STRUKTUR SEL II (organel sel, sitoskeleton dan pertautan sel)

1. STRUKTUR SEL II (organel sel, sitoskeleton dan pertautan sel) Sri Lestari Utami, S.Si., MKes.

2. NUKLEUS • Terdiri : membran nukleus, nukleoplasma, nukleolus & butir-butir kromatin yang mengandung ADN • Merupakan pusat pengontrolan sel , bersifat autonom, terdapat bahan-bahan genetis dan nukleolus • Fungsi : transkripsi, replikasi, sintesis ribosom dan RNA, RNA splicing dan sebagai pusat komunikasi untuk bertukar informasi dengan sitosol

5. Anatomi nukleus. Nukleoplasma mengandung kromatin (yang ter-susun atas DNA dan protein) dan setidaknya satu nuleolus (tempat rRNA dihasilkan). Nukleoplasma merupakan medium setengah cair yang dikelilingi oleh selubung nukleus.

6. RIBOSOM • Merupakan organel yang tidak bermembran • Tersusun : RNA & protein. • Fungsi : sintesis protein pada translasi • Terdapat : individu atau kelompok (polisom) dengan melekat pada RER atau bebas dalam sitosol : • → polisom pada RER berfungsi sintesis protein yang eksositosis atau yang ke lisosom • → polisom bebas berfungsi sintesis protein intraseluler • Protein (80 S) : • → sub unit besar (60 S) : 26 S ; 5 S & 5,8 S rRNA • → sub unit kecil (40 S) : 18 S RNA • Disintesis dalam nukleolus

7. Ribosom

9. RETIKULUM ENDOPLASMA • Merupakan sistem sitomembran sisterna kontinu dari inti → ke membran sel • Terdiri : SER & RER • Fungsi : • → SER : detoksifikasi & sintesis lipid (termasuk steroid) : fosfolipid dan kolesterol (penting untuk pergantian biomembran) → transportnya dengan vesikel transport atau protein pentransfer fosfolipid • → RER : sintesis protein seperti antibodi • Bermembran → sistem tertutup & terpisah dari sitosol → sisterna & lumen • Protein dari polisom pada RER : protein transmembran atau exportable protein → masuk ke ruang-ruang sisterna hingga tujuan akhir • Protein dari ribosom bebas → tetap di sitosol atau ke bagian-bagian lain atau mitokhondria atau nukleus

12. Badan Golgi/Golgi body/Apparatus Golgi • Fungsi : pernyortiran sel, modifikasi post translasi (termasuk glikosilasi & sulfasi), penyusunan proteoglikans → vesikel-vesikel Golgi → membran sel apikal atau basolateral dari RER → melalui jalur sekretori atau jalur penyimpanan lisosomal • Glikoprotein & glikolipid → produk utama penyortiran badan Golgi pada jalur yang berbeda • Terdiri : jaringan, permukaan atau sisterna. Tempat masuk : jaringan CGN (melalui vesikel transfer yang diselubungi protein koatomer yang menguncup dari RER & tempat utama fosforilasi oligosakarida) →Golgi stacks : (cis, medial & trans) sisterna → tempat keluar : jaringan TGN • Mempunyai polaritas struktural & fungsional berbeda → sifat selalu berubah dan tidak statis • Menurut Leeson, Leeson & Paparo : 3 komponen bermembran pada badan Golgi sisterna/sakulus, vesikel kecil & vakuola lebih besar serta terdapat hubungan diantara ketiganya, ≠ ribosom. • Disebut diktiosom pada tumbuhan → bahan kedap elektron

14. Pembagian daerah-daerah fungsional Golgi. CGN, TGN dan sisterna Golgi (cis, medial dan trans) mengandung enzim-enzim yang terlibat pada fungsi Golgi yang spesifik. Arah transport adalah dari RER  CGN  cis sisterna  medial sisterna  trans sisternae  TGN. Protein RER mengandung signal KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) yang dihasilkan saat kembali ke RER.

15. LISOSOM • Sebagai sistem pencerna intraseluler karena adanya enzim asam hidrolase → degradasi makromolekul dengan memeli-hara pH lingkungan melalui pompa H+ • Ketiadaan enzim yang sangat spesifik ini → penumpukan substrat yang harus dicerna → penyakit penyimpanan lisosomal → tidak ada signal untuk enzim lisosom masuk jalur sekretori, seperti penyakit Tay-Sachs → akumulasi glikolipid pada neuron terurama CNS • Berperan pada jalur endositik → endositosis, autofagi & fagositosis dengan vesikel-vesikel : endosom, autosom & fagosom • Bentuk bermacam-macam dan terdapat pada semua sel kecuali eritrosit • Terbagi : lisosom primer & lisosom sekunder • Dapat dilepaskan dengan eksositosis, terdapat krinofagi & berperan pada mekanisme pertahanan diri

