Makgab skenario 1

A. Pengertian Sel
Sel adalah blok-blok pembangun (building block ) hidup bagi tubuh. Sel
merupakan unit terkecil yang struktural dan fungsional makhluk hidup dimana
keberadaannya sangat berpengaruh terhadap kepribadian dan tingkah laku dari
masing-masing makhluk hidup.
Fungsi sel :
1. Mendapatkan nutrisi dan oksigen untuk melakukan reaksi kimia untuk
mendapatkan energi
2. Mengeluarkan sisa metabolisme
3. Mensintesis protein secara struktural dan fungsional
4. Menjadi responsif dan sensitif terhadap lingkungan sekitar
5. Mengontyrol transpor zat
6. Memindahlan suatu zat dari tempat ke tempat lain
7. Melakukan reproduksi sel saraf dan sel otak sehingga tercapainya
keseimbangan dalam tubuh makhluk hidup.

Fungsi Khusus:

1. Dengan memanfaatkan kemampuannya mensintesis protein, sel kelenjar sistem
pencernaan mensekresikan enzim-enzim pencernaan yang semuanya adalah
protein.
2. Dengan memanfaatkan kemampuan dasar sel untuk berespons terhadap perubahan
yang terjadi di lingkungan sekitar, sel saraf membentuk dan menyalurkan impuls
listrik yang menyampaikan informasi mengenai perubahan-perubahan (yang
menyebabkan sel saraf berespons) ke bagian lain di dalam tubuh.
3. Kemampuan sel-sel ginjal untuk menahan zat tertentu yang dibutuhkan oleh tubuh
secara selektif sekaligus mengeluarkan zat-zat yang tidak dibutuhkan melalui urin
bergantung pada kemampuan yang sangat khusus sel-sel ini dalam mengontrol
pertukaran zat-zat antara sel dan lingkungannya.
4. Kontraksi otot, yang melibatkan gerakan selektif berbagai struktur internal agar sel
otot memendek, adalah perluasan kemampuan inheren sel-sel ini untuk
meghasilkan gerakan intrasel (di dalam sel).

B. Jenis Sel
Sel dapat dibagi menjadi dua yaitu prokariotik dan eukariotik. Prokariotik
merupakan sel yang tidak memiliki membran inti sehingga materi inti nya tersebar
contohnyaa adalah bakteria dan cyanobakteria sedangkan Eukariotik merupakan sel
yang memiliki membran inti.

Perbedaan prokariotik dan eukariotik
Prokariotik Eukariotik
Tidak memiliki inti sel yang jelas karena Memiliki inti sel yang dibatasi oleh
tidak memiliki membran inti sel membran inti
Membran sel tersusun atas senyawa Membran selnya tersusun atas fosfolipid
peptidoglikan
Diameter selnya 1-10nm Diameter sel nya antara 10-100nm
Mengandung 4 RNA polymerase Mengandung banyak DNA Polymerase
Susunan kromosom sirkuler Susunan kromosom linier
Pembelahan amitosis Pembelahan meiosis dan mitosis
Punya protein histon Tidak mempunyai protein histon

a. Nukleus

Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA
linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti
histon.
Fungsi utama nukleus adalah untuk :

1. Menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola
ekspresi gen
2. Untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel
3. Memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein
4. Tempat sintesis ribosom
5. Tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA
6. Mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.

Di dalam nukleus terdapat:

1. Nukleolus (anak inti), berfungsi mensintesis berbagai macam molekul RNA (asam
ribonukleat) yang digunakan dalam perakitan ribosom. Molekul RNA yang
disintesis dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya
bergabung membentuk ribosom. Nukleolus berentuk seperti bola, dan memalui
mikroskop elektron nukleolus ini tampak sebagai suatu massa yang terdiri dari
butiran dan serabut berwarna pekat yang menempel pada bagian kromatin.
2. Nukleoplasma (cairan inti) merupakan zat yang tersusun dari nukleoprotein dan
kromatin
3. Butiran kromatin, yang terdapat di dalam nukleoplasma. Tampak jelas pada saat sel
tidak membelah. Pada saat sel membelah butiran kromatin menebal menjadi struktur
seperti benang yang disebut kromosom. Kromosom mengandung DNA (asam
dioksiribonukleat) yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui sintesis
protein.
4. Nuclear envelope, memiliki fungsi untuk mengisolasi materi genetik sel dari
lingkungan luar
5. Nuclear pores, memiliki fungsi untuk mengatur materi untuk keluar-masuk nukleus

Berikut ini uraian tentang bagian-bagian penyusun inti sel:

a. Membran Inti

Membran inti terdiri atas dua lapis, yaitu membran luar (membran
sitosolik) dan membran dalam (membran nukleo-plasmik). Di antara kedua
membran tersebut terdapat ruangan antar membran (perinuklear space) selebar
10 - 15 nm. Membran luar inti bertautan dengan membran ER. Pada membran

inti juga terdapat enzim-enzim seperti yang terdapat pada membran ER,
misalnya sitokrom, transferase, dan glukosa-6-fosfatase. Permukaan luar
membran inti juga berikatan dengan filamen intermediet yang
menghubungkannya dengan membran plasma sehingga inti terpancang pada
suatu tempat di dalam sel.

b. Pori Membran Inti

Pada membran inti terbentuk pori-pori sebagai akibat pertautan antara
membran luar dan membran dalam inti. Diameter pori berkisar antara 40 - 100
nm. Jumlah pori membran inti bervariasi tergantung dari jenis sel dan kondisi
fisiologi sel. Fungsi pori membrane inti ini, antara lain sebagai jalan keluar
atau masuknya senyawa – senyawa dari inti dan menuju inti, misalnya tempat
keluarnya ARN – duta dan protein ribosom.

Pori membran inti dikelilingi oleh bentukan semacam cincin (anulus)
yang bersama-sama dengan pori membentuk kompleks pori. Bagian dalam
cincin membentuk tonjolan-tonjolan ke arah lumen pori. Pada bagian tengah
pori terdapat sumbat tengah (central plug).

c. Matriks Inti (nukleoplasma)

Komponen utama dari matriks inti adalah protein vang kebanyakan
berupa enzim dan sebagian adalah protein structural inti. Matriks inti diduga
ikut berperan dalam proses – proses pada materi inti, misalnya transkripsi,
replikasi DNA, dan proses –proses lainva di dalam inti.

d. Materi Genetik

Bagian utama dari sebuah inti sel adalah materi genetik. Semua
aktivitas di dalam sel dikendalikan oleh materi genetik. Pada waktu interfase,
materi genetik dinamakan kromatin. Benang benang kromatin ini akan
mengalami pemampatan (kondensasi) pada saat sel akan membelah. Kromatin
yang mengalami kondensasi ini dinamakan kromosom. Hasil analisis kimia
menunjukkau, bahwa kromatin tersusun atas DNA, RNA, protein histon dan
protein nonhiston.

e. Anak Inti (Nukleolus)

Nukleolus banyak ditemukan pada sel-sel yang aktivitas . sintesis proteinnya tinggi, misalnya
pada neuron, oosit, dan kelenjar. Di dalam inti, nukleolus tampak sebagai suatu struktur yang
merupakan tempat pembentukan dan penyimpanan prekusor ribosom dan pembentukan sub
unit ribosom. Selain itu, struktur ini merupakan tempat terjadinya proses transkripsi gen ARN
ribosom (ARN-r).

STRUKTUR dan FUNGSI ORGANEL SEL

1. Dinding sel
Dinding sel bersifat permeabel, berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk
tubuh. Sel-sel yang mempunyai dinding sel antara lain: bakteri, cendawan, ganggang
(protista), dan tumbuhan. Kelompok makhluk hidup tersebut mempunyai sel dengan
bentuk yang jelas dan kaku (rigid). Pada protozoa (protista) dan hewan tidak
mempunyai dinding sel, sehingga bentuk selnya kurang jelas dan fleksibel, tidak
kaku. Pada bagian tertentu dari dinding sel tidak ikut mengalami penebalan dan
memiliki plasmodesmata (Gambar 2.3), disebut noktah (titik).

Gambar 2.3 Noktah pada batang pinus (A) dan Plasmodesmata (B)
(Campbell et al, 2006)

2. Membran plasma
Membran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, bersifat semi/selektif
permeabel, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar
sel dengan cara difusi, osmosis, dan transport aktif. Membran plasma disusun oleh
fosfolipid, proten, kolesterol, dll.

3. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan sel yang berada di luar inti, terdiri atas air dan zat-zat
yang terlarut serta berbagai macam organel sel hidup. Organel-organel yang terdapat
dalam sitoplasma antara lain:

a. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan pabrik dalam sel yang digunakan untuk
sintesis protein. Berupa saluran-saluran yang dibentuk oleh membran (Gambar 2.4).
RE terbagi dua macam, yaitu RE halus dan RE kasar.

Gambar 2.4 Retikulum Endoplasma
(Campbell, et al 2006).

