instrumen yang digunakan adalah centrifuge tersebut,yang berputar tabung memegang campuran sel terganggu padaserangkaian kecepatan meningkat. Pada setiap kecepatan, kekuatan yang dihasilkanmenyebabkan sebagian kecil dari komponen sel untuk menyelesaikan ke bawahtabung, membentuk pelet. Pada kecepatan

rendah, pelet terdirikomponen yang lebih besar, kecepatan dan tinggi menghasilkan peletdengan komponen yang lebih kecil.Sel fraksinasi memungkinkan peneliti untuk mempersiapkan tertentukomponen sel dalam jumlah besar dan mengidentifikasi fungsi mereka, tugasbiasanya tidak mungkin dengan sel utuh. Misalnya, di salah satufraksi sel, tes biokimia menunjukkan adanyaenzim yang terlibat dalam respirasi seluler, sedangkan elektronmikroskop mengungkapkan sejumlah besar organel yang disebutmitokondria. Bersama-sama, data ini membantu ahli biologi menentukanbahwa mitokondria adalah situs respirasi selular.Biokimia dan sitologi sehingga saling melengkapi dalammenghubungkan fungsi sel dengan struktur.

KONSEP 6.2Sel eukariotik memiliki internal yangmembran yang kotakkanfungsi merekaSel-unit struktural dan fungsional dasar dari setiaporganisme-terdiri dari dua jenis yang berbeda: prokariotik dan eukariotik.Organisme dari domain Bakteri dan Archaea terdirisel prokariotik. Protista, jamur, hewan, dan tumbuhan semuaterdiri dari sel-sel eukariotik.Membandingkan Sel prokariotik dan eukariotikSemua sel berbagi fitur dasar tertentu: Mereka semua dibatasi oleh

penghalang selektif, yang disebut membran plasma. Di dalam semua seladalah, substansi seperti selai setengah cair disebut sitosol, di manakomponen subselular ditangguhkan. Semua sel mengandungkromosom, yang membawa gen dalam bentuk DNA. Dan semuasel memiliki ribosom, kompleks kecil yang membuat protein sesuaiinstruksi dari gen.Perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotikadalah lokasi DNA mereka. Dalam sel eukariotik, sebagian besarDNA adalah dalam organel yang disebut nukleus, yang dibatasi olehmembran ganda (lihat Gambar 6.8, pada hlm. 100-101). Di sebuahsel prokariotik, DNA terkonsentrasi di suatu daerah yangtidak membran tertutup, disebut nucleoid (Gambar 6.5).Kata eukariotik berarti "inti yang benar" (dari bahasa Yunani eu,benar, dan karyon, kernel, di sini mengacu pada inti), dankata berarti prokariotik "sebelum inti" (dari bahasa Yunanipro, sebelumnya), mencerminkan fakta bahwa sel-sel prokariotik berevolusisebelum sel-sel eukariotik.Interior dari kedua jenis sel disebut sitoplasma; disel eukariotik, istilah ini hanya merujuk pada wilayah antaranukleus dan membran plasma. Dalam sitoplasma darisel eukariotik, ditangguhkan dalam sitosol, berbagai organelbentuk khusus dan fungsi. -Membran dibatasi inistruktur yang ada dalam sel prokariotik. Dengan demikian, kehadiran atautidak adanya inti sejati hanyalah salah satu aspek dari disparitas

kompleksitas struktural antara dua jenis sel.Sel eukariotik umumnya jauh lebih besar dari prokariotiksel (lihat Gambar 6.2). Ukuran adalah fitur umum struktur selyang berhubungan dengan fungsi. Logistik melaksanakanmetabolisme sel menetapkan batas pada ukuran sel. Pada batas bawah,sel terkecil dikenal adalah bakteri yang disebut mycoplasmas,yang memiliki diameter antara 0,1 dan 1,0 m. Ini adalahmungkin paket terkecil dengan cukup DNA untuk programmetabolisme dan cukup enzim dan peralatan selular lainnyauntuk melaksanakan kegiatan yang diperlukan untuk sel untuk mempertahankansendiri dan bereproduksi. Bakteri khas adalah 1-5 m dengan diameter,sekitar sepuluh kali ukuran mycoplasmas. Sel eukariotik adalahbiasanya 10-100 m dengan diameter.Persyaratan metabolik juga memberlakukan batas atas teoritispada ukuran yang praktis untuk sebuah sel tunggal. Pada batassetiap sel, fungsi membran plasma sebagai selektifpenghalang yang memungkinkan berjalannya oksigen yang cukup, nutrisi, danlimbah untuk melayani seluruh sel (Gambar 6.6). Untuk setiap mikrometer persegimembran, hanya jumlah terbatas tertentu Zat bisa menyeberang per detik, sehingga rasio luas permukaan untukVolume sangat penting. Sebagai sel (atau benda lainnya) meningkat diukuran, volume tumbuh secara proporsional lebih dari permukaannyadaerah. (Di Area sebanding dengan dimensi linear kuadrat,sedangkan volume sebanding dengan dimensi linierpotong dadu.) Dengan demikian, benda kecil memiliki rasio lebih besar dari luas permukaan

untuk volume (Gambar 6.7).Kebutuhan luas permukaan yang cukup besar untuk menampungvolume membantu menjelaskan ukuran mikroskopis yang palingsel dan sempit, bentuk memanjang dari orang lain, sepertisel-sel saraf. Organisme yang lebih besar tidak umumnya memiliki lebih besarsel dari organisme kecil-mereka hanya memiliki lebih banyak sel(lihat Gambar 6.7). Rasio yang cukup tinggi dari luas permukaan terhadap volumeini terutama penting dalam sel yang bertukar banyakbahan dengan lingkungannya, seperti sel-sel usus.Sel-sel tersebut mungkin memiliki banyak panjang, proyeksi tipis dari merekapermukaan disebut mikrovili, yang meningkatkan luas permukaan tanpapeningkatan yang cukup dalam volume.Hubungan evolusi antara prokariotik dansel eukariotik akan dibahas kemudian dalam bab ini, dansel prokariotik akan dijelaskan secara rinci dalam Bab 27.Sebagian besar pembahasan struktur sel yang mengikuti di iniBab berlaku untuk sel eukariotik.Sebuah Panoramic View dari Cell eukariotikSelain membran plasma di permukaan luarnya, sebuah eukariotiksel memiliki luas dan rumit diatur internal yangmembran yang membagi sel ke dalam kompartemen-organeldisebutkan sebelumnya. Kompartemen sel memberikanlingkungan lokal yang berbeda yang memfasilitasi metabolisme tertentufungsi, sehingga proses tidak kompatibel dapat pergi secara bersamaandalam satu sel. Membran plasma dan organelmembran juga berpartisipasi langsung dalam metabolisme sel,karena banyak enzim yang dibangun langsung ke dalam membran.Karena membran begitu mendasar untuk

