BIOLOGI SEL
(Dra. Sri Rejeki Rahayuningsih Msi)

¨  Pokok Bahasan:  ORGANEL

¨  Sub Pokok Bahasan:

Ø     Membran Plasma

Ø     Sitoplasma

Ø     Retikulum Endoplasma

Ø     Kompleks Golgi

Ø     Lisosom

Ø     Mitokondria

Ø     Plastida

Ø     Mikrobodi

Ø     Mikrotubul

Ø     Silia dan Flagela

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MEMBRAN PLASMA& DINDING SEL

¨  1. PENDAHULUAN

¨  2. KOMPOSISI KIMIA

¨  3. STRUKTUR MEMBRAN PLASMA

¨  4. STRUKTUR KHUSUS M. PLASMA

¨  5. FISIOLOGI MEMBRAN PLASMA

¨  6. SELAPUT EXTRA M. PLASMA

1. PENDAHULUAN

¨  Struktur selnya diselimuti oleh membran plasma (membran sel) yang tersusun dari lemak lapis ganda. Di sela-sela lapisan lemak ini terdapat sejumlah protein integral yang memungkinkan terjadinya lalu lintas molekul-molekul tertentu dari dalam dan ke luar sel.

 

¨  Kebanyakan prokariot juga memiliki dinding sel yang kuat di luar membran plasma untuk melindungi sel dari lisis, terutama ketika sel berada di dalam lingkungan dengan osmolaritas rendah.

 

Pendahuluan.

¨  Permukaan luar protoplasma diselubungi membran hidup,tipis ( 70-100 A˚), elastis, semifrmeabel, trilaminar, lipoprotein

¨  Membatasi protoplasma dari lingk.luar: membran sitoplasma: m. Sel:  plasmalemma: membran plasma

¨  Membran plasma terletak antara dinding seldan sitoplasma ( bakteri& dinding sel tumbuhan)

¨  Pada hewan: mrp membran paling luar

¨  W. Pfeffer (1890)- m. Plasma tidak dapat dibedakan dg sitoplasma (mikroskop cahaya)

¨  Dg mikroteknik- m.plasma dpt diisolasi dan dilihat dengan mikroskop elektron( ex: Eritrosit, sel hati, sel otot, Amoeba, sel telur, Bakteri dll.

 

2. Komposisi kimia Membran plasma

¨  Terdiri: Protein, Lipid (20-79 %)-& Oligosakarida

¨  1-5% oligosakarida terikat lipid- glikolipid

¨  Protein – glikoprotein

¨  Ratio lipid-protein pada membran sel berbeda-beda ex: Mielin – jumlah lipid predominan 

 

 

a. Fraksi lipid

¨  Ada  20-70% lipid terdiri dari :   fosfolipid, kolesterol dan  galaktolipid.

¨   Pada membran sel yang berbeda, akan berbeda proporsinya

¨  Ex. Fosfolipid netral: fosfatidilkolin, fosfatidil etanol amin, spingomielin ( tidak bermuatan, pada pH netral, terikat kuat pada bilayer)

¨  Ex. Fosfolipid asam (5-20%)  : f. Inositol, f. Serin, kardiopilin, f. Gliserol, sulpolipid ( bermuatan -, terikat dg protein mll ik. Lipid- protein

¨  Lipid tdr dr: kepala (gliserol, hidrofil) dan ekor ( as. Lemak, hidropob)

¨  Sel yang berbeda komposisi asam lemaknya beda ex: Eritrosit ( as stearat, oleat, linoleat & as archidonat)

 

 

b. Fraksi Karbohidrat

¨   Bell (1962)- karbohidrat m plasma: hexosa, hexosamin, fukosa, as sialat ( eritrosit & sel liver) terikat protein

¨  As. sialat terikat dg protein (N-asetil galaktosamin) pada perm. Luar membran- sensitif thd Neuraminidase

¨  As. Sialat (sedikit) terdapat dalam bentuk Gangliosida pada membran plasma sel liver ( glikolipid)

c. Fraksi Protein

¨  Mrp kandungan utama membran plasma shg tdp dlm jml yang signifikan

¨  Berperan: protein struktural, channel& karier ion, transport elektron& mineral, ligan pengenalan, enzim& antigen dan sbg molekul reseptor

¨  i). Protein struktural:     Ekstrinsik ( peripheral)  

¨                                   intrinsik ( integral)

Protein peripheral (ekstrinsik)

¨  Terdapat pada perm. Membran

¨  Dapat diurai dg treatmen lunak

¨  larut dalam air dan bebas lemak à ex: spektrin (eritrosit),  ATP-ase dan sitokrom ( mitokondria), asetilkolin esterase (m elektroplax)

¨  Spektrin mrp 30% protein membran tdr 2 polipeptida dg BM 255.000 & 220.000, ATP-ase mitokondria (BM 70.000 )

Protein Integral ( Intrinsik)

¨  >70% protein membran, tdp pd lipid bilayer

¨  Tdk larut dlm air & perlu detergen (agar selalu dlm bentuk non-agresasi)