Pada RE kasar terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein. RE kasar
mensintesis dan melepaskan berbagai protein baru kedalam lumen RE. Lumen yaitu
ruang berisi cairan yang dibungkus oleh membran RE. Sedangkan pada RE halus
tidak terdapat ribosom. RE halus berfungsi sebagai pusat pengemasan dan
pengeluaran molekul-molekul yang akan dipindahkan dari RE kasar. Protein dan lipid
yang beru dibentuk berkumpul di RE halus. Kemudian RE halus membentuk vesikel
transportasi yang akan bergerak mengantarkan produk ke badan golgi. Selain itu RE
halus juga berfungsi sebagai tempat sintesis lipid, karena RE kasar tidak mensintesis
lipid dalam jumlah yang banyak. Didalam hati, RE halus juga berperan dalam
detoksifikasi berbagai bahan berbahaya hasil metabolisme. Didalam RE juga terdapat
RE sarkoplasmik . RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE
sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE
sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis
molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE
sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.

Secara ringkas dapat ditulis:

RE halus berperan dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, konsentrasi
kalsium, detoksifikasi obat-obatan, pusat pengemasan dan pengeluaran molekul yang akan
dipindah dari RE kasar menuju Aparatus Golgi, serta tempat melekatnya reseptor pada
protein membran sel.

RE Kasar

Terdapat ribosom yang merupakan partikel kecil tersebar diseluruh sitosol yang terdiri dari
RNA dan protein. Ribosom bebas adalah kompleks protein RNA khusus yang mensintesis
protein dibawah pengarahan DNA nukleus. Ribosom bebas sitoplasma melekat pada
riboforin (berfungsi sebagai “alamat rumah“) sehingga dapat menyalurkan ribosom yang
sesuai untuk terikat ke tempat yang tepat di RE kasar.

RE Halus

RE halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya halus. RE
halus tidak terlibat dalam sintesis protein. RE halus membentuk tonjolan (bud off) yang
disebut vesikel transportasi dan mengandung molekul-molekul baru yang dibungkus oleh
sebuah membran yang berasal dari membran halus.

Fungsi retikulum endoplasma antara lain:

RE kasar berfungsi utama sebagai tempat sintesis protein.
RE halus berperan dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, konsentrasi
kalsium, detoksifikasi obat-obatan, pusat pengemasan dan pengeluaran molekul yang
akan dipindah dari RE kasar menuju Aparatus Golgi, serta tempat melekatnya reseptor
pada protein membran sel

b. Ribosom

Ribosom merupakan tempat sel membuat protein. Ribosom membangun protein
dalam 2 lokasi sitoplastomik. Ribosom bebas tersuspensi di dalam sitosol, sementara
ribosom terikat diletakan pada bagian luar jalinan membran yang disebut retikulum
endoplasma. Sebagian besar protein yang dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi
dalam sitosol. Misalnya enzim-enzim yang mengkatalis proses metabolisme dalam
sitosol. Sementara ribosom terikat umumnya membuat protein untuk dimasukkan
kedalam membran, untuk pembungkusan dalam organel tertentu misalnya lisosom.

c. Aparatus golgi

Aparatus golgi berfungsi seperti pabrik pengilangan dan mengarahkan lalu lintas
molekul. Aparatus golgi berfungsi:

1. Tempat pengolahan bahan mentah menjadi produk akhir.

Protein “kasar” dari RE halus dimodifikasi
dalam bentuk akhir melalui proses biokimiawi.

2. Menyortir dan mengarahkan produk akhir ke
tujuan sebenarnya.

Aparatus golgi berfungsi untuk mengarahkan
kemana produk akhir tersebut akan
didistribusikan. Terdapat 3 tujuan dalam
mendistribusikan produk akhir dari aparatus golgi. Yaitu:

Untuk disekresikan ke luar

Untuk disekresikan menjadi bagian membran plasma

Untuk bergabung dengan organel lain.

3. Membentuk lisosom dan enzim pencernaan yang belum aktif (zymogen dan
koenzim)
4. Kompleks golgi berperan penting dalam aliran membran, pemindahan dan
pemekatan, materi sekresi dan penglepasannya dalam mensintesis produk sekresi
tertentu khususnya glikoprotein dan mukopolisakarida.
5. Sekresi protein, glikoprotein, karbohidrat, dan lemak.
6. Sintesa glikoprotein, misalnya berupa musin atau lendir.
7. Pada sel hewan, berperan dalam pembentukan lisosom

Badan golgi menyortir produk akhirnya dengan membentuk vesikel. Vesikel ini
terbagi 2, yaitu:

Vesikel berselubung. Vesikel ini
berfungsi untuk menyortir produk-
produk yang ditujukan ke bagian
intrasel. Pada vesikel berselubung
terdapat protein aksesori. Protein
aksesori berfungsi sebagai tanda

pengenal dan sebagai tanda penambat agar dapat melebur dengan bagian
membran yang telah ditargetkan.

Vesikel sekretorik. Vesikel ini digunakan untuk produk-produk yang ditujukan
kebagian luar sel. Vesikel sekretorik melepaskan isi vesikel dengan sekresi
yang disebut juga dengan mekanisme eksositosis. Vesikel sekretorik hanya
bisa melebur dengan membran plasma dan tidak bisa melebur

dengan membran internal lain.

d. Lisosom

Lisosom merupakan organ pencernaa dalam intrasel. Lisosom mengandung enzim-
enzim hidrolitik yang kuat untuk mencerna dan menyingkirkan berbagai sisa sel dan
benda asing yang tidak diinginkan. Lisosom yang telah menyelesaikan aktivitas
pencernaan disebut badan residual. Badan residual ini dapat dikeluarkan dengan
eksositosis. Lisosom berfungsi untuk menyingkirkan bagian-bagian sel yang berguna,
regresi jaringan. Lisosom dapat bergabung dengan vakuola membentuk vakuola
fagositasis untuk memakan sel-sel asing. Pecahnya membran lisosom dapat
mengakibatkan sel merusak dirinya sendiri.

Fungsi :
Endositosi
Pemasukan makromolekul dari luar kedalam sel
Autofagi
Pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri sepeti organel yang tidak
berfungsi lagi
Fagositosis
Proses pemasukan partikel berukuran besar.
Pencernaan intraseluler
Pertumbuhan dan perbaikan selular normal dan perbaikan memindahkan
seluler yang sudah rusak.

e. Peroksisom

Struktur : - organel kecil, sferikal yang terikat pada membran serta mengandung
enzim destruktif
Funngsi:
melindungi sel dari pengaruh hidrogen peroksida yang merusak
Metabolisme lipid

Peroksisom menyimpan enzim oksidatif yang berfungsi untuk mendetoksifikasi
berbagai zat sisa. Produk utama yng dihasilkan oleh peroksisom adalah hidrogen
peroksida.

f. Mitokondria

Mitokondria adalah organel yang berfungsi sebagai tempat respirasi aerob untuk
pembentukan ATP sebagai sumber energi sel. Organel yang hanya dimiliki oleh sel
aerob ini memiliki dua lapis membran. Membran bagian dalam berlipat-lipat dan
disebut krista, berfungsi memperluas permukaan sehingga proses pengikatan oksigen
dalam respirasi sel berlangsung lebih efektif. Bagian yang terletak diantara membran
krista berisi cairan yang disebut matriks banyak mengandung enzim pernafasan atau
sitokrom.

Mitokondria berfungsi sebagai

sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak ATP (energi) karena
itu mitokondria diberi julukan "The Power House".
Mengandung enzim untuk siklus asam sitrat dan rantai transport electron.
Bekerja sebagai organel energi

g. Vault

Vault ditemukan pada awal tahun 1990-an yang ditemukan sebagai organel jenis keenam.
Nama ini berasal dari adanya banyak lengkung yang mengingatkan penemunya akan atap
katedral atau kubah. Seperti tong, vault memiliki interior berongga. Kadang-kadang vault
tampak dalam keadaan terbuka, tampak seperti sepasang bunga kuncup dengan masing-
masing separuh dari vault memiliki delapan “kelopak” yang melekat ke cincin yang ditengah.
Vault berfungsi sebagai truk sel untuk transport dari nucleus ke sitoplasma

h. Inklusi
Memiliki struktur granula, glikogen dan butir lemak. Fungsi dari inklusi adalah
menyimpan kelebihan nutrient.

i. Sitosol

sitosol merupakan bagian semicair sitoplasma yang mengelilingi organel. Sitosol ini
mencakup 55% dari volume sel total. Aktivitas umum sitosol adalah:

Pengaturan enzimatik metabolisme perantara. Hal ini mengacu pada kumpulan
reaksi kimia intrasel yang melibatkan penguraian, sintesis, dan transformasi
molekul-molekul organik kecil.

Sintesis protein ribosom

Penyimpanan lemak dan glikogen. Kelebihan zat gizi yang tidak langsung
diubat dalam bentuk ATP oleh sitosol diubah dan disimpan menjadi massa
nonpermanen yang disebut inklusi.

Sitoskeleton merupakan bagian dari sitoplasma. Sitoskeleton merupakan jaringan
kompleks yang bertindak sebagai “tulang dan otot” bagi sel. Unsur-unsur
sitoskeleton:

Mikrotubulus dan Mikrofilamen (sitoskeleton)

Mikrotubulus berbentuk seperti benang silindris, disusun oleh protein yang
disebut tubulin. Sifat mikrotubulus kaku sehingga diperkirakan berfungsi sebagai
„kerangka‟ sel karena berfungsi melindungi dan memberi bentuk sel.
Mikrotubulus juga berperan dalam pembentukan sentriol, silia, maupun flagela.
Mikrofilamen mirip seperti mikrotubulus, tetapi diameternya lebih kecil. Bahan
yang membentuk mikrofilamen adalah aktin dan miosin seperti yang terdapat pada
otot. Dari hasil penelitian diketahui ternyata mikrofilamen berperan dalam proses
pergerakan sel, endositosis, dan eksositosis. Gerakan Amuba merupakan contoh
peran dari mikrofilamen.

