MOLEKUL-MOLEKUL SISTEM HIDUP
16 Oktober 2017
SEL
Satuan kehidupan terkecil yang menyusun tubuh mahluk hidup
Tempat terselenggaranya fungsi kehidupan Sel
Jaringan
Organ
Organisme
SEJARAH PENEMUAN SELAntoni Van Leeuwenhoek (1632-1723) membuat dan menggunakan mikroskop, menyebut sel sebagai
satuan kehidupan orang yang pertama kali melihat sel tunggal (bakteri, protozoa,
yeast, algae, kecuali virus) dan mengamati darah, cairan mani, feses, dan email gigi
SEJARAH PENEMUAN SELRobert Hooke (1635-1703) melihat rongga kosong pada sayatan jaringan gabus tumbuhan
kemudian dinamakan cellula yang berarti rongga/ruangan (asal kata sel)
SEJARAH PENEMUAN SEL
Schleiden (1840-1891) & Schwann (1810-1882)Teori sel: semua makhluk hidup terdiri dari sel-sel, sel = unit struktural dari semua makhluk hidup
Robert Brown (1813), menemukan nukleus dan menyatakan bahwa nukleus merupakan bagian yang penting dari sel
Felix Dujardin (1835), menyatakan bahwa bagian yang penting adalah cairan sel
Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869), menemukan bahwa cairan sel adalah protoplasma
Max Schultze (1825-1874), menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan dan sel merupakan unit fungsional dari kehidupan
Rudolf Virchow (1858), menyatakan “omne cellula ex cellulae”, artinya sel berasal dari sel sebelumnya
KARAKTERISTIK SELSel Sangat Kompleks Dan Terorganisasi Kompleksitas sel dapat dilihat dari keteraturan dan konsistensi
sel, dimana organel-organel sel mempunyai struktur sendiri-sendiri dan terdapat interaksi antar organel sel tsb
Dapat dilihat pada proses sintesis protein, proses pembentukan energi kimia, pembentukan membran sel pada proses tsb terdapat kerjasama antar organel sel dan prosesnya sangat terorganisir
Sel Mempunyai Program Genetik Organisme dibangun berdasarkan informasi yang dikode
dalam gen-gen Gen bukanlah sekedar tempat menyimpan informasi tetapi
juga mengandung blueprint (cetakan) untuk membentuk struktur sel dan mengatur aktivitas sel
KARAKTERISTIK SELSel Membentuk Dan Menggunakan Energi Perkembangan dan pemeliharaan sel membutuhkan masukan
energi yang konstan Energi cahaya diserap oleh pigmen fotosintetik yang terdapat
pada sel, kemudian cahaya tersebut akan dikonversi menjadi energi kimia
Pada hewan energi telah dikemas berupa glukosa, pada manusia glukosa dilepaskan oleh hati ke aliran darah
Sel Mampu Menghasilkan Berbagai Macam Reaksi Kimia Reaksi kimia yang terjadi di dalam sel disebut metabolisme.
Sel Mampu Melakukan Aktivitas Mekanik Sel adalah tempat aktivitas mekanik, di mana bahan atau
molekul diangkut dari satu tempat ke tempat lain, baik di dalam sel atau antar sel
KARAKTERISTIK SELSel Mampu Merespon Stimulus Pada sel protista misalnya bakteri mampu bergerak ke arah
sumber nutrisi Pada organisme multiseluler umumnya respon stimuli
ditangkap oleh reseptor yang akan berinteraksi dengan substanti yang terdapat dalam lingkungan
Sel Mampu Mengatur Diri Kebutuhan akan energi, pemeliharaan dan keadaan sel yang
stabil membutuhkan pengaturan yang konstan sel mempunyai kemampuan mengatur diri yang sangat baik
Sel Mampu Membelah Diri Sel dihasilkan melalui proses pembelahan sel di mana satu sel
induk akan menghasilkan dua sel anak sifat-sifat yang dimiliki induk akan diwariskan ke keturunannya
MAKHLUK HIDUP
BANYAK SEL (MULTISELULER)
BERSEL SATU/TUNGGAL (UNISELULER/MONOSELU
LER)
BERDASARKAN JUMLAH SEL
BAKTERI, YEAST, PROTISTA
TUMBUHAN, HEWAN, MANUSIA,DLL