¨  Terikat fosfolipid ( lipoprotein- proteolipid)

¨  Terikat oligosakarida- glikoprotein. Ex: Rhodopsin, sitokrom oxidase

¨  Kebanyakan protein integral membran plasma bersifat hdrofob (proteolipid), ttp dpt larut dalam pelarut organik & terikat kuat dg lipid      

Protein integral (lanjutan)

¨  Glikoprotein: BM 55.000 ( 60%  brp karbohidrat)

¨  Protein intrinsik eritrosit ( BM 95.000)

¨  Bentuk Globular, kasar, berh. dg fermeabilitas Anion

¨  Dg lithium diodisalisat atau fenol ( glikoprotein integral(glikoporin)- dilepas dari eritrosit

¨  Ujung COOH (hidrofob), ujung NH2 (hidrofil)

ii. Protein Enzim membran plasma

¨  Chambers&Chambers(1961)    pd sel yg terlibat transport aktif   tdp enzim pd perm. Sel    protein struktur     protein enzim

¨  ± 30 enzim diisolasi dari membran plasma ex: 5- nukleosidase, Adenilsiklase,  Alkalin fosfatase, asam fosfomonoesterase, RNAse, dll.

¨  Bbrp enzim tdp pd tempat khusus: alkalin fosfatase, ATPase, disakaridase

¨  Membran plasma Eukariot tdp enzim   rantai respirasi dan aktivitas glikolisis

¨  Enzim Na+_K+ aktivasi_Mg+ATPase     mrp suatu enzim yg sangat penting     peran transver ion mll membran plasma. Enzim tgt mol. Lipid   menjadi tidak aktif bila lipid diekstraksi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Struktur Membran plasma

¨  Gorter&Grendel (1925)    Lipid sel eritrosit punya 2 lapis mol lipid, dg sisi hidrofob berhadapan lurus satu dg lain     Teori lipid bilayer 

¨  Ada 3 teori :

¨  a.  Teori Lamelar ( Danielli&Davson, 1970)

¨  b.  Teori Micelar( Heller&Hoffman, 1957)

¨  C.Teori Fluid Mosaik (1970) à  yang digunakan sampai sekarang

 

 

 

4. Struktur khusus Membran plasma

¨  Permukaan sel tertentu melakukan aktivitas fisiologis seperti:Sekresi,Transfortasi dll.,shg mengalami modifikasi membran plasma

¨  a. Evaginasi membran plasma ( mikrofili pada epithel usus)

¨  B. Invaginasi ( Septa pada sel yg yg transfort aktif) misal: ginjal)

¨  Struktur  khusus untuk pengenalan ( desmosoma, Hemidesmosom, desmosom septat, Zonula adheren, Interdigitasi, tight junction (zonula occludus), dan gap junction (nexus)

 

5.Fisiologi Membran plasma

¨  M. Plasma berperan penting sbg pembatas tipis yang memisahkan internal dan eksternal. Sehingga tdp fungsi fisiologis sbg:

¨  a. Permeabilitas : Impermeabilitas, Semipermeabel, Permeabel selektif dan,dialising

¨  b. Osmosis: Eksosmosis, Endosomosis

¨  c.  Difusi (transfort pasif)

¨  d. Transport aktif

¨  e. Transport aktif melalui porus

¨  f.  Sistem Permease

¨  g. Endositosis : pinakositosis , pagositosis ( ultra pagositosis dan kromopeksi) dan eksositosis : Emeiositosis/cell vomiting

 

 

 

6. Selaput ekstra membran plasma

A. Pada sel hewan

   - Struktur :  membran basal, lamina basal, “ boundary layer”, glykoprotein mantle, lamina eksterna, glikokalik  

 

   - Bennet(1963): glikokalik mrp glikoprotein & polisakarida yg menutup seluruh perm. sel, mempunyai rantai samping oligosakarida pd glikolipid & glikoprotein    terbuka kearah perm. luar membran

 

   - Pd gb. 6.3: membran plasma & Cell coat punya muatan (-) pd ujung asam,  glikoprotein dan gangliosida mengikat ca2+ dan Na+

 

   - Biosintesis glikoprotein: glikokalik tjd pd ribosom RE yg mengalami glikosilasi di AG shg terbentuk cellcoat sbg produk sekretoris

   - Fungsi glikokalik : sbg molekul recognition, filteration, maintenance of the microenvironment of the cell & antigenicity

 

  

6. Selaput ekstra membran plasma

¨ B. Pada sel bakteri (Dinding sel)

   Ciri2 :

 -  gram (+) lebih tebal ( 150-200Aº)dr gram (-) :  75- 120 Aº

 -  lebih kompleks dr tumbuhan,  yi.  makromolekul  mukokomplek ( 2 gula sederhana: As. N-asetilglukosamin & N-asetil muramat dengan 3-4 as. amino: as. Glutamat, alanin, glisin, lisin) terikat dg ik.glikosida