Mikrotubulus
Strukturnya berupa pipa-pipa
berongga, langsing, panjang yang
terdiri dari molekul tubulin. Fungsi
mikrotubulus antara lain:
1. Mempertahankan bentuk
asimetris;
2. Mengkoordinasikan gerakan sel
yang kompleks;
3. Memfasilitasi transportasi akson;
4. Komponen structural dan fungsional yang dominan pada silia dan flagella;
5. Membentuk mitotic spindle selama pembelahan sel.

Mikrofilamen
Merupakan rantai-rantai molekul aktin yang berjalin secara heliks yang terdiri dari
molekul miosin. Fungsi mikrofilamen yaitu:
1. Berperan dalam sistem kontraktil sel;
2. Membentuk perangkat kontraktil;
3. Penguat mekanisme untuk mikrovili;
4. Meningkatkan luas permukaan untuk penyerapan di usus ginjal;
5. Mengalami spesialisasi untuk mendeteksi suara dan perubahan posisi di telinga.

Filamen Intermediet
Memiliki struktur protein ireguler seperti benang. Berfungsi sebagai structuraldi
bagian sel yang mendapat stress mekanis.

Kisi-kisi Mikrotrabekuler
Merupakan jalinan filament-filamen yang sangat halus dan saling berkaitan.
Fungsinya menggantungkan dan menghubungkan secara fungsional unsure-unsur
sitoskeleton yang lebih besar dan berbagai organel serta mengorganisasikan enzim sitosol.

JUMLAH
NO NAMA STRUKTUR FUNGSI
PER SEL
Organel Sel

Retikulum
Endoplasma a. Berupa tubulus halus a. Berperan dalam sintesis
1
a. RE Halus a. 1 yang saling lipid. Membantu
b. RE Kasar b. 1 berhubungan dan tidak mengemas dan
memiliki ribosom mengirim protein ke

b. Berupa tumpukan Golgi. RE halus
kantung yang relatif mengandung enzim
gepeng yang menonjol detoksifikasi pada sel
keluar dari RE halus. hati. Sebagai
Bergranula karena penyimpan kalsium dan
ditaburi oleh butiran- berperan penting dalam
butiran ribosom kontraksi otot pada sel
otot
b. Bersama ribosom,
mensintesis dan
melepaskan berbagai
protein baru ke dalam
lumen RE
Pusat modifikasi,
1 sampai Kantung membranosa
pengemasan, dan
2 Kompleks Golgi beberapa yang gepeng dan
distribusi protein yang
ratus bertumpuk-tumpuk
baru disintesis
Badan-badan yang
berbentuk batang atau
Organel energi; tempat
oval yang dibungkus oleh
utama untuk membentuk
100 – dua membran, dengan
3 Mitokondria ATP, mengandung enzim-
2000 membran bagian dalam
enzim untuk transportasi
melipat-lipat menjadi
elektron.
krista yang menonjol ke
matriks di bagian dalam
Sistem penceraan sel,
Kantung membranosa menghancurkan bahan
4 Lisosom 300 yang mengandung yang tidak diinginkan,
enzim-enzim hidrolitik misalnya benda asing dan
sisa sel
Badan Mikro
5 a. Peroksisom Banyak a. Kantung a. Aktivitas detoksifikasi.
b. Proteasom membranosa yang Dalam hati dan ginjal

mengandung enzim- yang berperan dalam
enzim oksidatif. proses glukoneogenesis
Mempunyai b. –Mencerna protein
membran tunggal yang akan dihancurkan
terdiri dari lipid dan dengan melekatkan
protein pada ubikuitin
b. Enzim-enzim dengan -Degradasi protein
struktur yang untuk menghilangkan
kompleks kelebihan enzim dan
protein lain yang tidak
berguna lagi untuk sel
dan menghilangkan
protein yang secara
keliru dibentuk.
Struktur silindris
(berdiameter 0,15 µm Mengatur pembelahan sel,
dan panjang 0,3-0,5 produksi mikrotubulus dan
6 Sentriol µm) yang tersusun mikrofilamen, produksi
terutama atas silia dan flagella, dan
mikrotubulus pendek mengontrol kadar garam
yangsangat teratur
Sitosol
Reaksi intrasel yang
Enzim-enzim
Susunan sekuensial di melibatkan penguraian,
7 metabolisme Banyak
dalam sitoskeleton sintesis, dan transformasi
perantara
molekul-molekul kecil
Granula-granula RNA
dan protein-sebagian
8 Ribosom Banyak Sintesis protein
melekat ke RE kasar
sebagian di sitoplasma
Paket-paket produk Menyimpan produk
9 Vesikel sekretorik Bervariasi sekretorik yang sekretorik sampai
terbungkus membran mendapat sinyal

mengosongkan isinya ke
luar sel
Granula glikogen, butir Menyimpan kelebihan
10 Inklusi Bervariasi
lemak nutrisi
Sitoskeleton
-Mempertahankan bentuk
sel asimetris
-Mengkoordinasikan
gerakan sel yang
kompleks
Pipa-pipa berongga, -Memfasilitasi transportasi
langsing, panjang yang vesikel didalam sel
11 Mikrotubulus Banyak
terdiri dari molekul- -Berfungsi sebagai
molekul tubulin komponen strukturan dan
fungsional yang dominan
pada silia dan flagela
-Membentuk mitotic
spindle selama
pembelahan sel
-Berperan penting pada
berbagai sistem kontraktil
sel
-Berperan dominan pada
Rantai-rantai molekul kontraksi otot
aktin yang berjalin secara -Membentuk perangkat
heliks; mikrofilamen kontraktil bukan-otot
12 Mikrofilament Banyak
yang terdiri dari molekul misal sel darah
miosin juga terdapat di -Sebagai penguat mekanis
sel-sel otot untuk mikrovili
-Meningkatkan luas
permukaan untuk
penyerapan di usus dan
ginjal

-Mengalami spesialisasi
untuk mendeteksi suara
dan perubahan posisi di
telinga
Memiliki peran struktural
Filament Protein ireguler seperti
13 Banyak di bagian-bagian sel yang
Intermediet benang
mendapat stres mekanis
-Menggantung dan
menghubungkan secara
fungsional unsure-unsur
sitoskeleton yang lebih
besat dan berbagai organel
-Mengorganisasikan
enzim sitosol
-Bertanggung jawab dalam
Jalinan filament-filamen menentukan bentuk,
Kisi-kisi
14 1 yang sangat halus dan rigiditas, dan geometri
mikrotrabekuler
saling berkaitan ruang setiap jenis sel;
“tulang” sel
-Bertanggung jawab untuk
mengarahkan transportasi
intrasel dan utuk mengatur
gerakan sel; “otot sel”
-Tampak berperan dalam
mengatur pertumbuhan
dan pembelahan sel

TRANSPOR MEMBRAN

Transpor membran adalah pengaturan keluar masuknya materi dari dan menuju ke
dalam sel yang sangat dipengaruhi oleh kemampuan membran plasma dalam menerima
materi tersebut dan gaya atau kekuatan agar terjadinya pergerakan tersebut.

a. Sifat membran plasma :

1. Permeabel : Jika suatu bahan dapat menembus membran plasma
2. Impermiabel : Jika suatu bahan tidak dapat menembus membran plasma
3. Selektif Permeabel: Jika memungkinkan sebagian partikel lewat sementara
mencegah yang lain.

b. Sifat partikel yang dapat menembus membran plasma:
1. Kelarutan relatif partikel dalam lemak.
Struktrur membran sel yang berupa fosfolipid (lemak) membuat partikel-partikel
yang masuk ke dalam membran sel hanya partikel yang larut dalam lemak dan
molekul bersifat nonpolar.
2. Ukuran partikel
Partikel yang kelarutan lemaknya rendah dan terlalu besar bagi saluran maka
partikel tersebut tidak dapat menembus membran dengan kemampuannya sendiri.
Namun sebagian dari partikel ini harus menembus membran agar sel dapat
bertahan hidup dan berfungsi. Oleh karena itu, partikel tersebut akan ditranspor
menggunakan bantuan.

1. Transpor Pasif

Proses transpor zat yang tidak membutuhkan energi untuk melewati membran plasma
disebut transpor pasif. Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni
gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi
terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang
meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih
acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis

merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan
oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga
masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien
konsentrasinya.

Yang termasuk transpor pasif antara lain:
1) Difusi Sederhana
Difusi sederhana, atau yang lebih sering hanya disebut difusi merupakan
peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu molekul dari konsentarsi tinggi ke
konsentrasi rendah. Molekul ini bersifat nonpolar dan larut dalam lemak.
Mekanismenya adalah zat tersangkut oleh membran gradien/membran yang
konsentrasinya lebih tinggi ke gradien dengan membran yang mempunyai konsentrasi
lebih rendah dengan jumlah mulekul terbatas
Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat
laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi
dalam udara. Contoh difusi yang lain lagi adalah perpindahan lemak, O2, CO2,
hormone steroid, dan beberapa jenis obat-obatan melewati membran plasma (bagian
lipid).

