Nama : Puput Eka Saputri

NIM : 1112016100037

Kelas : Pendidikan Biologi 3A

Kompetensi Dasar

3.2 >>Menganalisis berbagai proses pada sel yang meliputi: mekanisme transpor pada membran, difusi, osmosis, transpor aktif, endositosis, dan eksositosis, reproduksi, dan sintesis protein sebagai dasar pemahaman bioproses dalam sistem hidup.

4.3 >> Membuat model proses dengan menggunakan berbagai macam media melalui analisis hasil studi literatur, pengamatan mikroskopis, percobaan, dan simulasi tentang bioproses yang berlangsung di dalam sel.

Tujuan Pembelajaran

Memahami bioproses yang terjadi di dalam sel.

Uraian Materi

I. REPRODUKSI SELA. Pengertian Reproduksi Sel

Sel merupakan unit dasar kehidupan. Reproduksi sel adalah proses memperbanyak

jumlah sel dengan cara membelah diri, baik pada organisme uniseluler maupun multiseluler.

Pembelahan sel pada organisme uniseluler merupakan suatu cara bagi organisme tersebut untuk

melestarikan jenisnya. Sedangkan, bagi organisme multiseluler, pembelahan sel menyebabkan

pertumbuhan dan perkembangan organisme. Misalnya, pada manusia, sel-sel memperbanyak diri

sehingga tubuh manusia tersebut menjadi besar dan tinggi. Selain itu, reproduksi sel pada

organisme multiseluler juga menghasilkan sel-sel gamet yang berguna pada saat perbanyakan

secara generatif (reproduksi organisme melalui proses perkawinan).

Reproduksi sel merupakan proses penggandaan materi genetik (DNA) yang terdapat di

dalam nukleus. Sehingga, menghasilkan sel-sel anakan yang memiliki materi genetik yang sama.

Berdasarkan organisasi sel, organisme dapat dibedakan menjadi dua, yaitu organisme prokariotik

dan eukariotik. Pada organism prokariotik, reproduksi sel dilakukan dengan cara

membelah diri (pembelahan biner). Sedangkan, reproduksi sel pada organisme eukariotik

dengan cara mitosis dan meiosis.

B. Reproduksi Sel pada Organisme ProkariotikReproduksi sel pada organisme prokariotik, seperti bakteri dan protozoa, terjadi melalui

proses pembelahan sel secara langsung, yaitu dari satu sel akan membelah menjadi dua sel yang

sama besar dan mengandung materi genetik yang sama. Pembelahan sel seperti ini disebut

pembelahan biner. Pembelahan biner tidak mengalami tahapan-tahapan pembelahan, seperti

pembelahan sel secara mitosis dan meiosis.

Proses pembelahan biner pada sel bakteri diawali dengan sintesa bahanbahanyang

diperlukan untuk membuat sel baru. Pada awal pembelahan sel, kromosom yang terdapat

bebas di dalam sel akan menempel pada dinding sel, kemudian bersama-sama dengan

pembesaran ukuran sel, berlangsung sintesis sel atau replikasi DNA (penggandaan

kromosom). Setelah DNA baru selesai dibentuk, dan sel telah mencapai pembesaran

maksimum, akan terjadi pembelahan sel menjadi dua bagian yang memiliki bahan genetik

yang sama.

Pembelahan Sel Bakteri

C. Pembelahan Sel pada Organisme EukariotikReproduksi sel pada organisme eukariotik terjadi melalui proses pembelahan sel yang

diawali dengan penggandaan materi genetik (replikasi DNA), kemudian diikuti pembelahan

kromosom. Pembelahan kromosom ini akan diikuti oleh pembelahan nukleus, lalu diakhiri

dengan pembelahan sel.

Pembelahan sel pada organisme eukariotik dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu

mitosis dan meiosis. Mitosis dapat terjadi pada setiap organ dan berfungsi membentuk sel dengan

jumlah kromosom yang sama. Sedangkan, pembelahan meiosis hanya berlangsung pada jaringan

organ seks dan berfungsi mereduksi jumlah kromosom menjadi separuhnya.