SEL BERDASARKAN MEMBRAN INTI
SEL PROKARIOTIK (TIDAK MEMILIKI MEMBRAN INTI)
SEL EUKARIOTIK (MEMILIKI MEMBRAN
INTI)
BAKTERI, MONERATUMBUHAN, HEWAN,
JAMUR, PROTISTA
SEL PROKARIOT DAN SEL EUKARIOT
Jenis sel, ada 2 yaitu:
1. Sel Prokariota (Pro : ‘sebelum’) + (karyon : kernel/nukleus) Sel yang “tidak mempunyai nukleus” materi genetik ada pada daerah nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah ini dari bagian sel lainnya
2. Sel Eukariota (Eu: “sebenarnya”) + (karyon) Sel yang mempunyai inti/nukleus sebenarnya, dibungkus oleh membran nukleus
PERBANDINGAN ANTARA PROKARIOT DAN EUKARIOTPROKARIOT EUKARIOT
Ukuran1-10 µm 10-100 µm
Bentuk Organisasibersel satu bersel satu / bersel banyak
DNAkecil, sirkular, tidak ada intron besar, dalam inti sel, ada intron
RNA: sintesis dan pematanganmudah, dalam sitoplasma rumit, dalam inti sel
Protein: sintesis dan pematangansederhana, terangkai dengan sintesis
RNArumit, dalam sitoplasma dan RE
berintiMetabolisme
anaerobik/aerobiksangat mampu menyesuaikan diri
kebanyakan aerob
Endositosis dan eksositosistidak ya
STRUKTUR SELa b
c
Diagram: a. Sel bakteri, umumnya Ukuran: 1 – 10 um Paling kecil: mikoplasma (0,1 – 1 um)b. Sel tumbuhanc. Sel hewan Ukuran sel hewan & tumbuhan: 10 – 100 um
MOLEKUL-MOLEKUL PENYUSUN SEL
Karbohidrat Protein Air Lipid Asam Nukleat
KOMPONEN SEL DAN SITOPLASMAKomponen Sel Bakteri Komponen utama sel: air (70%) Komponen lainnya: makromolekul (17% protein, 8% RNA, 1% DNA, 1%
gula, 1% lipid, 0,4% nukleotida, 0,4% asam amino), molekul organik kecil (0,2%), dan ion anorganik (1%)
Diantara makromolekul, protein mempunyai bagian yang terbesar: kira-kira 55% berat kering sel
Volume satu sel E. coli kira-kira sebesar 0,88 µm3 : 1/6 bagian berupa membran dan DNA (nukleoid), sitoplasma (di dalamnya ada ±250.000 molekul protein)
Di dalam sel eukariot, diduga jumlah molekul protein mencapai beberapa milyar
Kerja Biokimia dari Sitoplasma Sitoplasma adalah ruang reaksi pusat sel Di dalamnya berlangsung sebagian besar jalur metabolisme
penghancuran bahan makanan dan pembentukan komponen-komponen sel, termasuk glikolisis, jalur heksosa monofosfat, glukoneogenesis, pembentukan asam lemak, biosintesis protein, dll.
STRUKTUR SEL BAKTERI
Nukleoid merupakan daerah spesifik yang mengandung molekul DNA sirkular
dengan panjang ±1 nm merupakan pusat informasi genetik dan menempel pada membran
plasmaRibosom tempat terjadinya sintesis proteinSitoplasma larutan semicair yang dikelilingi membran plasma; berisi nukleoid
dan ribosom Membran Plasma lapisan yang mengelilingi sitoplasma dan mengatur keluar masuknya
molekul Dinding Sel tersusun dari polisakarida, lipid, dan protein kandungan polisakarida menyebabkan dinding sel bersifat kaku dinding sel berfungsi untuk memberikan bentuk yang konstan pada
sel.
Kapsul merupakan lapisan pelindung yang terbuat dari polisakarida yang
berada di bagian luar dinding selFlagella biasanya dimiliki oleh bakteri yang bersifat motil flagella terbuat dari protein, dengan diameter 20 nm dan panjang 1-
70 nm fungsi utama flagella yaitu untuk pergerakan bakteriFimbriae terbuat dari protein, dengan ukuran kecil dan bentuk seperti rambut
yang keluar dari permukaan sel tidak memiliki peran dalam pergerakan bakteri, akan tetapi fimbriae
membantu bakteri untuk melekat pada permukaan selPili Seks terbuat dari protein, dengan struktur tubular yang rapat biasanya digunakan bakteri untuk melewatkan DNA dari satu sel ke
sel lainnya.