Hukum Difusi Fick (faktor yang mempengaruhi difusi):

1. Besar perbedaan gradien konsentrasi. Semakin besar perbaan gradien
konsentrasi maka semakin cepat laju difusi

2. Permeabilitas membran terhadap bahan. Semakin permeabel membran terhadap
suatu bahan maka semakin cepat laju difusi
3. Luas permukaan membran tempat berlangsungnya difusi. Semakin luas
permukaan membran terhadap suatu bahan maka semakin cepat laju difusi
4. Berat molekul bahan. Semakin ringan molekul tersebut maka semakin cepat laju
difusi
5. Jarak difusi yang harus ditempuh. Semakin besar jarak, semakin lambat laju
difusi

 Kecepatan difusi bergantung pada:
- Jarak: Semakin dekat jarak, semakin cepat proses difusi
- Ukuran Molekul: Semakin kecil makin cepat
- Temperatur: Semakin tinggi temperature, semakin cepat difusinya (pada suhu
tubuh 37OC)
- Gradient Size: semakin besar semakin cepat
- Electrical forces: bagian dalam membrane sel memiliki lebih banyak muatan
negative daripada muatan positif. Muatan ini mempengaruhi ion2 yang akan
masuk sel, perpindahan ion2 yang masuk karena gaya kimia dan gaya listrik
disebut electrochemical gradient

 Macam-macam difusi
 Simple diffusion: Molekul masuk melalui fosfolipid bilayer. Yang
bisa masuk: alcohol, asam lemak, gas terlarut, steroid, bahan yang larut
dalam lemak.
 Chanel Mediated diffusion: Terbentuk oleh transmembran protein.
Yang bisa masuk: glukosa, dan molekul air. Diamana kecepatannya
bergantung pada tersedianya channel yang sesuai

Difusi membran dapat terjadi melalui 2 komponen membran plasma:
Difusi melalui lipid bilayer. Molekul yang ditransportasi melalui lipid
bilayer adalah molekul nonpolar ukuran apapun, misalnya O2, CO2,

asam lemak). Batas difusi ini adalah hingga gradien lenyap (keadaan
setimbang)

Difusi melalui saluran protein. Molekul yang ditransportasi melalui
saluran protein adalah ion kecil tertentu seperti Na+, K+, Ca++, Cl-.
Batas difusi ini adalah hingga gradien lenyap (keadaan setimbang)

2) Difusi Terfasilitasi

Perpindahan molekul zat terlarut yang tidak mampu menembus membran
plasma melalui perantaraan pembawa (biasanya adalah protein) dengan cara
mengikatkan diri kepada protein carrier (protein integral transmembran yang
mengantar molekul suatu zat polar tertentu atau golongan zat yang terlalu besar untuk
melewati saluran membran, seperti gula dan asam amino) atau melewati protein
channel (protein transmembran yang berfungsi untuk mengangkut zat, biasanya ion

atau air, melalui saluran air dari satu sisi membran ke sisi yang lain). Contohnya
adalah pergerakkan glukosa ke dalam sel.
Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi
sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini
mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan
ditransport lewat cara ini akan terikat lebih dahulu dengan carrier protein yang
spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke
dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan
habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi
maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan
kecepatan transport bahan maakin meningkat tanpa batas.

Mekanismenya adalah zat yang tersalurkan melewati struktur tertentu yang
menyerupai pori - pori membran dan disebut dengan zat karier ( pembawa). Prosesnya
hampir sama dengan difusi haya saja zat yang melewati membran dibawa oleh zat
karier, misalnya adalah ion ( Na+, K+) atau dengan memanfaatkan zat penyusun
membran sel seperti protein. Protein karier akan melekat pada zat yang diangkut,
kemudian proses pengangkutannya dapat dilakukan dengan cara berputar (rotasi)
melewati pori membran.

- Substansi yang diangkut: glukosa dan asam amino
- Faktor yg mempengaruhi: gradient konsentrasi, temperature.
-Tidak butuh ATP, dari konsentrasi tinggi ke rendah, tujuan: menurunkan
gradient konsentrasi
- Proses:
1) Substansi harus terikat dulu pada “receptor site” dari protein karier
2) Setelah itu, protein karier berubah bentuk
3) Substansi melewati membrane menuju sitoplasma

- Jika protein karier sudah jenuh, kecepatan transportasi tidak dapat bertambah
- Pada beberapa sel (sel otot, lemak, dll) pengangkitan glukosa dirangsang oleh
hormone insulin.

3) Osmosis

Adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang
lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat
ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien
tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat
dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan
konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih
encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut
melalui membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang
lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor.

Air akan bergerak dari daerah yang mempunyai konsentrasi larutan rendah ke
daerah yang mempunyai konsentrasi larutan tinggi. Air akan bergerak dari daerah
yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi kekonsentrasi zat pelarut yang rendah. Sel akan
mengerut jika berada pada lingkungan yang mempunyai konsentrasi larutan lebih
tinggi. Hal ini terjadi karena air akan keluar meninggalkan sel secara osmosis.
Sebaliknya jika sel berada pada lingkungan yang hipotonis (konsentrasi rendah) sel
akan banyak menyerap air, karena air berosmosis dari lingkungan ke dalam sel.
Osmosis akan terus berlanjut hingga kedua larutan isotonis atau hingga dihentikan
sendiri oleh tekanan hidrostatik.
Meskipun air sangat polar melalui lapisan ganda lipid (osmosis) tetapi ditolak
oleh ekor lipid hidrofobik. Meskipun masih hipotetis, terdapat penjelasan bahwa
pergerakan acak dari lipid membran membuka celah kecil di antara ekor mereka
menggeliat, memungkinkan air untuk tergelincir dan geser jalan melalui membran

dengan bergerak dari celah. Air juga bergerak secara bebas dan reversibel melalui
saluran spesifik air, dibangun oleh protein transmembran disebut aquaporins (AQP).

Tekanan osmosis: tekanan yang diberikan air ketika masuk dapat diukur dengan
memberikan tekanan hidrostatik yang setara dengan tekanan osmosis, pemberian
tekanan hidrostatik juga dapat menghentikan proses osmosis.

Contoh peristiwa osmosis sel darah merah pada lingkungan :

 Isotonis = Keadaan setimbang
Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal
bentuknya

 Hipertonis = Air keluar dari sel, sel mengerucut dan mengalami krenasi

Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan
mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel), Sedangkan sel
hew'an/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel hewan/sel
darah merah mengalami krenasi atau keriput karena kehilangan air.

 Hipotonis = Air masuk ke dalam sel, sel membengkak dan pecah (lisis)

Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya
dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras,
Sedangkan sel hewan/sel darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel
darah merah akan mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal irri karena sei
hewan tidak memiliki dinding sel.

2. Transportasi Aktif

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak
spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi sehingga
menggunakan energy (ATP). Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa
protein yang sering disebut dengan pompa ion. Contoh protein yang terlibat dalam
transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore

Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif
sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange).

Terdapat tiga protein transporter yang terlibat dalam transport aktif :
• Uniport, pergerakan ion tunggal dalam satu arah, misalnya protein pengikat kalsium
terdapat dalam membrane plasma dan RE pada sel-sel yang aktif mentransport ion Ca2+ dari
daerah konsentrasi tinggi baik dari dalam maupun luar RE
• Symport, pergerakan dua jenis ion dalam arah yang sama. Misalnya, pengambilan asam
amino dari usus halus ke sel-sel yang membatasinya memerlukan pengikatan ion Na+ dan
asam amino secara bersamaan ke protein transporter yang sama.
• Antiports, pergerakan dua ion pada arah yang berlawanan. Satu ke luar dan yang lain ke
dalam sel. Misalnya, banyak sel yang memiliki pompa Na-K yang menggerakkan Na+ ke luar
sel dan K+ ke dalam sel.

Symport dan antiport dikenal sebagai transporter berpasangan, karena kedua tipe ini
menggerakkan ion pada saat bersamaan.

1) Transpor Aktif Primer

Transpor aktif primer secara langsung berkaitan dengan hidrolisis ATP yang akan
menghasilkan energi untuk transpor ini. contoh transpor aktif primer adalah
pompa ion Na- dan ion K+. Konsentrasi ion K+ di dalam sel lebih besar dari pada
di luar sel, sebaliknya konsentrasi ion Na+ diluar sel lebih besar daripada di dalam
sel. Untuk mempertahankan kondisi tersebut, ion-ion Na+ dan K+ harus selalu
dipompa melawan gradien konsentrasi dengan energi dari hasil hidrolisis ATP.
Tiga ion Na+ dipompa keluar dan dua ion K+ dipompa ke dalam sel. Untuk
hidrolis ATP diperlukan ATP-ase yang merupakan suatu protein transmembran
yang berperan sebagai enzim.