organisasisel, Bab 7 akan membahas secara rinci. Thekain dasar yang paling membran biologis adalah lapisan gandafosfolipid dan lipid lainnya. Tertanam dalam bilayer lipid iniatau melekat pada permukaan yang adalah protein yang beragam (lihatGambar 6.6). Namun, setiap jenis membran memiliki unikKomposisi lipid dan protein cocok untuk yang membranfungsi tertentu. Misalnya, enzim tertanam dalammembran organel yang disebut fungsi mitokondriadalam respirasi selular.Sebelum melanjutkan dengan bab ini, memeriksa eukariotiksel pada Gambar 6.8, pada dua halaman berikutnya. The umumdiagram dari sebuah sel hewan dan sel tumbuhan memperkenalkanberbagai organel dan menyoroti perbedaan utama antarasel hewan dan tumbuhan. Mikrograf di bawahAngka memberikan sekilas sel dari berbagai jenis eukariotik KONSEP 6.3The eukariotik sel genetikInstruksi disimpandalam inti dan dilakukanoleh ribosomPada pemberhentian pertama dari tur kami rinci sel, mari kita lihat duakomponen seluler yang terlibat dalam kontrol genetik dari sel:inti, yang merumahkan sebagian DNA sel, dan ribosom,yang menggunakan informasi dari DNA untuk membuat protein.Inti: Informasi PusatInti berisi sebagian besar gen di eukariotik yangsel. (Beberapa gen terletak di mitokondria dan kloroplas.)Hal ini umumnya organel yang paling mencolok dalam eukariotiksel, rata-rata sekitar 5 m dengan diameter. Nuklir

amplop membungkus inti (Gambar 6.9), memisahkan nyaIsi dari sitoplasma.Amplop nuklir merupakan membran ganda. Kedua membran,setiap bilayer lipid dengan protein yang terkait, dipisahkandengan spasi 20-40 nm. Amplop tersebut berlubang olehstruktur pori yang sekitar 100 nm diameter. Di bibirsetiap pori, membran dalam dan luar amplop nukliradalah kontinu. Struktur protein yang rumit disebutpori garis kompleks setiap pori dan memainkan peran penting dalamsel dengan mengatur masuk dan keluar dari protein dan RNA, sebagaijuga kompleks sebagai besar makromolekul. Kecuali dipori-pori, sisi nuklir amplop dipagari oleh nuklirlamina, array netlike filamen protein yang mempertahankanbentuk inti oleh mekanis mendukung nukliramplop. Ada juga banyak bukti untuk nuklirmatriks, kerangka serat protein memperpanjang seluruhinterior nuklir. Lamina nuklir dan matriks dapat membantumengatur materi genetik sehingga berfungsi secara efisien.Dalam inti, DNA ini disusun ke dalam unit diskritdisebut kromosom, struktur yang membawa informasi genetik.Setiap kromosom mengandung satu molekul DNA yang panjangterkait dengan banyak protein. Beberapa protein membantu koil102 UNIT DUA Cellmolekul DNA dari setiap kromosom, mengurangi panjangnyadan memungkinkan untuk masuk ke dalam inti. Kompleks DNAdan protein yang membentuk kromosom disebut kromatin.Ketika sel tidak membagi, bernoda kromatin muncul sebagai difus

massal di mikrograf, dan kromosom tidak dapatdibedakan dari satu sama lain, meskipun kromosom diskrityang hadir. Sebagai sel bersiap untuk membagi, namun,kromosom coil (mengembun) lebih lanjut, menjadi cukup tebaldibedakan sebagai struktur terpisah. Setiap eukariotikspesies memiliki sejumlah karakteristik kromosom. Sebagai contoh,sel manusia memiliki 46 kromosom yang khas pada intinya;pengecualian adalah sel kelamin (telur dan sperma), yanghanya memiliki 23 kromosom pada manusia. Sebuah sel lalat buah memiliki8 kromosom pada sebagian besar sel dan 4 di sel kelamin.Struktur yang menonjol dalam inti membelah adalahyang nucleolus (jamak, nukleolus), yang muncul melaluimikroskop elektron sebagai massa butiran padat bernoda danserat yang berdampingan bagian dari kromatin. Berikut jenis RNAdisebut RNA ribosom (rRNA) disintesis dari petunjukdalam DNA. Juga di nucleolus, protein diimpor darisitoplasma dirakit dengan rRNA menjadi besar dan kecilsubunit ribosom. Subunit ini kemudian keluar intimelalui pori-pori nuklir untuk sitoplasma, di mana besar dansubunit kecil dapat merakit menjadi ribosom. Kadang-kadangada dua atau lebih nukleolus; jumlah tergantung padaspesies dan tahap dalam siklus reproduksi sel.Seperti yang kita lihat pada Gambar 5.25, inti mengarahkan sintesis proteinoleh sintesis messenger RNA (mRNA) menurutpetunjuk yang diberikan oleh DNA. MRNA ini kemudian diangkutke sitoplasma melalui pori-pori nuklir. Setelah

mRNAmolekul mencapai sitoplasma, ribosom menerjemahkanPesan genetik mRNA ke dalam struktur utama tertentupolipeptida. Proses menyalin dan menerjemahkaninformasi genetik dijelaskan secara rinci dalam Bab 17.Ribosom: Protein PabrikRibosom, yang kompleks terbuat dari RNA ribosomdan protein, merupakan komponen seluler yang melaksanakan proteinsintesis (Gambar 6.10). Sel yang memiliki tingkat tinggi proteinsintesis memiliki jumlah sangat besar ribosom.Sebagai contoh, sel pankreas manusia memiliki beberapa juta ribosom.Tidak mengherankan, sel aktif dalam sintesis protein jugamemiliki nukleolus yang menonjol.Ribosom membangun protein dalam dua lokal sitoplasma. Diwaktu tertentu, ribosom bebas tersuspensi dalam sitosol,sementara ribosom terikat yang melekat pada luar endoplasma yangretikulum atau amplop nuklir (lihat Gambar 6.10).Terikat dan ribosom bebas secara struktural identik, dan ribosomdapat bergantian antara dua peran. Sebagian besar proteindibuat pada ribosom fungsi bebas dalam sitosol;contoh adalah enzim yang mengkatalisis langkah pertama dari gulajatuh. Ribosom terikat umumnya membuat protein yangditakdirkan untuk dimasukkan ke dalam membran, untuk kemasan Top of Formdalam organel tertentu seperti lisosom (lihat Gambar 6.8),atau untuk ekspor dari sel (sekresi). Sel yang mengkhususkan diri dalamprotein sekresi-misalnya, sel-sel pankreas yang