STRUKTUR SEL HEWAN
STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Membran Plasma (Membran Sel) tersusun atas protein dan lipid
(fosfolipid), membran fosfolipid berupa bilayer dengan bagian ekor (non polar) yang bersifat hidrofobik menghadap ke dalam dan bagian kepala (polar) yang bersifat hidrofilik menghadap ke luar.
fungsinya: (1) memisahkan isi sel dengan lingkungan luar; (2) mengatur pertukaran zat antar sel dengan lingkungan; (3) melakukan seleksi terhadap zat yang boleh keluar dan masuk dari dalam atau luar sel (selektif permeable); (4) sebagai reseptor untuk mengenali stimuli dari luar (misal, hormon)
Sitoplasma terdiri dari medium semicair yang disebut sitosol berfungsi sebagai tempat berlangsungnya metabolisme sel organel sel terdapat di dalam sitoplasma jumlah organel sel eukariotik yang ada di dalam sitoplasma jauh lebih
banyak dibandingkan organel sel prokariotikRibosom merupakan butiran kecil nukleoprotein (±25 nm) terdapat pada sel prokariotik maupun sel eukariotik ribosom terdiri dari dua subunit, satu besar dan satu kecil, tiap
subunit memiliki campuran protein dan rRNA merupakan tempat terjadinya sintesis protein menerima mRNA dari
nukleus, dimana mRNA akan mengkode urutan asam amino pada polipeptida
pada sel eukariotik, ribosom tersebar bebas di sitoplasma. Selain itu, organel ini terletak pada permukaan mitokondria atau kloroplas, ada pula yang melekat di retikulum endoplasma (sehingga menjadikan retikulum endoplasma tersebut dinamakan retikulum endoplasma kasar)
Nukleus merupakan organel paling besar dan mencolok pada sel eukariotik,
dengan diameter lebar 10 µm dan panjang 20 µm fungsi utama dari nukleus: (1) menyimpan informasi genetik berupa
DNA; (2) mengendalikan metabolisme sel; (3) melakukan sintesis protein yang dikode dalam bentuk DNA; (4) mengendalikan pembelahan sel; (5) mensintesis RNA dan ribosom
a. Membran intiMembran inti terdiri atas :1. Membran dalam, yang berisi protein spesifik yang mengikat
kromatin dan lamina inti (filamen yang memperkuat struktur inti)2. Membran luar, yang berlanjut atau berhubungan dengan
membran organel lain yaitu retikulum endoplasma
b. NukleolusStruktur di dalam nukleus, tempat dimana RNA ribosomal (rRNA)
ditanskripsi dan subunit ribosom terbentuk
Retikulum Endoplasma (RE) merupakan bangunan yang berbentuk ruangan-ruangan berdinding
membran dan saling berhubungan membentuk anyaman a. Retikulum Endoplasma Halus
- tidak ditempeli ribosom pada permukaan sitoplasmiknya- di dalam sitoplasma, retikulum endoplasma halus terlihat
berupa pembuluh (tubulus) atau gelembung (vesikuler) yang tak teratur
- retikulum endoplasma halus berperan pada proses metabolisme, termasuk
sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, sebagai penawar obat dan racun.b. Retikulum Endoplasma Kasar
- tampak kasar karena ditempeli oleh ribosom pada permukaan sitoplasmik
- retikulum endoplasma kasar tampak berupa saluran panjang berjajar
melengkung teratur, di dalam sitoplasma- retikulum endoplasma kasar berfungsi melakukan sintesis
protein dan modifikasi protein
Mitokondria tersusun dari dua membran yaitu membran
luar yang halus dan membran dalam yang berlekuk-lekuk (disebut krista) (Gambar 1.8)
memiliki panjang sekitar 1-10 µm pada sel yang aktif bermetabolisme terdapat
≥1000 mitokondria berperan penting dalam respirasi seluler
untuk menghasilkan energi matriks: cairan yang mengisi ruangan di
dalam mitokondria yang banyak mengandung enzim-enzim respirasi, DNA, ribosom, dan sub-unit membran dalam berupa butiran-butiran molekul ATPase yang berperan dalam menghasilkan ATP.