2) Transpor Aktif Sekunder

Transport aktif sekunder tidak menggunakan ATP secara langsung, energi disediakan
oleh gradien konsentrasi ion yang dihasilkan dari transport aktif primer. Pada
transport aktif sekunder, konsentrasi Na+ yang dimantapkan oleh transport aktif
primer menggerakkan transport aktif sekunder dari glukosa, Perpindahan glukosa
melintasi membran melawan gradient konsentrasi dibantu oleh protein simport untuk
pergerakan ion Na+ ke dalam sel. Tranpor aktif sekunder juga merupakan transpor
pengangkutan gabungan yaitu pengangkutan ion-ion bersama dengan pengangkutan
molekul lain. Misalnya pengangkutan asam amino dan glukosa dari lumen usus halus
menembus membran sel epitel usus selalu bersama dengan pengangkutan ion-ion
Na+. Pada transpor aktif sekunder juga melibatkan protein pembawa dan memperoleh
energi dari gradien elektrokimia

2.1 Transport sekunder co-transport

Pada transport sekunder co-transport , glukosa atau asam amino akan ditransport
masuk dalam sel mengikuti masuknya Natrium. Natrium yang masuk akibat
perbedaan konsentrasi mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel, meskipun
asam amino atau glukosa di dalam sel konsentrasinya lebih tinggi dari luar sel, tetapi
asam amino atau glukosa ini memakai energi dari Na (akibat perbedaan konsentrasi
Na). Sehingga glukosa atau asam amino ditransport secara transport aktif sekunder co-
transport

2.2 Transport sekunder counter-transport

Pada proses counter transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel akan
menyebabkan bahan lain ditransport keluar. Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-
H exchange. Pada Na-Ca exchange, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel untuk
setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca intrasel,
khususnya pada otot jantung sehingga berperan pada kontraktiitas jantung. Na-H
exchange terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dalam tubulus
proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel.

. Berdasarkan Pembentukan Vesikular

Selain itu, untuk molekul-molekul besar seperti hormon, kita mengenal transpor
vesikuler (vesicular transport). Transpor vesikuler adalah transpor aktif yang
menggunakan ATP dan melibatkan vesikel untuk menyelubungi zat yang dipindahkan.
Vesikel merupakan kendaraan yang membawa materi dari satu organel ke organel
lainnya. Transpor vesikuler dibedakan menjadi endositosis, eksositosis dan Intercellular
Vesicula Transport.

1.Endositosis

Endositosis adalah cara transportasi zat dimana membran plasma mengelilingi zat
yang akan dimakan, kemudian permukaannya melebur dan melepaskan vesikel yang
membungkus zat yang dimakan tersebut di dalam sel. Endositosis terbagi menjadi 3
jenis, yaitu:

 Pinocytosis (Sel Minum)

Pinositosis merupakan internalisasi butiran kecil cairan ekstrasel. Pertama, membran
plasma melengkung ke dalam membentuk kantung yang mengandung sedikit CES.
Lalu membran plasma menutup di permukaan kantung menjebak isi dalam sebuah
vesikel endositosik kecil intrasel. Lalu sebuah protein Dinamin tersebut memutus
vesikel endositosik dengan memutir leher kantung sehingga terlepas dari membran
permukaan.

 Fagositosis (Sel Makan)
Fagositosis merupakan internalisasi partikel multimolekul besar Dilakukan hanya
pada sel-sel tertentu seperti mikrofage. Partikel besar (>0.5μm diameter) dari
lingkungan terbentuk fagosom. Fagosom berperan bersama-sama dengan lisosom
_fagolisosom. Contoh sel: makrofag, neutrophil. Fagositosis yang membentuk
tonjolan di permukaan berupa pseudopia ketika bertemu dengan bakteri atau bahan
berbahaya lainnya. Lalu, pseudopia tersebut mengelilingi atau menelan dan
menahannya dalam suatu vesikel internal. Lisosom kemudian menyatu dengan

membarn vesikel tersebut dan menuangkan enzim-enzim hidrolitiknya ke dalam
vesikel. Enzim tersebut pada umunya mengubahnya menjadi bahan yang dapat
digunakan kembali seperti asam amino, asam lemak dan glukosa.

 Endositosis Yang Diperantai Oleh Reseptor

Suatu proses yang sangat selektif yang memungkinkan sel mengimpor molekul
besar tertentu yang dibutuhkannya dari lingkungan. Misalnya protein ke reseptor
membran permukaan yang spesifik bagi molekul tersebut. Pengikatan ini
menyebabkan membran plasma di tempat tersebut amblas, lalu menutup di permukaan
sehingga mengurung protein tersebut di dalam sel.

Proses:
 Molekul target (ligands) diikat pada reseptor (glikoprotein) di membrane sel
 Area yang dilapisi ligands membentuk kantog di permukaan membrane
 Kantong mengentas(pinch off) membentuk endosomes yang disebut coated
vesicle (karena diselubungi oleh protein-fiber network yang sebenarnya
melapisi bagian dalam permuakaan membrane sel di bawah reseptor)
 Coated vesicle berfusi dengan lisosom primer dan membentuk lisosom
sekunder.
 Enzim lisosom melepaskan ligands dari reseptor, kemudian ligands masul ke
sitoplasma melalui difusi atau transport aktif
 Lisosom dan endosom berpisah
 Endosome berfusi dengan membrane sel, reseptor siap mengikat ligand lagi.

2.Eksositosis

Kebalikan dari endositosis, eksositosis adalah cara transpor zat dimana vesikel
terbungkus membran terbentuk di dalam sel yang melebur dengan membran plasma,
membuka dan mengeluarkan isinya ke luar sel dan memerlukan ATP. Produk yang
dikeluarkan berupa produk sekresi (mucin, hormone) atau produk buangan (waste) contoh:
debris

Macam-macam Eksositosis :

Konstitutif: Suatu materi ditransport dalam vesikula sekretori dan dikeluarkan ke
tempat tujuannya dengan bantuan peptide sinyal yang terdapat pada
protein yang ditranspor
Regulatif: Materi disekresikan dan disimpan dalam suatu vesikula dan baru
dikeluarkan jika ada rangsangan

3. Intercellular Vesicula Transport
Intercellular Vesicula Transport adalah memindahkan/mentrasfer molekul di dalam sel antar
organel yang berfungsi menghantarkan zat-zat yang dibutuhkan dalam organel satu ke yang

lainnya dengan diselubungi dengan vesikula, seperti transport protein dari RE menuju
Aparatus Golgi.

Sintesis Protein
Sintesis Protein adalah proses penyusunan protein yang berlangsung di dalam intisel
dan ribosom dengan menggunakan bahan dasar, yaitu berupa asam amino.
Beberapa perangkat yang dibutuhkan dalam sintesis protein, antara lain:
1. DNA (Deoxyribonucleic acid=asam deoksiribonukleat)
2. Ribosom yang tersusun ata dua subunit yaitu subunit besar dan subunit kecil. Selain itu
juga terdiri atas tida sisi yaitu sisi A (Amino Acil), sisi P (Peptidil), dan sisi E (exit).
3. Serta enzim RNA polymerase.

Ekspresi gen merupakan proses di mana informasi yang dikode di dalam gen
diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Selama ekspresi gen,
informasi genetik ditransfer secara akurat dari DNA melalui RNA untuk menghasilkan
polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik. Ekspresi gen berupa sintesis protein
mencakup proses dua tahap yaitu Transkripsi dan Translasi

5.1 Transkripsi
Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai
cetakan atau sense, sedangkan rantai komplemennya disebut rantai antisense. Rentangan
DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi. Informasi dari
DNA untuk sintesis protein dibawa oleh mRNA. RNA dihasilkan dari aktifitas enzim
RNA polimerase. Enzim polimerasi membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah
dan merangkaikan nukleotida RNA. Enzim RNA polimerase merangkai nukleotida-

nukleotida RNA dari arah 5‟ ?3‟, saat terjadi perpasangan basa di sepanjang cetakan
DNA.Urutan nukleotida spesifik di sepanjang cetakan DNA. Urutan nukleotida spesifik di
sepanjang DNA menandai dimana transkripsi suatu gen dimulai dan diakhiri.
Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan),
terminasi (pengakhiran) rantai mRNA
1. Inisiasi
Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut
sebagai promoter.Suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai, juga
menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.
2. Elongasi
Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka pilinan heliks ganda DNA,
sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNA-nya.
3. Terminasi
Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang
disebut terminator.Terminator yang ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang
berfungsi sebagai sinyal terminasi yang sesungguhnya.Pada sel prokariotik, transkripsi
biasanya berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi; yaitu, polimerase mencapai titik
terminasi sambil melepas RNA dan DNA.Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase
terus melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA.Pada titik
yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong hingga terlepas
dari enzim tersebut.