Mitosis dan meiosis merupakan pembelahan sel secara tidak langsung, yaitu melalui

tahapan-tahapan tertentu, dan ditandai dengan penampakan yang berbeda-beda dari kromosom

yang dikandungnya. Pada saat pembelahan sel, kromosom mudah diamati di bawah mikroskop,

karena benang-benang kromatin menebal dan memendek serta mudah menyerap warna. Sebelum

Membran plasma

Dinding sel

Duplikasi kromosom

dinding sel dan selaputplasma mulai membelah

Terpisah menjadiDua sel

Kromosom prokariotik

sel membelah, sel melakukan persiapan, seperti pembelahan organel-organel sel, setelah

pembelahan sel selesai, terjadi proses pertumbuhan atau pertambahan sel. Untuk mengetahui

proses pembelahan sel tersebut, mari cermati uraian berikut.

1. Siklus SelSiklus sel adalah peristiwa pertumbuhan sel menurut tahapan tertentu, dan setelah melalui

semua tahapan akan kembali kepada tahapan semula. Siklus sel dapat dibagi menjadi dua

tahapan, yaitu tahapan interfase dan tahapan mitotik (fase pembelahan).

a. Interfase

Interfase sering disebut tahap istirahat. Hal ini tidak tepat, karena dalam tahap ini sel

dalam keadaan aktif melakukan metabolisme, termasuk mempersiapkan diri sebelum

pembelahan. Pada tahap ini, di dalam sel terdapat membrane yang membungkus inti sel.

Kromosom tidak tampak karena kromosom dalam bentuk utas molekul DNA yang halus dan

tidak menggulung sehingga tidak dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya.

Interfase dapat dibagi menjadi 3 tahap, yaitu:

1 ) Fase G1 : Sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru dan terus menerus

melakukan pembelahan organel.

2) Fase S : Dalam sel terjadi proses replikasi DNA sebagai materi genetik yang akan diturunkan.

3) Fase G2 : Sel tumbuh membesar dan menyiapkan segala keperluan untuk pembelahan sel.

b. Fase Pembelahan

Fase ini disebut juga fase mitotik. Pada fase ini terjadi proses pembelahan sel, baik proses

mitosis maupun meiosis. Untuk lebih mengetahui tentang siklus sel. Mari cermati Gambar 4.3. di

bawah ini.

Sumber: Image.google.co.id

2. Pembelahan MitosisMitosis adalah pembelahan inti sel dan sitoplasma yang terjadi melalui tahap/ fase

pembelahan dari satu sel induk menjadi dua sel anakan. Mitosis terjadi pada sel tubuh (somatis)

di mana kromosomnya berpasangan sehingga disebut diploid (2n). Pembelahan secara mitosis

berfungsi untuk memelihara jumlah kromosom, untuk pertumbuhan serta mengganti sel yang

rusak. Pembelahan mitosis terjadi di seluruh tubuh (somastis) pada manusia, kecuali pada sel-sel

penghasil gamet untuk reproduksi seksual. Pada manusia dewasa diperkirakan setiap detiknya

terjadi 25 juta pembelahan mitosis. Pembelahan mitosis pada tumbuhan terjadi pada jaringan

embrional, misal titik tumbuh di ujung akar, ujung batang, lingkaran kambium. Pada organisme

tertentu, pembelahan mitosis dapat menghasilkan organisme baru, yaitu melalui reproduksi

aseksual.  Pembelahan sel tidak terjadi secara terus-menerus, tetapi diselingi dengan periode

tertentu untuk pembesaran dan persiapan. Sebagian besar periode persiapan untuk proses

pembelahan sel adalah untuk pertumbuhan. Periode persiapan ini disebut interfase.

Mitosis dikendalikan oleh gen dalam masing-masing sel. Kerja gen ini dipengaruhi oleh

hormon pertumbuhan dan faktor tumbuh lain, misalnya Mitosis Promoting Factor (MPF) yaitu

suatu enzim protein kinase yang dihasilkan oleh sel onkrogen. Adanya MPF menyebabkan

pertumbuhan sel melebihi sel normal dan dapat menyebabkan kanker.

Tahap pembelahan mitosis, meliputi :

-      Tahap pemisahan kromosom, terdiri dari  profase, metafase, anafase dan telofase.

-      Tahap pembelahan sitoplasma (sitokinensis)

Fase-fase pembelahan mitosis  :

1.        Profase

Membran inti menghilang, nukleus menghilang, kromatin menjadi kromosom, kromosom

menjadi 2 kromatid, terbentuk kutub-kutub pembelahan, dan setiap pasangan kromatid berjalan

menuju bidang equator.

2.       Metafase

Setiap kromoson yang terdiri dari 2 kromatid kromosom tersusun pada bidang pembelahan atau

equator dan kromosom-kromosom tersebut melekat pada benang spindel pada bagian sentromer

(kinetokhor) mengatur diri pada bidang equator.