 -  gram (+) = as. Teikoat dan mukokomplek

 -  gram (-) = tdkada as. Teikoat dan sedikit mukokompleks, tdp lipid (20-30%),protein dan polisakarida

 - dg ME = gram (-) terdapat beberapa lapis dinding sel ( Escherichia coli, lap. Paling luar mrp kompleks lipoprotein polisakarida yang berfungsi sebagai proteksi , mekanis dan bentuk bakteri

 

6. Selaput ekstra membran plasma

¨  C.  Pada sel tumbuhan (Dinding sel)

 - Mrp pelindung paling luar ( seluas membran plasma bersifat kaku, memberi bentuk sel shg menentukan bentuk sel tumbuhan. Ex: parenkim, kolenkim dst.

 - Struktur: tersusun dr selulosa (utama),hemiselulosa, pektin, lignin, kutin ( sendiri atau bersama selulosa), tdp juga mineral Ca & Mg

 - Selulosa : ±3000 glukosa (rantai panjang), dimana sekumpulan selulosa (±100 mol) bersatu membentuk misel, mikofibril( 20 misel) tersusun paralel membentuk makrofibril dan terbentuk dinding sel 

 

Dinding sel tumbuhan

 - hemiselulosa : tdr dr monosakarida( arabinosa, xilosa, manosa, galaktosa, kadang2tdp pd makrofibril selulosa

 - pektin : asam glukoronat, asam galakturonat

 - lignin : koniferil alkohol

 - kutin: asam lemak

 - kitin : polimer glukosamin

¨ Dinding sel tumbuhan: Primer, Sekunder dan tersier

a. Dindng Sel Primer :

-           lap. Paling luar, dibentuk pada waktu meristematis, tipis, fermeabel, penyusun utama : selulosa (bisa dg yg lain). Pd tmb tertentu, tdp lignin dan suberin pd epidermis daun & batang. Bila ada kutin& lilin (mjd impermiabel). Pd yeast& fungi: tdr dr kitin   

 

Dinding sel tumbuhan

¨  b.  Dinding Sel Sekunder:

 - terbentuk setelah dinding sel primer, tebal, permeabel,  terletak antara membran plasma dan dinding sel tersier

 - tersusun dari 3 lapisan konsentris, tdr dari makrofibril selulosa, kadang2 tdp lignin ( interfibril)

q  c.  Dinding sel tersier

 - pada tmb tertentu tdp dinding sel tersier yg beda dg dinding sel primer dan sekunder ( ditandai dg adanya xilan selain selulosa)

q  d.  Lamela tengah

 - sebagai pengisi matriks interselular, tersusun dari : pektin, lignin dan protein

 

Ultrastruktur dinding sel

¨  Dg ME terlihat ada 2 bagian utama:

¤ a. mikrofibril selulosa ( tanpa hemiselulosa ) dan pektin

¤ b. Matriks tempat mikrofibril berada

¨  Pada dinding sel primer, mikrofibril tersebar

¨  Pada dinding sel sekunder, mikrofibril lebih tebal tersusun paralel dan lebih padat

¨   Plasmodesmata: juluran sitoplasma, mrp jembatan antara 2 sel bertetangga, shg tdp hub.sitoplasma berperan untuk sirkulasi interselular (nutrisi, gas,ion dan substansi lain)

Asal pembentukan dinding sel

¨  Retikulum endoplasma dan Aparat Golgi, mikrotubul dll. Berperan dlm pembentukan dinding sel, yg mrp produk dr sitoplasma. Terbentuk segera setelah pembelahan sel

¨ Proses:

¤ Pragmoplas( vesikula kecil dibentuk RE ),masih dalam bentuk pragmosom bergerak ke bidang equator (fusi) membentuk lempeng sel , kemudian ditambahkan sekret AG  & mikrotubul ( membentuk membran lempeng sel) pertamakali lamela tengah (pektin) tdp pd pusat lempeng, selanjutnya ditambahkan fibril pd kedua sisi, terbentuk dinding sel primer pada 2 sel anakan. Dibentuk membran plasma di bagian luar , setelah ditambahkan selulosa,hemiselulosa, pektin pada dinding sel primer maka terbentuk dinding sel sekunder

Pertumbuhan dinding sel

¨  Pada Alga,  pertumbuhan ditandai dg peluruhan bagian luar dan penambahan bagian dalam dgmateri baru

¨  Pada tumbuhan tk. tinggi,  fibril mengalami reorientasi dan pemanjangan,  pgperm.dalam dibentuk fibril baru dg orientasi dan arah yg sama ( pertumbuhan sel tumbuhan diatur oleh hormon auxin)

¨  Lignifikasi :  struktur dinding sel stabil dg adanya lignin pada matriks sel.  Proses ini diperlukan pd tumbuhan transisi dr perairanke daratan (evolusi)

¨  Fungsi dinding sel :   untuk kekuatan mekanis, sebagai rangka   ( pada hewan = skeleton) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Artikel terkait :