5.2 Translasi

Dalam proses translasi, sel menginterpretasikan suatu pesan genetik dan
membentuk protein yang sesuai. Pesan tersebut berupa serangkaian kodon di sepanjang
molekul mRNA, interpreternya adalah RNA transfer.Setiap tipe molekul tRNA
menghubungkan kodon tRNA tertentu dengan asam
amino tertentu.Ketika tiba di ribosom, molekul tRNA
membawa asam amino spesifik pada salah satu
ujungnya.Pada ujung lainnya terdapat triplet
nukleotida yang disebut antikodon, yang berdasarkan
aturan pemasangan basa, mengikatkan diri pada
kodon komplementer di mRNA.tRNA mentransfer
asam amino-asam amino dari sitoplasma ke ribosom.
Asosiasi kodon dan antikodon harus didahului
oleh pelekatan yang benar antara tRNA dengan asam
amino.tRNA yang mengikatkan diri pada kodon
mRNA yang menentukan asam amino tertentu, harus
membawa hanya asam amino tersebut ke ribosom.
Tiap asam amino digabungkan dengan tRNA yang
sesuai oleh suatu enzim spesifik yang disebut aminoasil-ARNt sintetase (aminoacyl-
tRNA synthetase).
Ribosom memudahkan pelekatan yang spesifik antara antikodon tRNA dengan
kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit ribosom dibangun oleh protein-protein
dan molekul-molekul RNA yang disebut RNAribosomal.

Translasi menjadi tiga tahap (sama seperti pada transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi,
dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang membantu mRNA,
tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan elongasi rantai polipeptida juga
membutuhkan sejumlah energi.Energi ini disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu
molekul yang mirip dengan ATP.
1. Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, sebuah tRNA yang memuat asam
amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom.Pertama, sub unit ribosom kecil
mengikatkan diri pada mRNA dan tRNA inisiator khusus (lihat gambar).Sub unit ribosom
kecil melekat pada tempat tertentu di ujung 5` dari mRNA.Pada arah ke bawah dari tempat
pelekatan ribosom sub unit kecil pada mRNA terdapat kodon inisiasi AUG, yang membawa
asam amino metionin, melekat pada kodon inisiasi.

2. Elongasi
Pada tahap elongasi dari translasi, asam amino – asam amino ditambahkan satu per satu pada
asam amino pertama (metionin). Lihat Gambar. Kodon mRNA pada ribosom membentuk
ikatan hidrogen dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk yang membawa asam
amino yang tepat.Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu
mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang
memanjang ke asam amino yang baru tiba.
3. Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi (gambar). Elongasi berlanjut hingga kodon stop
mencapai ribosom. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon stop tidak
mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal untuk menghentikan
translasi.

Adapun langkah singkat dari sintesis protein ini meliputi:
1. DNA membentuk mRNA untuk membawa kode sesuai urutan basa Nnya.
2. mRNA meninggalkan inti, pergi ke ribosom dalam sitoplasma.
3. tRNA dating membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh
mRNA. tRNA ini bergabung dengan mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N-nya
yang seharusnya.
4. Asam-asam amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai dengan kode sehingga
terbentuklah protein yang diharapkan.

5. Protein yang terbentuk merupakan enzim yang mengatur metabolisme sel dan
reproduksi.

HOMEOSTATIS

DEFINISI

Homeostasis berasal dari gabungan 2 kata, yaitu “homeo” yang berarti sama dan stasis
yang berarti “berdiam”. Walter Cannon, psikologis Amerika pada awal abad 20, mengatakan
bahwa “tubuh adalah berkah” dan ia menggunakan kata “homeostasis” untuk menjelaskan
kemampuan untuk menjaga kestabilan kondisi internal maupun keadaan luar yang berubah-
ubah.Homeostasis sangat penting bagi kelangsungan hidup setiap sel, dan pada gilirannya,
setiap sel melalui aktivitas khususnya masing-masing turut berperan sebagai bagian dari
sistem tubuh untuk memelihara lingkungan internal yang digunakan bersama oleh semua
sel1. Homeostasis sangat penting bagi kelangsungan hidup (Lauralee Sherwood,2001)

Terdapat 3 komponen dari mekanisme kontrol homeostasis:
a. Reseptor (sensor), seperti sensor yang memonitor dan merespon untuk berubah,
lalu reseptor mengirimkan informasi ke komponen kedua yaitu pusat kontrol.
b. Pusat kontrol (control center) , seperti penunjuk titik dimana variabel harus dijaga.
Pusat kontrol menganalisa apa yang diterimanya lalu menentukan respon aksi yang
sesuai.
c. Efektor, setelah mendapatkan informasi dari pusat kontrol maka efektor
mempengaruhi stimulus dan memberikan feedback.

1
Lauralee Sherwood, Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem, terj. Dr.Brahm U. Pendit,, Sp.KK,

(Jakarta:Buku Kedokteran EGC, 2001), 5-12

Faktor Lingkungan Internal yang Harus Dipertahankan
Untuk mempertahankan keseimbangan cairan internal, perlu diperhatikan faktor-
faktor lingkungan internal yang harus dipertahankan secara homeostasis. Faktor-
faktor tersebut mencakup hal-hal berikut:
1. Konsentrasi molekul-molekul zat gizi
2. Konsentrasi O2 dan CO2
3. Konsentrasi zat-zat sisa metabolisme
4. pH
5. Konsentrasi air, garam, dan elektrolit lain
6. Suhu
7. Volume dan tekanan

Fungsi-fungsi yang dilakukan oleh setiap sistem tubuh ikut berperan dalam
mempertahankan homeostasis, sehingga lingkungan yang diperlukan untuk
kelangsungan hidup dan fungsi semua sel yang membentuk tubuh dapat
dipertahankan.

Sistem Tubuh yang Memiliki Kontribusi Penting dalam Homeostasis
Sistem tubuh yang memiliki kontribusi penting dalam hemostasis adalah sebagai
berikut:
Sistem sirkulasi

Sistem sirkulasi adalah sistem transportasi yang membawa berbagai zat dari
satu bagian tubuh ke bagian lainnya.

Sistem pencernaan
Sistem pencernaan menguraikan makanan menjadi molekul – molekul kecil
zat gizi yang dapat diserap ke dalam plasma untuk didistribusikan ke seluruh
sel.

Sistem respirasi
Sistem respirasi mengambil O2 dari dan mengeluarkan CO2 ke lingkungan
eksternal. Ini akan mempengaruhi pH lingkungan eksternal.

Sistem kemih
Sistem kemih mengeluarkan kelebihan garam, air, dan elektrolit lain dari
plasma melalui urin, bersama zat – zat sisa selain CO2.

Sistem rangka
Sistem rangka memberi penunjang ke jaringan – jaringan lunak.Sistem ini juga
berfungsi sebagai tempat penyimpanan kalsium.

Sistem otot
Sistem ini memungkinkan individu mendekati makanan dan menjauhi
bahaya.Panas yang dihasilkan otot penting untuk mengatur suhu.

Sistem integument
Sistem ini berfungsi sebagai sawar produktif bagian luar yang mencegah
cairan internal keluar dari tubuh dan mikroorganisme asing masuk ke dalam
tubuh.Dengan mengatur produksi keringat dan aliran darah ke kulit, sistem ini
juga dapat engatur suhu tubuh.

Sistem imun

Sistem ini berfungsi mempertahankan tubuh dari serangan benda asing dan sel
– sel tubuh yang telah menjadi kaker.Sistem ini juga mempermudah jalan
untuk perbaikan dan penggantian sel yang tua atau cedera.

Sistem saraf
Sistem saraf mendeteksi dan mencetuskan reaksi terhadap berbagai perubahan
di lingkungan internal.

Sistem endokrin
Sistem endokrin mengontrol konsentrasi zat – zat gizi dan menyesuaikan
fungsi ginjal, mengontrol volume, serta komposisi elektrolit lingkungan
internal.

Sistem reproduksi
Sistem reproduksi penting bagi kelangsungan hidup suatu spesies.

Sistem Kontrol Homeostasis
Untuk dapat mempertahankan homeostasis, tubuh manusia harus dapat mendeteksi
penyimpangan dan penyimpangan yang terjadi pada faktor lingkungan internal yang
perlu dijaga dalam rentan yang sempit. Disamping itu, hal yang terpenting adalah
tubuh harus mampu mengontrol penyimpangan-penyimpangan tersebut agar tetap
terjadi kondisi homeostasis dan mencegah bahaya yang dapat mengancam tubuh
manusia.

Sistem kontrol yang bekerja untuk mempertahankan homeostasis dapat
dikelompokan menjadi 2 kelas kontrol yaitu kontrol ekstinsik dan kontrol instrinsik.

Kontrol intrinsik berarti kontrol yang dilakukan di dalam atau inheren bagi organ
yang bersangkutan.Misalnya, saat otot beraktivitas menggunakan oksigen dan
mengeluarkan karbondioksida untuk menghasilkan energi, maka konsentrasi oksigen
di dalam sel otot tersebut turun disertai dengan meningkatnya konsentrasi
karbondioksida. Dengan adanya kerja dari otot polos pada dinding pembuluh darah
yang mengaliri otot tersebut, perubahan-perubahan kimiawi lokal terjadi dan

menyebabkan otot polos melemas dan pembuluh darah terbuka lebar untuk
mengakomodasi aliran darah ke otot. Pada akhirnya, mekanisme ini dapat
mempertahankan kondisi lingkungan cair internal yang mengelilingi sel-sel otot
tersebut.

Kontrol ekstrinsik merupakan mekanisme pengaturan yang dicetuskan di luar suatu
organ untuk mengubah aktivitas organ tersebut. Kontrol ekstrinsik berbagai organ
dan sistem tubuh dilakukan oleh sistem saraf dan sistem endokrin.