mitokondria mengandung berbagai komponen yang dibutuhkan untuk melakukan replikasi DNA, transkripsi, dan sintesis protein sehingga organel ini mampu bereproduksi sendiri tanpa tergantung pada DNA nukleus
Aparatus Golgi merupakan organel yang terdapat dalam sitoplasma dengan letak,
ukuran dan jumlah yang berbeda-beda antara sel yang satu dengan lainnya
terdiri dari kantung membran pipih yang berkelok-kelok fungsi dari aparatus golgi: (1) memodifikasi protein dengan
menambahkan oligosakarida (Glikosilasi); (2) menerima lipid dan protein dari retikulum endoplasma dan mengirimkannya ke berbagai tujuan; (3) membentuk lisosom
Lisosom lisosom berasal dari kata lysis (mencerna) dan soma (badan) lisosom diproduksi oleh aparatus golgi mengandung ±50 enzim hidrolitik sehingga dapat menghidrolisis
lemak, protein, asam nukleat, dan polisakarida
Peroksisom peroksisom berasal dari kata peroksida dan soma (badan yang
berfungsi untuk peroksidasi) peroksisom banyak ditemukan pada sel hepar yang akan
bermetabolisme fungsi utama: (1) menghasilkan enzim oksidatif untuk membentuk
H2O2 untuk merombak lemak; (2) menghasilkan enzim katalase untuk mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2
Sitoskeleton merupakan jaringan protein filamen dan tubulus yang saling
terhubung, yang memanjang dari nukleus menuju membran plasma pada sel eukariotik
berfungsi mempertahankan bentuk sel dan memungkinkan sel dan organel untuk bergerak
sitoskeleton berisi mikrotubulus, filamen intermediet, dan filamen aktin.
Dinding Sel semua tumbuhan memiliki dinding sel dinding sel primer berisi serat selulosa
dan non selulosa, dan ini memungkinkan dinding untuk meregang ketika sel sedang bertumbuh
beberapa sel pada tanaman kayu memiliki dinding sel sekunder yang terbentuk di dalam dinding sel primer
dinding sel sekunder mengandung serat selulosa yang cukup banyak dan lignin, yaitu substansi yang memberikan kekuatan pada tumbuhan
Kloroplas merupakan organel sel tumbuhan yang
cukup besar, yaitu dua kali lebih lebar dan lima kali lebih panjang dari mitokondria
kloroplas memiliki tiga sistem membran kloroplas dibatasi oleh membran ganda,
yaitu membran luar dan membran dalam, bagian dalam yang luas disebut dengan stroma, berisikan campuran enzim dan tilakoid (kantung yang terbentuk dari membran ketiga, yaitu membran tilakoid; tumpukan tilakoid disebut dengan granum)
kloroplas memiliki DNA-nya sendiri organel ini berperan untuk menangkap
energi matahari untuk selanjutnya dilakukan fotosintesis, menghasilkan karbohidrat
Sentriol hanya ditemui pada sel hewan terletak di dekat inti, sepasang, berbentuk silinder, dan memiliki
rangka mikrotubul yang bersusun secara radial berfungsi untuk: (1) membentuk serat gelendong serta untuk
orientasi pembelahan sel; (2) membentuk rangka organel gerak serta mengontrol pergerakannya; (3) Membentuk rangka sel. mikrotubul, dan mikrofilamen.
Bakteri Hewan TumbuhanDinding sel Ada Tidak ada AdaMembran plasma Ada Ada AdaNukleus Tidak ada Ada AdaNukleolus Tidak ada Ada AdaRibosom Ada Ada AdaRetikulum endoplasma
Tidak ada Ada Ada
Aparatus golgi Tidak ada Ada AdaLisosom Tidak ada Ada Tidak adaMitokondria Tidak ada Ada AdaKloroplas Tidak ada Tidak ada AdaSitoskeleton Tidak ada Ada AdaSentriol Tidak ada Ada Tidak ada
PERBANDINGAN SEL BAKTERI, HEWAN, DAN TUMBUHAN
TERIMA KASIH