3.        Anafase

Kromatid membelah bergerak meninggalkan bidang equator dan setiap pembelahan menuju ke

kutub secara berlawanan, benang-benang gelendong berguna sebagai jalur penuntun gerakan

kromatid ke kutub.

4.       Telofase

Kromatid telah mencapai kutub pembelahan, kromatid memanjang atau menjadi benang

kromatin dan letaknya teratur, terbentuknya dinding dan nukleolus, sel membelah dan masing-

masing mempunyai inti, dan terbentuk 2 sel anakan yang sama.

Pembelahan Mitosis

3. Pembelahan MeiosisPembelahan ini terjadi bukan di sel kelamin namun di kelenjar kelamin seperti testes atau

ovarium dimana pembelahan untuk membentuk sel kelamin (n)dari sel tubuh (2n /diploid) , sel

tubuh yang membentuk tidak sembarangan sel tubuh tetapi sel induk kelamin atau induk

sperma /induk ovum yang mempunyai nama latin Spermatogonium /Oogonium kedua induk itu

terus dibentuk namun jelas secara mitosis (2n-2n)

Pembelahan meiosis bertujuan:

1. untuk membentuk sel-sel kelamin.

2. membentuk pengurangan jumlah kromosom (mereduksi)

3. pereduksian bertujuan untuk membentuk hasil zygot dari perteuan dua sel kelamin

yang selalu sama dengan individu yang ada /individu sebelumnya

4. untuk mencapainya Pembelahan meiosis berlangsung melalui dua tahapan

pembelahan, yaitu meiosis 1 dan meiosis 2 secara langsung tanpa penggandaan

lagi karena harus ada reduksi kromosom.

Tahapan pembelahan meiosis I adalah sebagai berikut:

Karena dari sel tubuh yang bisa membentuk sel kelamin maka diawali dengan Fase

dimana sel tumbuh dan berkembang. Merupakan tahap persiapan untuk mengadakan pembelahan

sel. Pada fase ini terjadi peristiwa penggandaan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan.

Akhir dari fase dihasilkan dua salinan DNA dan siap berubah menjadi kromosom

a. ProfaseI

Profase I merupakan tahap terpanjang dibandingkan tahapan meiosis 1 lain

Dibedakan atas: LeZy PaDiDi

1. Leptoten : Fase ini ditandai dengan benang kromatin menebal memendek

berubah menjadi kromosom.

2. Zigoten : Fase ini ditandai dengan kromosom homolog saling berdekatan dan

berpasangan membentuk sinapsis atau bivalen

3. Pakiten : Pada fase ini terjadi penggandaan atau replikasi kromosom, menjadi dua

kromatid dengan sentromer yang masih tetap menyatu atau berlekatan dan belum

membelah, sehingga disebut tetrad.( 2n - 4n)

4. Diploten :  Pada fase ini antar lengan kromosom dapat terjadi kiasma. Kiasma

merupakan tempat terjadinya pindah silang.sehngga terjadi kemungkinan crossing

over ya di fase ini

5. Diakinesis : Fase ini ditandai dengan munculnya benang spindle yang keluar

diantara dua sentriol, yang telah berada di kutub-kutub yang berlawanan. Pada

fase ini nucleolus dan membrane nucleus menghilang, dan tetrad mulai bergerak

menuju budang equator.

Pembelahan pada meiosis II :

Pada meiosis II, tahap-tahap yang terjadi dalam meiosis I terulang kembali. Agar berbeda, tahap-

tahap meosis II dinamakan Profase II, Metafase II, Anafase II, dan Telofase II.

a ) Profase II

Selaput inti dan nukleus dalam sel mulai menghilang dan benang-benang spindel menarik

sentromer kedua kutub yang

berbeda.

b) Metafase II

Kromosom terletak pada bidang equator dan setiap sentromer pada kromosom diikat oleh

benang spindel.

c) Anafase II

Sentromer membelah dan dua kromatid berpisah, kemudian bergerak kearah berlawanan

menuju kutub.

d) Telofase II

Kromosom berkumpul pada kutub yang berbeda, dan membran inti muncul membungkus

kelompok kromosom tersebut. Setelah melewati 2 kali pembelahan, maka dari satu sel akan

dihasilkan 4 sel dengan masing-masing sel mengandung kromosom separuh jumlah sel induknya.