mensekresikan enzim pencernaan-sering memiliki proporsi yang tinggidari terikat ribosom. Anda akan belajar lebih banyak tentang ribosomstruktur dan fungsi dalam Bab 17.Latin untuk "sedikit bersih.") ER terdiri dari jaringan membrantubulus dan kantung disebut cisternae (dari bahasa Latincisterna, reservoir untuk cairan). The memisahkan membran ERkompartemen internal ER, yang disebut lumen ER(rongga) atau ruang cisternal, dari sitosol. Dan karenaMembran ER kontinu dengan amplop nuklir,ruang antara dua membran amplop adalah contin

KONSEP 6.4Sistem endomembranmengatur lalu lintas protein danmelakukan fungsi metabolismedalam selBanyak dari membran yang berbeda dari sel eukariotik adalahbagian dari sistem endomembran, yang meliputiamplop nuklir, retikulum endoplasma, aparatus Golgi,lisosom, berbagai jenis vakuola vesikel dan, danmembran plasma. Sistem ini melakukan berbagaitugas dalam sel, termasuk sintesis protein, transportasiprotein menjadi membran dan organel atau keluar dari sel,metabolisme dan pergerakan lipid, dan detoksifikasiracun. Membran dari sistem ini terkait baikmelalui kontinuitas fisik langsung atau dengan transfer membransegmen sebagai vesikel kecil (kantung terbuat dari membran).Meskipun hubungan ini, berbagai membran

tidakidentik dalam struktur dan fungsi. Selain itu, ketebalan,komposisi molekul, dan jenis reaksi kimia dilakukandalam membran diberikan tidak tetap, tetapi dapat dimodifikasibeberapa kali selama hidup membran. Setelah sudahdibahas amplop nuklir, sekarang kita akan fokus pada endoplasma yangretikulum dan endomembranes lain yangretikulum endoplasma memberikan rise.The Retikulum Endoplasma:Biosintesis PabrikThe endoplasma retikulum (ER) adalah sebuah luasjaringan membran yang menyumbang lebih dari setengahtotal membran dalam banyak sel eukariotik. (Kataendoplasma berarti "dalam sitoplasma," dan retikulum adalahThe Retikulum Endoplasma: ". Sedikit bersih" Latin untuk) The ER terdiri dari jaringan membrantubulus dan kantung disebut cisternae (dari bahasa Latincisterna, reservoir untuk cairan). The memisahkan membran ERkompartemen internal ER, yang disebut lumen ER(rongga) atau ruang cisternal, dari sitosol. Dan karenaMembran ER kontinu dengan amplop nuklir,ruang antara dua membran amplop adalah contin

Did you mean: There are two distinct, though connected, regions of the ER that differ in structure and function: smooth ER and rough ER. Smooth ER is so named because its outer surface lacks ribosomes. Rough ER is studded with ribosomes on the outer surface of the membrane and thus appears rough through the electron microscope. As already mentioned, ribosomes are also attached to the cytoplasmic side of the nuclear envelope outer membrane, which is continuous with rough ER. Functions of Smooth ER The smooth ER functions in diverse metabolic processes, which vary with cell type. These processes include synthesis of lipids, metabolism of carbohydrates, detoxification of drugs and poisons, and storage of calcium ions. Enzymes of the smooth ER are important in the synthesis of lipids, including oils, phospholipids, and steroids. Among the steroids produced by the smooth ER in animal cells are the sex hormones of vertebrates and the various steroid hormones secreted by the adrenal glands. The cells that synthesize and secrete these hormones—in the testes and ovaries, for example—are rich in smooth ER, a structural feature that fits the function of these cells. Other enzymes of the smooth ER help detoxify drugs and poisons, especially in liver cells. Detoxification usually involves adding hydroxyl groups to drug molecules, making them more soluble and easier to flush from the body. The sedative phenobarbital and other barbiturates are examples of drugs metabolized in this manner by smooth ER in liver cells. In fact, barbiturates, alcohol, and many other drugs induce the proliferation of smooth ER and its associated detoxification enzymes, thus increasing the rate of detoxification. This, in turn, increases tolerance to the drugs, meaning that higher doses are required to achieve a particular effect, such as sedation. Also, because some of the detoxification enzymes have

relatively broad action, the proliferation of smooth ER in response to one drug can increase tolerance to other drugs as well. Barbiturate abuse, for example, can decrease the effectiveness of certain antibiotics and other useful drugs. The smooth ER also stores calcium ions. In muscle cells, for example, the smooth ER membrane pumps calcium ions from the cytosol into the ER lumen. When a muscle cell is stimulated by a nerve impulse, calcium ions rush back across the ER membrane into the cytosol and trigger contraction of the muscle cell. In other cell types, calcium ion release from the smooth ER triggers different responses, such as secretion of vesicles carrying newly synthesized proteins. Functions of Rough ER Many types of cells secrete proteins produced by ribosomes attached to rough ER. For example, certain pancreatic cells synthesize the protein insulin in the ER and secrete this hormone into the bloodstream. As a polypeptide chain grows from a bound ribosome, the chain is threaded into the ER lumen through a pore formed by a protein complex in the ER membrane. As the new polypeptide enters the ER lumen, it folds into its native shape. Most secretory proteins are glycoproteins, proteins that have carbohydrates covalently bonded to them. The carbohydrates are attached to the proteins in the ER by enzymes built into the ER membrane. After secretory proteins are formed, the ER membrane keeps them separate from proteins that are produced by free ribosomes and that will remain in the cytosol. Secretory proteins depart from the ER wrapped in the membranes of vesicles that bud like bubbles from a specialized region called transitional ER (see Figure 6.11). Vesicles in transit from one part of the cell to another are called transport vesicles; we will discuss their fate shortly. In addition to making secretory proteins, rough ER is a membrane factory for the cell; it grows in place by adding membrane proteins and