Mekanisme Kontrol Homeostasis
Upaya tubuh dalam mempertahankan homeostasis melalui kontrol instrinsik atau pun
kontrol ekstrinsik akan menghasilkan respons yang berbeda-beda. Terdapat 2 jenis
respons atau umpan balik yang dilakukan tubuh dalam mempertahankan homeostasis
yaitu umpan balik negatif dan umpan balik positif:
Umpan balik negatif
Pengaturan umpan balik negatif (negative feedback) merupakan pengaturan
penting dalam homeostasis. Dalam pengaturan umpan balik negatif sistem
pengendali senantiasa membandingkan parameter yang dikendalikan (misalnya
suhu tubuh atau tekanan darah) dengan nilai set point (kisaran nilai normalnya).
Perubahan-perubahan yang dikendalikan akan mencetuskan respon yang
melawan perubahan sehingga mengembalikan parameter tersebut pada nilai set
point.

Umpan balik positif
Pengaturan umpan balik positif tidak bersifat homeostatik karena akan
memperbesar respon, sampai ada faktor luar yang menghentikannya. Contohnya
adalah kontraksi ketika melahirkan, hormon oksitosin ditingkatkan untuk
memperkuat kontraksi rahim. Siklus umpan balik positif ini tidak akan berhenti
sampai bayi akhirnya keluar dari Rahim.

Selain mekanisme umpan balik, yang menimbulkan suatu respons sebagai reaksi
terhadap suatu perubahan pada variabel yang dikontrol, tubuh terkadang
menggunakan mekanisme Feed Forward.Feed forward merupakan mekanisme yang

menimbulkan suatu respons untuk mengantisipasi terjadinya perubahan pada variabel
kontrol. Sebagai contoh, pelepasan hormon parathiroid untuk memperlancar absorpsi
kalsium dari rongga usus sebagai upaya antisipasi penurunan kadar kalsium dalam
darah.

Gangguan Pada Homeostasis
Jika satu atau lebih sistem tubuh gagal berfungsi secara benar maka homeostasis
akan terganggu dan semua sel akan menderita karena mereka tidak lagi memperoleh
lingkungan yang optimal. Hal ini akan memunculkan berbagai keadaan patofisiologis,
abormalitas fungsi tubuh (perubahan fisiologi) yang berkaitan dengan penyakit. Jika
gangguan ini semakin berat, makan dapat menyebabkan penyakit atau bahkan kematian.

HUBUNGAN ANTARA AKTIVITAS KEHIDUPAN DASAR DENGAN HOMEOSTASIS
DALAM KEBERLANSUNGAN HIDUP SEL

Tujuan dari metabolism adalah untuk mempertahankan keadaan keseimbangan dalam
organism, karakteristik yang penting dari seluruh makhluk hidup. Kondisi yang perlu
dipertahankan keseimbangannya adalah suhu tubuh, komposisisi cairan tubuh, denyut
jantung, tingkat respirasi, tekanan darah, konsentrasi molekul apapun di tubuh, zat sisa, PH,
dll.

METABOLISME SEL

Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk
hidup / sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi
selalu menggunakan katalisator enzim. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi
menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme (Asimilasi/Sintesis), yaitu proses pembentukan molekul yang kompleks dari
zat sederhana dengan menggunakan energi tinggi.
1.1 Fotosontesis (Asimilasi C)
Adalah sebuah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan
energi cahaya atau foton. Terbagi atas 2 proses, yaitu reaksi gelap dan reaksi
terang.
Reaksi terang : 2 H2O 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap : CO2 + 2 NADPH2 + O2NADP + H2+CO+O+H2+O2
atau
2 H2O + CO2 CH2O + O2
atau
6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6 O2

1.2 Sintesis Lemak
Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme,
ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs.Sebagian besar pertemuannya
berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-
enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai
bahan pembentuk semua zat tersebut.Lemak dapat dibentuk dari protein dan
karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.

- Sintesis Lemak dari Karbohidrat :
Glukosa diurai menjadi piruvat gliserol.
Glukosa diubah gula fosfat asetilKo-A asam lemak.
Gliserol + asam lemak lemak.

- Sintesis Lemak dari Protein:
Protein Asam Amino
protease

Sebelum terbentuk lemak, asam amino mengalami deaminasi lebih dahulu,
setelah itu memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke
asam piruvat Asetil Ko-A.

Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam
pirovat, selanjutnya asam piruvat diubah menjadi gliserol, lalu gliserol diubah
lagi menjadi fosfogliseroldehid. Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan
mengalami esterifkasi membentuk lemak.

2. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian senyawa kompleks menjadi
sederhana untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik
tersebut. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob)
disebut proses respirasi dan bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut
fermentasi.
2.1 Fermentasi
Pada saat keadaan tertentu, kebutuhan akan oksigen tidak dapat terpenuhi. Pada
manusia, misalnya, pada orang yang bekerja berat seperti seorang atlet, akan lebih
banyak daripada oksigen yang tersedia melalui pernapasan. Dengan keadaan
tersebut, proses pembebasan energy yang berlangsung adalah proses fermentasi.
Fermentasi adalah perubahan glukosa dalam keadaan anaerob yang meliputi
glikolisis dan pembentukan NAD.Fermentasi menghasilkan jumlah energy yang
lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi pada aerob.Contoh dari fermentasi
adalah fermentasi alkohol dan asam laktat.
a. Fermentasi alkohol
Pada fermentasi alkohol, asam piruvat dirubah menjadi etanol atau etil alkohol
melalui dua langkah reaksi.Pada reaksi pertama, terjadi pembebasan CO2 dari
asam piruvat sehingga terbentuk asetaldehid.Selanjutnya pada reaksi kedua,
asetaldehid direduksi oloeh NADH menjadi etil alkohol.NAD yang terbentuk
digunakan untuk glikolisis.Pada sel ragi dan bakteri respirasi, berlangsung
secara anaerob. Hasil fermentasi berupa CO2 pada industry roti digunakan

untuk mengembangkan adonan roti sehingga pasa roti terdapat pori-pori
(McKee&McKee, 1996:199)
b. Fermentasi asam laktat
Proses fermentasi asam laktat merupakan proses dari glukosa menjadi asam
laktat. Proses ini diawali dengan roses glikolisis yanag menghasilkan asam
piruvat. Selanjutnya proses perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Sel
otot manusia bersifat fakultatif
anaerob. Jika oksigen yang tersedia
lebih sedikit dibandingkan dengan
oksigen yang dibutuhkan, sel otot akan
membentuk ATP melalui proses
fermentasi asam laktat. Hasil proses
akumulasi asam laktat disimpan dalam
otot yang mengakibatkan otot menjadi
kejang. Selanjutnya asam laktat dari
darah akan diangkut ke hati yang
selanjutnya akan dirubah kembali menjadi asam piruvat melalui proses aerob.

2.2 Proses Respirasi (katabolisme )
2.2.1 katabolisme lemak
Dalam keadaan tertentu, jumlah glukosa darah seseorang tidak sebanding dengan
jumlah energi yang dibutuhkan. Kebutuhan energi akan dikompensasi dengan
pengubahan lemak menjadi energi. Pengubahan lemak menjadi energi disebut juga

β-oksidasi. Berikut adalah ilustrasi metabolisme lemak:

Glukosa GLYCEROL
P G A L
L E M A K

ASETIL KO-A ASAM LEMAK

2.2 katabolisme karbohidrat
2.2.1 glikolisis
Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energy. Dalam hal ini,
yang diubah adalah glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi asam piruvat yang
memiliki 3 atom C. proses glikolisi berlangsung dalam sitoplasma. Glikolisis
berlangsung dalam 10 tahap.
o Reaksi 1-5, glukosa dikonversi menjadi 2, 3-karbon aldehid (glyceraldehyde-
3-phospate [G3P]) dan tahap ini membutuhkan ATP.
o Reaksi 5-10, mengkonversi G3P molekul menjadi asam piruvat dan
menghasilkan empat molekul ATP untuk setiap molekul G3P.

Glikolisis menghasilkan 2 as piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH.

Tahapan proses glikolisis :

2.2.2 siklus krebs dan dekarboksilasi oksidatif asam piruvat

Sebelum terjadinya siklus krebs, asam piruvat yang dihasilkan dalam tahapan glikolisis akan
diubah menjadi asetil ko-A terlebih dahulu. Persamaannya adalah :

Proses ini dikenal sebagai proses dekrboksilasi oksidatif dan terjadi di membran luar
mitokondria. Setelah menghasilkan asetil ko-A, maka dimulailah proses siklus krebs (yang
terjadi di matriks mitokondria).

Siklus krebs.

Tahapan proses siklus krebs :

1. Asetil ko-A bergabung dengan asam oksaloasetat dan menghasilkan asam sitrat

2. Dengan ditambahkannya molekul air yang berbeda di karbon, maka terjadi pertukaran
antara gugus –H dan –OH yang menghasilkan asam isositrat

3. Terjadinya dekarboksilasi oksidatif terhadap asam isositrat dan terbentuklah
karbondioksida dan asam alfa-ketoglutarat

4. Asam alfa-ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oleh enim dan menghasilkan asam
suksinil ko-A dan NADH

5. Karena adanya ikatan yang berenergi tinggi pada asam suksinil ko-A, terjadilah
pemisaan antara keduanya dan memicu pembentukan ATP yang dihasilkan oleh
fosforilasi yang terjadi di GDP yang menghasilkan GTP.