17. VESIKEL SEKRETORI & VAKUOLA • Merupakan tempat penyimpanan & pengkonsentrasian produk-produk sekretori serta sebagai tempat proteolitik beberapa protein • Vesikel sekretori menguncup dari TGN diselubungi protein cla-thrin  endosom. Terdapat penyatuan & pengaitan atau pele-pasan membran vesikel dengan membran plasma melalui eksositosis dan endositosis yang saling menyeimbangkan • Karp → vakuola sebagai penyebutan vesikel sekretori secara umum. Leeson, Leeson & Paparo → pembedaan vesikel & vakuola berdasarkan diameternya. • Tetapi vakuola selalu terdapat pada tumbuhan → rongga sangat besar, bermembran (tonoplast), 5%-95% dari volume seluler, mengandung air dan lain-lain, berfungsi : pencernaan intraseluler & mengisi ruang sel ; memberi bentuk pada sel-sel tumbuhan seperti daun ; memberi warna pada bunga ; proteksi dengan racun atau alat gerak karena kandungan air, seperti Euglena

18. Pada mikrograf elektron dari irisan tipis suatu sel tumbuhan akan menunjukkan vakuola yang berisi air, yang dihasilkan oleh membesarnya sisterna diantara pasangan-pasangan membran retikulum endoplasma.

19. MITOKHONDRIA • Fungsi : respirasi sel → menghasilkan ATP melalui terbentuk-nya gradien elektrokimia transmembran dari proton (H+) • Mempunyai 2 membran (membran dalam & luar) dan intermembrane space serta matriks dan krista • Membran luar → porin VDAD : saluran molekul < 10 kDa • Membran dalam → rantai respirasi, sintesis ATP dan transport protein & kardiolipin (sifat impermeabel molekul kecil) • Matriks → enzim-enzim pada citric cycle, ADN mitokhondria & ribosom • Intermembran space → enzim pada fosforilasi nukleotida ATP • Dengan bentuk, besar, jumlah & letak bervariasi untuk tiap sel • >>> mitokhondria → yang tinggi aktivitas metaboliknya : sel parietal lambung • < mitokhondria → limfosit • Simbiosis dari sel purba → ADN sirkuler → semi autonom • Termasuk organel yang bukan merupakan turunan dari retikulum endoplasma selain plastida

22. BADAN MIKRO • Peroksisom sebagai organel bermembran tunggal → hampir semua jenis sel → enzim katalase & oksidase (seperti oksidase urat) → menguraikan atau membentuk H2O2 yang sangat reaktif dan toksik terhadap sel • H2O2 H2O + O2 sebagai reaksi oksidasi • Fungsi lain : penghasil energi (% kecil), pemecahan asam lemak, sintesis metabolit (seperti asam amino & gula fosfat) • Dibentuk dalam RER • Pada tumbuhan → glioksisom seperti pada biji-bijian dan daun → berperan pada siklus glioksilat dan oksidasi  dalam suplai karbohidrat dari lemak

23. Mikrograf elektron dari peroksisom (badan mikro) yang telah dimurnikan yang diisolasi dengan sentrifugasi melalui gradien kepadatan sukrosa.

24. SENTRIOL • Berupa silinder pendek seperti tabung, terletak dekat inti, meru-pakan mikrotubulus dengan pola 9 triplet +0, disebut juga diplosom (sebagai dua yang saling tegak lurus) + matriks sitosol → sentrosom • Sebagai bagian dari MTOC dan fungsi : membentuk spindel pada pembelahan sel, berreplikasi & menuju permukaan sel membentuk badan-badan basal (kinetosom) → silia dan flagel-a, dan terlibat pada proses-proses lain dengan mikrotubulus. • SILIA DAN FLAGELA • Sebagai organel yang menonjol pada permukaan sel sebagai penggerak sel atau bahan-bahan sepanjang permukaaan sel • Silia ( = 0,2 µm & d = 5-10 µm) → seluruh sel atau tunggal → rambut • Flagela ( = 15-30 µm & d = dapat hingga 200 µm) → satu atau dua pada sel → cambuk • Keduanya mempunyai badan basal sebagai dasar dengan pola 9 duplet +2

25. Sentriol (a) Posisi dari sentriol yang dekat dengan nukleus sel. (b) Gambaran skematik dari sepasang sentriol yang menunjukkan hubungan antara yang satu dengan yang lain dimana yang satu membentuk sudut tegak lurus terhadap yang lain dan 9 tubulus triplet yang kira-kira akan membentuk badan silindris dari sentriol. (c) Mikrograf elektron dari potongan melintang sentriol yang menunjukkan pengaturan tubulus dan jari-jari tengah. (d) Gambaran mikrograf elektron yang menegaskan adanya 9 baris (setiap baris mengandung 3 tubulus) dari tubulus “roda kereta”.