phospholipids to its own membrane. As polypeptides destined to be membrane proteins grow from the ribosomes, they are inserted into the ER membrane itself and anchored there by their hydrophobic portions. Like the smooth ER, the rough ER also makes membrane phospholipids; enzymes built into the ER membrane assemble phospholipids from precursors in the cytosol. The ER membrane expands and portions of it are transferred in the form of transport vesicles to other components of the endomembrane system. The Golgi Apparatus: Shipping and Receiving Center After leaving the ER, many transport vesicles travel to the Golgi apparatus. We can think of the Golgi as a warehouse for receiving, sorting, shipping, and even some manufacturing. Here, products of the ER, such as proteins, are modified and stored and then sent to other destinations. Not surprisingly, the Golgi apparatus is especially extensive in cells specialized for secretion. The Golgi apparatus consists of flattened membranous sacs—cisternae—looking like a stack of pita bread (Figure 6.12, on the next page). A cell may have many, even hundreds, of these stacks. The membrane of each cisterna in a stack separates its internal space from the cytosol. Vesicles concentrated in the vicinity of the Golgi apparatus are engaged in the transfer of material between parts of the Golgi and other structures. A Golgi stack has a distinct structural directionality, with the membranes of cisternae on opposite sides of the stack differing in thickness and molecular composition. The two sides of a Golgi stack are referred to as the cis face and the trans face; these act, respectively, as the receiving and shipping departments of the Golgi apparatus. The cis face is usually located near the ER. Transport vesicles move material from the ER to the Golgi apparatus. A vesicle that buds from the ER can add its membrane and the contents of its lumen to

the cis face by fusing with a Golgi membrane. The trans face gives rise to vesicles that pinch off and travel to other sites.Ada dua yang berbeda, meskipun terhubung, daerah dariER yang berbeda dalam struktur dan fungsi: ER halus dan kasarER. ER halus dinamakan demikian karena permukaan luarnya tidak memiliki ribosom.ER kasar bertatahkan dengan ribosom di luar yangpermukaan membran sehingga muncul kasar melaluimikroskop elektron. Seperti telah disebutkan, ribosom adalahjuga melekat pada sisi sitoplasma dari nuklir amplopmembran luar, yang terus-menerus dengan ER kasar.Fungsi dari ER halusFungsi ER halus dalam proses metabolisme yang beragam,yang bervariasi dengan jenis sel. Proses ini mencakup sintesislipid, metabolisme karbohidrat, detoksifikasiobat dan racun, dan penyimpanan ion kalsium.Enzim dari ER halus yang penting dalam sintesislipid, termasuk minyak, fosfolipid, dan steroid. Antarasteroid yang dihasilkan oleh ER halus dalam sel hewanhormon seks vertebrata dan berbagai hormon steroiddisekresikan oleh kelenjar adrenal. Sel-sel yang mensintesisdan mengeluarkan hormon-in ini testis dan ovarium,misalnya-kaya ER halus, fitur struktural

yangsesuai dengan fungsi sel-sel ini.Enzim lain dari yang halus ER bantuan detoksifikasi obat-obatan danracun, terutama di sel-sel hati. Detoksifikasi biasanya melibatkanmenambahkan kelompok hidroksil pada molekul obat, membuatmereka lebih mudah larut dan mudah untuk menyiram dari tubuh. Thefenobarbital obat penenang dan barbiturat lainnya adalah contoh dariobat dimetabolisme dengan cara ini oleh ER halus dalam sel hati.Bahkan, barbiturat, alkohol, dan banyak obat lain menginduksiproliferasi ER halus dan detoksifikasi yang terkaitenzim, sehingga meningkatkan tingkat detoksifikasi. Ini,pada gilirannya, meningkatkan toleransi terhadap obat, artinya lebih tinggidosis yang diperlukan untuk mencapai efek tertentu, seperti obat penenang.Juga, karena beberapa enzim detoksifikasi memilikitindakan yang relatif luas, proliferasi ER halus dalam menanggapiuntuk satu obat dapat meningkatkan toleransi terhadap obat lain sebagaibaik. Penyalahgunaan barbiturat, misalnya, dapat menurunkan efektivitasantibiotik tertentu dan obat-obatan lain yang bermanfaat.Halus ER juga menyimpan ion kalsium. Dalam sel otot,misalnya, membran ER halus pompa ion kalsiumdari sitosol ke dalam lumen ER. Ketika sel ototdirangsang oleh impuls saraf, ion kalsium

buru-buru kembalimelintasi membran ER ke dalam sitosol dan memicu kontraksidari sel otot. Dalam jenis sel lain, pelepasan ion kalsiumdari ER halus memicu respon yang berbeda, seperti sekresivesikel membawa protein yang baru disintesis.Fungsi dari Rough ERBanyak jenis sel mensekresi protein yang diproduksi oleh ribosommelekat ER kasar. Sebagai contoh, sel-sel pankreas tertentumensintesis protein insulin di UGD dan mengeluarkan hormon inike dalam aliran darah. Sebagai rantai polipeptida tumbuhdari ribosom terikat, rantai yang berulir ke dalam ERlumen melalui pori yang dibentuk oleh kompleks protein di ERmembran. Sebagai polipeptida baru memasuki lumen ER, itulipatan ke dalam bentuk aslinya. Kebanyakan protein sekretori yangglikoprotein, protein yang memiliki karbohidrat kovalenterikat kepada mereka. Karbohidrat yang melekat pada proteindi ER oleh enzim dibangun ke dalam membran ER.Setelah protein sekretori terbentuk, membran ERterus mereka terpisah dari protein yang diproduksi oleh gratisribosom dan yang akan tetap berada di sitosol. Protein sekretoriberangkat dari ER dibungkus dalam membran vesikelbahwa bud seperti gelembung dari daerah