Sumber: Image.google.co.id Reproduksi Sel Secara Meiosis

4. Gametogenesis

Pembelahan sel yang terjadi pada sel kelamin disebut dengan pembelahan meiosis datu

reduksi. Sedang proses pembentukan gamet (sel kelamin) melalui pembelahan meiosis, disebut

gametogenesis. Pembelahan eduksi terjadi pada kelenjar kelamin jantan (testis) dan kelenjar

kelamin betina (ovarium).

Spermatogenesis

Merupakan proses terbentuknya sperma yang terjadi pada kelenjar testis. Dalam testis

terdapat tubulus seminiferus. Pada tubulus ini terdapat dua jaringan (ephitelium dan pengikat).

Pada  jaringan ephitelium terdapat spermatogonia dan sel sertoli yang berfungsi memberi

nutriens pada spermatozoid. Selain itu pada tubulus seminiferus juga terdapat sel Leydig yang

mensekresikan hormon terstoteron yang berperan pada proses spermatogenesis.

Spertmatogenesis di mulai dengan pembelahan spermatogonia secara meiosis menjadi

sel-sel baru yang disebut spermatosit primer. Kemudian sel-sel ini membelah secara meiosis

menjadi dua spermatosit sekunder, yang selanjutnya mengalami pembelahan  meiosis menjadi

empat spermatid yang sama besar. Jasi spermatosit primer mengalami pembelahan meosis I yang

menghasilkan spermatosit sekunder yang sama besar. Selama pembelahan meosis II, kedua

spermatosit sekunder membelah lagi dan menghasilkan empat spermatid yang sama besar oula.

Spermatid berupa sel berbentuk bundar atau bulat dengan sejumlah besar protoplasma dan

merupakan gamet dewasa dengan sejumlah kromosom haploid. Walaupun pembelahan meisosis

telah sempurna, tetapi spermatid harus mengalami proses pertumbuhan dan deferensiasi lebih

lanjut yang sangat komplek untuk menjadi sperma atau spermatozoid yang fungsional.

Urutannya :

Spermatogonia à spermatosit primer à spermatosit sekunder à spermatid à spermatozoa.

Oogenesis

Merupakan proses terbentuknya ovum  pada ovarium. Pada anak bayi wanita terdapat

oosit primer kurang lebih 1 juta . selama masa kanak-kanak oosit orimer mengalami masa

istirahat hingga mencapai usia puber. Usian dewasa oogonesis berlangsung dengan hasil 1

oogonium menjadi 1 ovum (fungsional) dan 3 ootid (tidak fungsional).

Oogonium mengalami pembelahan seara meiosis untuk menghasilkan oogonium 

tambahan yang mempunyai jumlah kromosom haploid. Selanjutnya oogonium tumbuh

berkembang menjadi oosit primer dan pembelahan meiosis I dimuali. Proses selanjutnya adalah

pembentukan tetrad (sinapsis) dan pemisahan kromosom homolog seprti yang terjadi pada

spermatogenesis. Perbedaannya adalah pembagian sitoplasmanya yang tidak sama sehingga

menghasilkan satu sel besar yang disebut oosit sekunder. Oosit sekunder mengandung hampir

semua sitoplasma dan kuning telur, serta satu sel kecil yang disebut badan kutub pertama. Dan

pembelahan  meiosis II, oosit sekunder membelah secara tidak sama dengan dan membentuk

sebuah ootid besar. Ootid mengandung hampir semua kuning telur dan sitoplasma, dan sebuah

badan kutub kecil yang kedua. Pada saat bersamaan, badan  kutub  pertama dapat membelah diri

menjadi dua badan kutub. Selanjutnya ootid mengalami pertubmuhan dan  perkembangan

menjadi telur yang dewasa tau masak dan tidak mengamali pembelahan sel. Kemudian  ketiga

kutub kecil hancur sehingga tiap oosit primer hanya membentuk satu sel telur saja. Pembagian

sitoplasma yang tidak sama menjamin bahwa sel telur yang sudah dewaas atau masak

mempunyai cukup sitoplasma dan kuning telur untuk hidup terus bila dibuahi.

Urutanya :

Oogonium à osit primer à oosit sekunder à ootid à ovum

Pada fertilisasi yaitu pembuahan sel telur oleh sel mani, terjadilah penyatuan-penyatuan

sel-sel yang haploid menjadi zigota yang diploid. Dengan demikian terjalah kombinasi antara

kromosom-kromosom yang berasal dari ibu dan ayah. Dengan demikian seoran ganak akan

mempunyai jumlah kromosom yang sama dengan jumlah kromosom pada ayah dan ibunya,

sedangkan dalam kromosom anaknya terkandung baik sifat-sifat ayah maupun ibunya. Ini

merupakan suatu mekanisme yang penting untuk memperbaiki sifat-sifat individu apabila sifat-

sifat yang baik dari ayah maupun ibunya dapat mengadakan kombinasi. Disinilah letak penting.