28. SITOSKELETON • Terdiri dari 3 protein spesifik : mikrofilamen, mikrotubulus, filamen intermediat ditambah spektrin dan protein yang terkait • Merupakan kerangka biomekanis seluler sehingga fungsi : • → kerangka penentu bentuk sel dan kelenturannya • → penyalur energi sel-sel yang berdekatan • → perlekatan sel • → pergerakan sel & organel serta pembelahan • Mikrofilamen → aktin : aktin G (bentuk monomer) • aktin F (bentuk polimer) • Filamen spektrin → kisi-kisi yang kuat & tidak teratur pada permukaan sitoplasma dari membran sel sehingga bentuk membran stabil dan tetap serta sebagai penghubung membran dengan komponen sitoskeletal lain terutama aktin • Mikrotubulus → transport organel dan vesikel dalam sitoplasma, silia & flagela serta apparatus spindel • Filamen intermediat : p = 8 – 10 nm dengan fungsi : daya tegang pada sel, terdapat pada lamin dan lain-lain.

31. Sitoskeleton. (a) Sitoskeleton sebagai tempat bersandar organel dan juga berperan dalam pergerakannya. (b) Mikrotubulus. (c) Filamen aktin yang mengandung molekul protein aktin. (d) Perbandingan secara garis besar mikrofilamen (filamen aktin), mikrotubulus dan filamen intermediat.

32. PLASTIDA • Merupakan organel pensintesis & penyimpanan makanan (dengan memanfaatkan CO2 dan cahaya) • Terdiri : membran dalam, luar dan intermembran space serta stroma • Tedapat 3 jenis : kromoplast, leukoplast & kloroplast • Kloroplast (plastida fotosintesis) → klorofil • grana sebagai tumpukan tilakoid, kuantasom dan stroma • Merupakan organel simbiotik

33. Peralatan/perlengkapan untuk fotosintesis. (a) Daun yang utuh dengan ukuran alamiah. (b) Daun yang dipotong. (c) Sebuah kloroplast tunggal yang terdapat pada sel dari mesofil daun. (d) Mikrograf elektron dari kloroplast yang dipotong, yang menunjukkan membran yang menyelimutinya dan tilakoid yang menumpuk membentuk grana. (e) Mikrograf elektron dari potongan 4 grana, yang menunjukkan tilakoid yang tersusun rapi membentuk grana dan menghubungkan lamella (frets) yang memanjang melalui stroma dari satu granum ke granum berikutnya. (f) Rekonstruksi dari beberapa grana pada tiga dimensi. Gambaran ini merupakan gabungan mikrograf elektron yang dibuat dari bagian-bagian yang dipotong pada beberapa sudut. Grana terlihat sebagai tumpukan tilakoid-tilakoid yang dihubungkan oleh lamella (frets) yang bermembran diantara grana-grananya.

34. INKLUSIO • Penimbunan materi metabolit tanpa enzim dan membran • Seperti : makanan simpanan : lemak & glikogen ; pigmen : pigmen endogen (melanin & hemoglobin) & eksogen (karoten, debu, mineral & bahan-bahan untuk merajah/mentato) dan kristal atau kristaloid (seperti pada sel Sertoli atau Leydig)

35. CELL JUNCTION/PERTAUTAN SEL • Terdapat hubungan sel dengan sel lain serta ECM (disekresi oleh sel-sel di sekitarnya & tersusun : kolagen & proteoglikan) • Bentuk, motilitas, polaritas sel ditentukan oleh interaksinya • Fungsi : barrier, memelihara polaritas, bentuk sel dan sarana komunikasi • Terbagi atas : • → Tight junctions (zonula occludents) : impermeabilitas, cth : Blood Testis Barrier & Blood Brain Barrier • → Anchoring junctions (adherens junction) : penghubung saling lekat • belt desmosom (zonula adherens) & focal adhesions • spot desmosom/desmosomes/macula adherens • hemidesmosomes • → Gap jungtions : penghubung dengan pori → sebagai komunikasi & transport molekuler antar sel yang berdekatan untuk molekul < 1500 Da, cth : pada sel jantung, plasmodesmata pada tumbuhan

36. Sel-sel epitel diatas membran basalis yang menunjukkan tempat dari kompleks pertautan (lateral) dan terikat pada membran basalis (basal).

38. (a) Tiga golongan kompleks junction dengan struktur dan fungsinya. (b) Plasmodesmata