khusus yang disebutER transisi (lihat Gambar 6.11). Vesikel dalam perjalanan dari satubagian dari sel ke sel lain disebut vesikel transportasi; kitaakan membahas nasib mereka tak lama.Selain membuat protein sekretori, RE kasar adalahPabrik membran untuk sel; tumbuh di tempat dengan menambahkanprotein membran dan fosfolipid membran sendiri.Sebagai polipeptida ditakdirkan untuk menjadi protein membrantumbuh dari ribosom, mereka dimasukkan ke dalam ERmembran itu sendiri dan berlabuh di sana oleh hidrofobik merekaporsi. Seperti ER halus, kasar ER juga membuatmembran fosfolipid; Enzim dibangun ke dalam membran ERmerakit fosfolipid dari prekursor dalam sitosol.Membran ER mengembang dan bagian dari itu adalahditransfer dalam bentuk vesikel transportasi ke komponen laindari sistem endomembran.Golgi Apparatus:Pengiriman dan Menerima PusatSetelah meninggalkan UGD, banyak vesikel transportasi perjalanan ke Golgi yangaparat. Kita bisa memikirkan Golgi sebagai gudang untuk menerima,penyortiran, pengiriman, dan bahkan beberapa manufaktur. Di sini,produk dari ER, seperti protein, dimodifikasi dan disimpandan kemudian dikirim ke tujuan lain. Tidak mengherankan, Golgi

aparatur terutama luas dalam sel khusus untuk sekresi.Aparatus Golgi terdiri dari membran pipihkantung-cisternae tampak seperti tumpukan roti pita (Gambar 6.12,pada halaman berikutnya). Sebuah sel mungkin memiliki banyak, bahkan ratusan, daritumpukan tersebut. Membran setiap cisterna di tumpukan memisahkanruang internal dari sitosol. Vesikel terkonsentrasidi sekitar aparatus Golgi terlibat dalam transferbahan antara bagian-bagian dari Golgi dan struktur lainnya.Sebuah Golgi tumpukan memiliki directionality struktural yang berbeda, denganmembran cisternae pada sisi berlawanan dari tumpukan berbedadalam komposisi ketebalan dan molekul. Kedua belah pihakdari tumpukan Golgi disebut sebagai wajah cis dan wajah trans;Tindakan ini, masing-masing, sebagai penerima dan pengiriman departemenaparat Golgi. Wajah cis biasanya terletakdekat UGD. Vesikel transportasi memindahkan material dari UGD keaparatus Golgi. Sebuah vesikel yang tunas dari ER dapat menambahkanmembran dan isi lumen untuk wajah cis olehsekering dengan membran Golgi. Wajah trans menimbulkanvesikel yang mencubit off dan perjalanan ke situs lain Produk Golgi yang akan disekresikan berangkat dari wajah transdari Golgi dalam vesikel transportasi yang akhirnya sekeringdengan membran plasma.

Golgi memproduksi dan memurnikan produk-produknya secara bertahap,dengan cisternae berbeda mengandung tim yang unik dari enzim.Sampai saat ini, ahli biologi memandang Golgi sebagai struktur statis,dengan produk dalam berbagai tahap pengolahan ditransfer darisatu cisterna ke yang berikutnya dengan vesikel. Meskipun hal ini mungkin terjadi, baru-baru iniPenelitian telah melahirkan model baru dari Golgi sebagaistruktur yang lebih dinamis. Menurut pematangan cisternalModel, yang cisternae dari Golgi benar-benar kemajuan ke depan daricis ke wajah trans, membawa dan memodifikasi kargo mereka sebagaimereka bergerak. Gambar 6.12 menunjukkan rincian model ini.Sebelum tumpukan Golgi mengirimkan produknya dengan tunasvesikel dari muka trans, itu macam produk ini dan targetmereka untuk berbagai bagian dari sel. Identifikasi molekulertag, seperti kelompok fosfat ditambahkan ke produk Golgi,membantu dalam memilah dengan bertindak seperti kode ZIP pada label surat. Akhirnya,vesikel transportasi bertunas dari Golgi mungkin memiliki eksternalmolekul pada membran mereka yang mengakui "dockingsitus "pada permukaan organel tertentu atau pada plasmamembran, sehingga menargetkan vesikel tepat.Lisosom: Kompartemen PencernaanSebuah lisosom adalah kantung membran

enzim hidrolitik yangsel hewan menggunakan dicerna (menghidrolisis) makromolekul.Enzim lisosom bekerja terbaik di lingkungan asamditemukan di lisosom. Jika lisosom pecah terbuka atau kebocoran isinya,enzim dirilis tidak terlalu aktif karena sitosolmemiliki pH netral. Namun, kebocoran yang berlebihan dari besarjumlah lisosom dapat menghancurkan sel oleh diri pencernaan.Enzim hidrolitik dan membran lisosom dibuatoleh RE kasar dan kemudian ditransfer ke aparat Golgi untukproses lebih lanjut. Setidaknya beberapa lisosom mungkin timbul dengantunas dari muka trans aparat Golgi (lihatGambar 6.12). Bagaimana protein dari permukaan dalam darimembran lisosom dan enzim pencernaan sendiriterhindar dari kehancuran? Ternyata, dimensi tigabentuk protein ini melindungi obligasi rentan dari enzimatikserangan Lisosom melaksanakan pencernaan intraseluler dalam berbagaikeadaan. Amuba dan banyak protista lain makan dengan menelanlebih kecil organisme atau partikel makanan, proses yang disebutfagositosis (dari phagein Yunani, makan, dan kytos,kapal, mengacu sini untuk sel). Vakuola makanan terbentuk dicara ini kemudian sekering dengan lisosom, yang enzim mencernamakanan (Gambar 6.13a, bawah). Produk pencernaan, termasuk

gula sederhana, asam amino, dan monomer lain, luluske dalam sitosol dan menjadi nutrisi bagi sel. Beberapasel manusia juga melakukan fagositosis. Diantaranya adalahmakrofag, sejenis sel darah putih yang membantu mempertahankantubuh dengan engulfing dan bakteri menghancurkan dan penjajah lainnya(lihat Gambar 6.13a, atas, dan Gambar 6.33).Lisosom juga menggunakan enzim hidrolitik mereka untuk mendaur ulangbahan organik sendiri sel, proses yang disebut autophagy. Selamaautophagy, organel yang rusak atau sejumlah kecil sitosolmenjadi dikelilingi oleh membran ganda (dariasal tidak diketahui), dan lisosom sebuah sekering dengan membran luarvesikel ini (Gambar 6.13b). Enzim lisosommembongkar bahan tertutup, dan monomer organikdikembalikan ke sitosol untuk digunakan kembali. Dengan bantuan lisosom,sel terus memperbaharui itu sendiri. Sebuah sel hati manusia,misalnya, mendaur ulang setengah dari makromolekul nya setiap minggu.Sel-sel dari orang dengan penyakit penyimpanan lisosomal mewarisikekurangan enzim hidrolitik berfungsi biasanya hadirdi lisosom. Lisosom menjadi membesar dengan dicernasubstrat, yang mulai mengganggu seluler lainnyakegiatan. Pada penyakit Tay-Sachs, misalnya, lipid-mencerna