II. PROSES SINTESIS PROTEIN

Langkah-langkah proses Sintesis Protein:

Secara garis besar, ADN sebagai bahan genetis mengendalikan sifat individu melalui proses sintesis protein. Ada dua kelompok protein yang dibuat ADN, yaitu protein struktural dan protein katalis. Protein struktural akan membentuk sel, jaringan, dan organ hingga penampakan fisik suatu individu. Inilah yang menyebabkan ciri fisik tiap orang berbeda satu sama lain. Protein katalis akan membentuk enzim dan hormon yang berpengaruh besar terhadap proses metabolisme, dan akhirnya berpengaruh terhadap sifat psikis, emosi, kepribadian, atau kecerdasan seseorang.Proses sintesis protein dapat dibedakan menjadi dua tahap. Tahap pertama adalah transkripsi yaitupencetakan ARNd oleh ADN yang berlangsung di dalam inti sel. ARNd inilah yang akan membawa kode genetik dari ADN. Tahap kedua adalah translasi yaitu penerjemahan kode genetik yang dibawa ARNd oleh ARNt.Sebelum saya jelaskan prosesnya, sebaiknya pahami ini:

- Langkah sintesis protein- Tempat berlangsung- Perancang jenis protein- Pelaksana proses sintesis- Sumber energi- Bahan sintesis protein- Enzim yang diperlukan untuk transkripsi

: Transkripsi dan Translasi: Ribosom: ADN: ARNd, ARNt, dan ARNr: Adenosin Tri Phosphat (ATP): asam amino: ARN polymerase

1. TranskripsiLangkah transkripsi berlangsung sebagai berikut:

1. Sebagian rantai ADN membuka, kemudian disusul oleh pembentukan rantai ARNd. Rantai ADN yang mencetak ARNd disebut rantai sense/template. Pasangan rantai sense yang tidak mencetak ARNd disebut rantai antisense.

2. Pada rantai sense ADN didapati pasangan tiga basa nitrogen (triplet) yang disebut kodogen. Triplet ini akan mencetak triplet pada rantai ARNd yang disebut kodon. Kodon inilah yang disebut kode genetikayang berfungsi mengkodekan jenis asam amino tertentu yang diperlukan dalam sintesis protein. Selanjutnya boleh dikatakan bahwa ARNd atau kodon itulah yang merupakan kode genetika. Lihat daftar kodon dan asam amino yang dikodekannya di bawah ini.

3. Setelah terbentuk, ARNd keluar dari inti sel melalui pori-pori membran inti menuju ke ribosom dalam sitoplasma

2. Translasi

ARNt memiliki triplet yang merupakan pasangan kodon dan disebut antikodon. Setiap ARNt hanya dapat mengikat satu jenis asam amino sesuai yang dikodekan oleh kodon. Jadi dalam translasi terjadi penerjemahan kode genetik yang dibawa ARNd (kodon) oleh ARNt (antikodon) dengan cara ARNt mengikat satu asam amino yang sesuai.

Setelah ARNd keluar dari dalam inti, selanjutnya ia bergabung dengan ribosom dalam sitoplasma. Langkah berikutnya adalah penerjemahan kode genetik (kodon) yang dilakukan oleh ARNt. Caranya, ARNt akan mengikat asam amino tertentu sesuai yang dikodekan oleh kodon, lalu membawa asam amino tersebut dan bergabung dengan ARNd yang telah ada di ribosom. Langkah tersebut dilakukan secara bergantian oleh banyak ARNt yang masing-masing mengikat satu jenis asam amino yang lain.

Mungkinkah ARNt keliru membawakan jenis asam amino sehingga tidak sesuai dengan kodon? Kecuali terjadimutasi, kemungkinan hal ini sangat kecil terjadi. Karena setiap ARNt yang membawa asam amino akan berpasangan tepat sama dengan ARNd membentuk pasangan kodon – antikodon. Dengan cara demikian kecil kemungkinan ARNt ‘salah membawa’ asam amino.

Setelah asam amino dibawa ARNt bergabung dengan ARNd di ribosom, selanjutnya akan terjadi ikatan antar asam amino membentuk polipeptida. Protein akan terbentuk setelah berlangsung proses polimerisasi.