enzim yang hilang atau tidak aktif, dan otak menjadi tergangguoleh akumulasi lipid dalam sel. Untungnya,penyakit penyimpanan lisosom jarang pada populasi umum.Vakuola: Pemeliharaan BeragamKompartemenVakuola adalah vesikel besar berasal dari endoplasma yangretikulum dan aparat Golgi. Dengan demikian, vakuola merupakan terpisahkanbagian dari sistem endomembran sel. Seperti semua membran sel,membran vacuolar adalah selektif dalam pengangkutanzat terlarut; sebagai hasilnya, solusi dalam vakuola yang berbeda dalamKomposisi dari sitosol Vakuola melakukan berbagai fungsi dalam berbagai jenissel. Vakuola makanan, yang dibentuk oleh fagositosis, sudahtelah disebutkan (lihat Gambar 6.13a). Banyak air tawarprotista memiliki vakuola kontraktil yang memompa kelebihan airkeluar dari sel, dengan demikian mempertahankan konsentrasi cocokion dan molekul dalam sel (lihat Gambar 7.16). Ditanaman dan jamur, vakuola tertentu melaksanakan hidrolisis enzimatik,fungsi bersama oleh lisosom pada sel hewan. (Faktanya,beberapa ahli biologi menganggap ini vakuola hidrolitik menjadijenis lisosom.) Dalam tanaman, vakuola kecil dapat memiliki cadangansenyawa organik yang penting, seperti proteinditimbun di sel penyimpanan dalam biji. Vakuola juga dapat membantu

melindungi tanaman terhadap herbivora dengan menyimpan senyawayang beracun atau tidak enak untuk hewan. Beberapa vakuola tanamanmengandung pigmen, seperti pigmen merah dan birukelopak yang membantu menarik serangga penyerbuk pada bunga.Sel tanaman dewasa umumnya mengandung besar pusatvakuola (Gambar 6.14), yang mengembangkan oleh koalesensivakuola yang lebih kecil. Solusi dalam vakuola sentral, disebutgetah sel, adalah repositori utama sel tanaman ion anorganik, termasukkalium dan klorida. Vakuola sentral memainkanperan utama dalam pertumbuhan sel tanaman, yang memperbesar sebagaivakuola menyerap air, memungkinkan sel untuk menjadi lebih besar denganinvestasi minimal dalam sitoplasma baru. Sitosol sering menempatihanya lapisan tipis antara vakuola pusat danmembran plasma, sehingga rasio permukaan membran plasma untuk sistem endomembran adalah pemain yang kompleks dan dinamis dalamorganisasi kompartemen sel.Kami akan terus kami tur sel dengan beberapa organel yangtidak terkait erat dengan sistem endomembran tapi bermainperan penting dalam transformasi energi yang dilakukan oleh sel-selKONSEP 6.5Mitokondria dan kloroplas mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnyaOrganisme mengubah energi mereka memperoleh dari lingkungan mereka.

Dalam sel eukariotik, mitokondria dan kloroplas adalah organel yang mengubah energi menjadi bentuk yang sel dapat digunakan untuk bekerja. Mitokondria (tunggal, mitokondria) adalah situs respirasi selular, proses metabolisme yang menggunakanoksigen untuk menghasilkan ATP dengan mengekstraksi energi dari gula, lemak,dan bahan bakar lainnya. Kloroplas, ditemukan pada tanaman dan ganggang, yangsitus fotosintesis. Organel ini mengubah energi suryamenjadi energi kimia dengan menyerap sinar matahari dan menggunakannya untukmendorong sintesis senyawa organik seperti gula darikarbon dioksida dan air. Selain fungsi setelah berhubungan, mitokondria dankloroplas berbagi asal evolusi yang sama, sesuatukita akan membahas secara singkat sebelum menjelaskan struktur mereka. DidalamBagian, kami juga akan mempertimbangkan Peroksisom, sebuah oksidatiforganel. Asal usul evolusi Peroksisom, sertasebagai hubungannya dengan organel lain, masih dalam perdebatan.The Origins of Evolutionary Mitokondria Kloroplas danMitokondria dan kloroplas tampilan kesamaandengan bakteri yang menyebabkan teori endosimbion,diilustrasikan pada Gambar 6.16. Teori ini menyatakan bahwa nenek moyang awalsel eukariotik ditelan oksigen-menggunakan non-fotosintetiksel prokariotik. Akhirnya, sel menelanmembentuk hubungan dengan sel inang di

mana itu tertutup,menjadi endosimbion (hidup sel di dalam sel lain). Memang, selama evolusi, sel inangdan endosimbion yang digabung menjadi organisme tunggal, eukariotiksel dengan mitokondria a. Setidaknya satu dari sel-sel inimungkin kemudian dibawa sebuah prokariota fotosintetik, menjadileluhur sel eukariotik yang mengandung kloroplas.Ini adalah teori yang diterima secara luas, yang akan kita bahas dalamlebih rinci dalam Bab 25. Model itu mengusulkan konsistendengan banyak fitur struktural mitokondria dan kloroplas.Pertama, bukannya dibatasi oleh membran tunggalseperti organel dari sistem endomembran, mitokondriadan kloroplas khas memiliki dua selaputmereka. (Kloroplas juga memiliki sistem internal membrankantung.) Ada bukti bahwa leluhur menelanprokariota memiliki dua membran luar, yang menjadimembran ganda dari mitokondria dan kloroplas. Kedua,seperti prokariota, mitokondria dan kloroplas mengandung ribosom,serta molekul DNA sirkular yang melekat pada merekamembran dalam. DNA dalam program organel ini yangsintesis beberapa protein mereka sendiri, yang dibuat padaribosom di dalam organel. Ketiga, juga konsistendengan asal-usul evolusi kemungkinan mereka sebagai sel, mitokondria

dan kloroplas yang otonom (agak independen) organelyang tumbuh dan berkembang biak dalam

sel

Dalam Bab 9 dan 10, kita akan fokus pada bagaimana mitokondriadan kloroplas berfungsi sebagai transformator energi. Di sini kitayang terutama berkaitan dengan struktur dan peran mereka.Mitokondria: Kimia Konversi EnergiMitokondria ditemukan di hampir semua sel eukariotik, termasukorang-orang dari tumbuhan, hewan, jamur, dan sebagian protista. Beberapasel memiliki mitokondria tunggal yang besar, tetapi lebih sering selmemiliki ratusan atau bahkan ribuan mitokondria; nomorberkorelasi dengan tingkat sel aktivitas metabolik. UntukMisalnya, sel-sel yang bergerak atau kontrak harus proporsionallebih mitokondria per volume dari sel kurang aktif.Mitokondria tertutup oleh dua membran, masing-masingbilayer fosfolipid dengan koleksi unik tertanamprotein (Gambar 6.17). Membran luar halus, tapimembran dalam adalah berbelit-belit, dengan infoldings disebutkrista. Membran dalam membagi mitokondriamenjadi dua kompartemen internal. Yang pertama adalah antarmembran yang

ruang, wilayah sempit antara dalam dan luarmembran. Kompartemen kedua, mitokondria yangmatriks, tertutup oleh membran dalam. Matriksmengandung banyak enzim yang berbeda serta mitokondriaDNA dan ribosom. Enzim yang mengkatalisis matriks dibeberapa langkah dari respirasi selular. Protein lain yangfungsi dalam respirasi, termasuk enzim yang membuatATP, yang dibangun ke dalam membran dalam. Sebagai sangat dilipatpermukaan, krista memberi membran mitokondria bagian dalamarea permukaan besar, sehingga meningkatkan produktivitas selulerrespirasi. Ini adalah contoh lain dari struktur pasfungsi.Mitokondria umumnya dalam kisaran 1-10 um panjang.Film selang waktu dari sel-sel hidup mengungkapkan mitokondria bergeraksekitar, mengubah bentuk mereka, dan menggabungkan atau membagi dalam dua,tidak seperti struktur statis terlihat di mikrograf elektron darisel-sel mati. Observasi ini membantu ahli biologi sel memahamibahwa mitokondria dalam sel hidup membentuk tubular bercabangjaringan, terlihat di sel seluruh pada Gambar 6.17.Kloroplas: Penangkapan Energi CahayaKloroplas mengandung pigmen hijau klorofil, bersamadengan enzim dan molekul lain yang berfungsi dalam fotosintesis yang

produksi gula. Organel lensa berbentuk ini,sekitar 3-6 m panjangnya, ditemukan dalam daun dan hijau lainnyaorgan tanaman dan di ganggang (Gambar 6.18 dan Gambar 6.27c).Isi kloroplas yang dipartisi dari sitosololeh sebuah amplop yang terdiri dari dua membran terpisaholeh ruang antarmembran sangat sempit. Di dalam kloroplasadalah sistem membran lain dalam bentuk pipih,kantung yang saling berhubungan disebut tilakoid. Di beberapa daerah,tilakoid ditumpuk seperti poker chips; setiap tumpukan disebutgranum (jamak, grana). Cairan luar tilakoid adalahstroma, yang berisi DNA kloroplas dan ribosomserta banyak enzim. Membran darikloroplas membagi ruang kloroplas menjadi tiga kompartemen:ruang antarmembran, stroma, dan tilakoid yangruang. Dalam Bab 10, Anda akan belajar bagaimana iniorganisasi kompartemen memungkinkan kloroplas untuk mengkonversienergi cahaya menjadi energi kimia selama fotosintesis.Seperti mitokondria, penampilan statis dan kakukloroplas di mikrograf atau diagram skematik tidak benar

Did you mean: to their dynamic behavior in the living cell. Their shape is changeable, and they grow and occasionally pinch in two, reproducing themselves. They are mobile and, with mitochondria and other organelles, move around the cell along tracks of the cytoskeleton, a structural network we will consider later in this chapter. The chloroplast is a specialized member of a family of closely related plant organelles called plastids. One type of plastid, the amyloplast, is a colorless organelle that stores starch (amylose), particularly in roots and tubers. Another is the chloroplast , which has pigments that give fruits and flowers their orange and yellow hues. Peroxisomes: Oxidation The peroxisome is a specialized metabolic compartment bounded by a single membrane (Figure 6.19). Peroxisomes contain enzymes that remove hydrogen atoms from various substrates and transfer them to oxygen (O2), thus producing hydrogen peroxide (H2O2) as a by-product (from which the organelle derives its name). These reactions have many different functions. Some peroxisomes use oxygen to break fatty acids down into smaller molecules that are transported to mitochondria and used as fuel for cellular respiration. Peroxisomes in the liver detoxify alcohol and other harmful compounds by transferring hydrogen from the poisons to oxygen. The H2O2 formed by peroxisomes is itself toxic, but the organelle also contains an enzyme that converts H2O2 to water. This is an excellent example of how the cell’s compartmental structure is crucial to its functions: The enzymes that produce hydrogen peroxide and those that dispose of this toxic compound are sequestered away from other cellular components that could be damaged. Specialized peroxisomes called glyoxysomes are found in the fat-storing tissues of plant seeds. These organelles

contain enzymes that initiate the conversion of fatty acids to sugar, which the emerging seedling uses as a source of energy and carbon until it can produce its own sugar by photosynthesis. How peroxisomes are related to other organelles is still an open question. They grow larger by incorporating proteins made in the cytosol and ER, as well as lipids made in the ER and within the peroxisome itself. Peroxisomes may increase in number by splitting in two when they reach a certain size, sparking the suggestion of an endosymbiotic evolutionary origin, but others argue against this scenario. The debate continues.perilaku dinamis dalam sel hidup. Bentuknya adalahberubah, dan mereka tumbuh dan sesekali mencubit dua, mereproduksisendiri. Mereka ponsel dan, dengan mitokondriadan organel lainnya, bergerak di sekitar sel sepanjang trek darisitoskeleton, jaringan struktural kami akan mempertimbangkan kemudian dibab ini.Kloroplas adalah anggota khusus keluargaerat kaitannya organel tanaman yang disebut plastida. Salah satu jenisplastid, amiloplas, adalah organel berwarna yang menyimpanpati (amilosa), khususnya di akar dan umbi-umbian. Lain adalahyang chromoplast, yang memiliki pigmen yang memberikan buah-buahan danbunga warna oranye dan kuning mereka.Peroksisom: OksidasiPeroksisom adalah kompartemen metabolik khususdibatasi oleh membran tunggal (Gambar 6.19). Peroksisommengandung enzim yang menghapus atom

hidrogen dari berbagaisubstrat dan mentransfernya ke oksigen (O2), sehingga menghasilkanhidrogen peroksida (H2O2) sebagai produk sampingan (dari manaorganel mendapatkan namanya). Reaksi ini memiliki banyak berbedafungsi. Beberapa peroksisom menggunakan oksigen untuk memecah lemakasam ke dalam molekul yang lebih kecil yang diangkut ke mitokondriadan digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi sel. Peroksisomdalam hati detoksifikasi alkohol dan lainnya yang berbahayasenyawa dengan mentransfer hidrogen dari racun oksigen.H2O2 dibentuk oleh peroksisom itu sendiri beracun, tetapiorganel juga mengandung enzim yang mengubah H2O2 keair. Ini adalah contoh yang sangat baik bagaimana kompartemen selstruktur sangat penting untuk fungsinya: The enzim yangmenghasilkan hidrogen peroksida dan orang-orang yang membuang iniSenyawa beracun yang diasingkan dari selular lainnyakomponen yang bisa rusak.Peroksisom khusus yang disebut glyoxysomes ditemukan dijaringan lemak menyimpan bibit tanaman. Organel ini mengandungenzim yang memulai konversi asam lemak menjadi gula,yang menggunakan bibit muncul sebagai sumber energi dankarbon sampai dapat memproduksi gula sendiri oleh fotosintesis.Bagaimana peroksisom terkait dengan

organel lain masihpertanyaan terbuka. Mereka tumbuh lebih besar dengan memasukkan proteindibuat dalam sitosol dan ER, serta lipid yang dibuat diER dan dalam Peroksisom sendiri. Peroksisom mungkinpeningkatan jumlah oleh membelah dalam dua ketika mereka mencapaiukuran tertentu, memicu saran dari endosymbioticasal evolusi, tetapi yang lain membantah skenario ini.Perdebatan terus berlanjut.

KONSEP 6.6Sitoskeleton adalah jaringanserat yang mengatur strukturdan kegiatan di dalam selPada hari-hari awal mikroskop elektron, ahli biologi berpikirbahwa organel sel eukariotik melayang bebas di sitosol.Tapi perbaikan di kedua mikroskop cahaya dan elektronmikroskop telah mengungkapkan sitoskeleton, jaringanserat memperluas seluruh sitoplasma (Gambar 6.20).Sitoskeleton, yang memainkan peran utama dalam mengaturstruktur dan kegiatan sel, terdiri dari tigajenis struktur molekul: mikrotubulus, mikrofilamen,dan filamen menengah.Peran dari Sitoskeleton:Dukungan dan MotilitasFungsi yang paling jelas dari sitoskeleton adalah memberikan mekanikmendukung ke sel dan mempertahankan

bentuknya. Hal ini terutamapenting untuk sel-sel hewan, yang kurang dinding. Thekekuatan yang luar biasa dan ketahanan sitoskeleton sebagaiSeluruh didasarkan pada arsitektur. Seperti tenda dome, sitoskeletondistabilkan oleh keseimbangan antara kekuatan yang berlawanandiberikan oleh unsur-unsurnya. Dan hanya sebagai kerangka binatangmembantu memperbaiki posisi bagian tubuh lainnya, sitoskeletonmenyediakan pelabuhan selama bertahun-organel dan bahkan sitosolmolekul enzim. Sitoskeleton lebih dinamis daripadakerangka hewan, namun. Hal ini dapat dengan cepat dibongkar dalam satubagian dari sel dan dipasang kembali di lokasi yang baru, mengubahbentuk sel.Beberapa jenis motilitas sel (gerakan) juga melibatkansitoskeleton. Motilitas sel jangka meliputi baik perubahandi lokasi sel dan gerakan yang lebih terbatas bagian darisel. Sel motilitas biasanya membutuhkan interaksi sitoskeletondengan protein motor. Contoh sel tersebutmotilitas berlimpah. Elemen dan protein motor sitoskeletalbekerja sama dengan molekul membran plasma untuk memungkinkansel secara keseluruhan untuk bergerak sepanjang serat di luar sel. Protein motormembawa tentang lentur silia dan flagela oleh mencengkerammikrotubulus dalam mereka organel dan geser mereka terhadapsatu sama lain. Mekanisme serupa yang melibatkan mikrofilamenmenyebabkan sel-sel otot berkontraksi. Di dalam sel, vesikel danorganel lain sering menggunakan protein

bermotor "kaki" untuk "berjalan" untuktujuan mereka sepanjang jalur yang disediakan oleh sitoskeleton.Sebagai contoh, ini adalah bagaimana vesikel yang berisi neurotransmittermolekul bermigrasi ke ujung akson, ekstensi panjangsel-sel saraf yang melepaskan molekul ini sebagai sinyal kimia untuksel-sel saraf yang berdekatan (Gambar 6.21). Vesikula yang kuncup offdari perjalanan ER ke Golgi sepanjang trek cytoskeletal. Thesitoskeleton juga memanipulasi membran plasma, membuatitu membungkuk ke dalam untuk membentuk vakuola makanan atau vesikel fagosit lainnya.Dan streaming dari sitoplasma yang beredar bahandalam banyak sel tumbuhan besar belum jenis lain dari selGerakan yang dibawa oleh sitoskeleton.Komponen dari SitoskeletonSekarang mari kita lihat lebih dekat pada tiga jenis utama dari seratyang membentuk sitoskeleton: Mikrotubulus adalah tebaldari tiga jenis; mikro (juga disebut filamen aktin)adalah tertipis; dan filamen menengah adalah serat dengan diameterdalam kisaran tengah (Tabel 6.1).MikrotubulusSemua sel eukariotik memiliki mikrotubulus, batang berongga mengukursekitar 25 nm diameter dan dari 200 nm sampai 25 pMpanjang. Dinding tabung hampa dibangun dari sebuah globularprotein yang disebut tubulin. Setiap protein tubulin adalah dimer, sebuahmolekul terdiri dari dua subunit. Sebuah dimer tubulin terdiri daridua polipeptida yang sedikit berbeda, α-tubulin dan β-tubulin.Mikrotubulus tumbuh panjang dengan menambahkan dimer tubulin; mereka