6. Dalam tahap ini diproduksikan FADH2

7. Dengan penambahan air maka maka asam fumarat membentuk asam malat dan
teroksidasi sehingga menghasilkan asam oksaloasetat. Dalam tahap ini juga dihasilkan
NADH.

Hasil akhir siklus krebs :

2 ATP

2 FADH2

6 NADH

4 CO2

2.2.3 transpor elektron dan fosforilasi oksidatif

Beberapa ATP tambahan ini masih belum banyak memberi keuntungan energi.
Akan tetapi, siklus asam sitrat ini berguna dalam mempersiapkan molekul-molekul
pembawa hydrogen untuk masuk ke rantai transportasi electron, yang akan
menghasilkan ATP lebih banyak dari pada siklus asam sitrat. Masih sangat banyak
tersimpan energi-energi dalam atom hydrogen lepas yang mengandung electron-
elektron pada tingkat energi tinggi. Keuntungan besar datang pada saat NADH dan
FADH2 memasuki rantai transportasi electron, yang terdiri dari molekul-molekul
pembawa electron di memban sebelah dalam mitokondria yang melapisi Krista.
Electron-elektron berenergi tinggi diekstrasi dari atom hydrogen pada NADH dan
FADH2 dipindahkan secara berurutan ke molekul pembawa electron, memberikan
kebebasan bagi NAD dan FAD untuk menangkap atom hydrogen lebih banyak lagi.

Sintesis ATP yang terjadi akibat lewatnya electron berenergi tinggi melintasi rantai
transportasi electron berenergi tinggi melintasi rantai transportasi electron mitokondria.
Hydrogen (H) yang dibebaskan selama degradasi molekul-molekul zat gizi yang mengandung
karbon oleh siklus asam sitrat di matriks mitokondia diangkut ke membrane dalam
mitokondria oleh pembawa hydrogen, misalnya NADH. Setelah melepaskan hydrogen di
mebran dalam, NAD bergerak kembali untuk mengambil lebih banyak hydrogen yang
dihasilkan oleh siklus asam sitrat di matriks. Sementara itu, electron berenergi tinggi yang
diperoleh dari hydrogen disalurkan melalui rantai transportasi electron yang berlokasi di
membrane dalam mitokondria. Energi secara bertahap dibebaskan ketika electron bergerak
secara berurutan melintasi rantai reaksi transportasi elekttron. Energi yang di bebaskan
memicu serangkaian langkah yang akhirnya mengaktifkan enzim ATP sintetase di dalam
membrane dalam mitokondria. ATP sintetase membentuk ATP dari ADP dan Pi. Oksigen
molekuler, setelah berfungsi sebagai penerima electron terakhir, berikatan dengan ion
hidogen (H+) dari hydrogen pada proses ekstraksi electron berenergi tinggi umtuk
menghasilkan air.

Fosforilasi oksidatif
Fosforilasi oksidatif terdiri dari rangkaian rantai transfer elektron dan kemiosmosis.
Beberapa ATP tambahan masih belum banyak memberi keuntungan energi. Akan
tetapi, siklus asam sitrat ini berguna dalam mempersiapkan molekul-molekul
pembawa hydrogen untuk masuk ke rantai transportasi electron, yang akan

menghasilkan ATP lebih banyak dari pada siklus asam sitrat. Masih sangat banyak
tersimpan energi-energi dalam atom hydrogen lepas yang mengandung electron-
elektron pada tingkat energi tinggi. Keuntungan besar datang pada saat NADH dan
FADH2 memasuki rantai transportasi electron, yang terdiri dari molekul-molekul
pembawa electron di memban sebelah dalam mitokondria yang melapisi Krista.
Electron-elektron berenergi tinggi diekstrasi dari atom hydrogen pada NADH dan
FADH2 dipindahkan secara berurutan ke molekul pembawa electron, memberikan
kebebasan bagi NAD dan FAD untuk menangkap atom hydrogen lebih banyak lagi.
Sintesis ATP yang terjadi akibat lewatnya electron berenergi tinggi melintasi
rantai transportasi electron berenergi tinggi melintasi rantai transportasi electron
mitokondria. Hydrogen (H) yang dibebaskan selama degradasi molekul-molekul zat
gizi yang mengandung karbon oleh siklus asam sitrat di matriks mitokondia diangkut
ke membrane dalam mitokondria oleh pembawa hydrogen, misalnya NADH. Setelah
melepaskan hydrogen di mebran dalam, NAD bergerak kembali untuk mengambil
lebih banyak hydrogen yang dihasilkan oleh siklus asam sitrat di matriks. Sementara
itu, electron berenergi tinggi yang diperoleh dari hydrogen disalurkan melalui rantai
transportasi electron yang berlokasi di membrane dalam mitokondria. Energi secara
bertahap dibebaskan ketika electron bergerak secara berurutan melintasi rantai reaksi
transportasi elekttron. Energi yang di bebaskan memicu serangkaian langkah yang
akhirnya mengaktifkan enzim ATP sintetase di dalam membrane dalam mitokondria.
ATP sintetase membentuk ATP dari ADP dan Pi. Oksigen molekuler, setelah
berfungsi sebagai penerima electron terakhir, berikatan dengan ion hidogen (H+) dari
hydrogen pada proses ekstraksi electron berenergi tinggi umtuk menghasilkan air.
Proses selanjutnya adalah kemiosmosis, pengaktifan ATP sintetase oleh
pergerakan H+. energi yang dibebaskan selama pemindahan electron pleh rantai
transportasi electron digunakan untuk mengangkut ion-ion hydrogen dari matriks ke
ruang antarmembran. Penimbunan ion-ion hydrogen yang kemudian terjadi
menyebabkam ion-ion hydrogen tersebut mengalir dari ruang antarmebran ke matriks
melalui saluran-saluran khusus di membrane dalam mitokondria. Aliran ion-ion
hydrogen melalui saluran tersebut mengaktifkan ATP sintetase, yang berada di bagian
matriks di akhir saluran. Pengaktifan ATP sintetase menyebakan pembentukan ATP.

3. PENYIMPANAN LEMAK DAN GLIKOGEN
Kelebihan nutrisi yang terjadi di tubuh tidak langsung digunakan sebagai produksi
ATP, melainkan disimpan di dalam sitosol. Produk terbanyak yang disimpan oleh tubuh
adalah lemak yang ada di dalam jaringan lemak (jaringan adiposa). Molekul lainnya yang
dapat disimpan oleh tubuh adalah glukosa yang berada di dalam glikogen. Ketika tubuh
kekurangan asupan makanan atau nutrisi untuk menjalankan siklus asam sitrat dan rantai
transpor elektron, glikogen dan lemak akan dipecahkan oleh tubuh sehingga dapat terbentuk
glukosa dam asam lemak yang dapat menyokong produksi energi oleh mitokondria.

4. PENGGUNAAN ENERGI
Setelah ATP baru dibentuk, ATP dikeluarkan dari mitokondria dan tersedia sebagai
sumber energi bagi sel yang terkait. Aktivitas sel yang memerlukan penggunaan energi,
terdiri dari 3 kategoro utama, yaitu:

a) Sintesis senyawa kimia, seperti sintesis protein oleh retikulum endoplasma. Biasanya, sel
menggunakan 75% dari ATP yang dihasilkannya untuk menyintesis senyawa kimia baru
tersebut.
b) Transpor membran, seperti transpor selektif terhadap molekul yang melintasi ginjal
selama proses pembentukan urine. Sel ginjal dapat menggunakan 80% ATP yang
dihasilkannya demi berlangsungnya mekanisme diatas.
c) Kerja mekanis, seperti kontraksi pada otot jantung untuk memompa darah atau otot
rangka yang berguna untuk memindahkan sebuah benda. Aktivitas tersebut memerlukan
jumlah ATP yang sangat banyak.

Tabel metabolisme sel.

Tabel 1

Reaksi Zat yang Lokasi Hasil Hasil Akhir Kebutuhan
Diproses Energi untuk Diolah Akan
Lebih Lanjut Oksigen
Glikolisis Glukosa Sitosol 2 ATP 2 Asam Piruvat Tidak
2 NADH (Anaerob)
Siklus 2 Asetil Matriks 2 ATP 6 NADH Ya, berasal
Asam Sitrat KoA, dari Mitokon- 2 FADH2 dari molekul-

asam piruvat dria molekul yang
sebagai hasil terlibat dalam
akhir reaksi-reaksi
glikolisis siklus asam
sitrat
Rantai Elektron- Krista 34 ATP --- Ya, berasal
Transportasi elektron Membran dari oksigen
Elektron berenergi Dalam molekuler
tinggi Mitokon- yang
tersimpan dria diperoleh
dalam atom melalui
hidrogen, proses
molekul pernafasan
pembawa
hidrogen
NADH dan
FADH2 yang
berasal dari
siklus asam
sitrat

Tabel 2

Proses Tempat Produk
glikolisis Sitoplasma 2ATP, 2 NADH, 2H2O, 2
asam piruvat
Dekarboksilasi oksidatif Matriks mitokondria 2 NADH, 2CO2, dan 2
Asetil KoA
Siklus Krebs Matriks mitokondria 2 ATP, 6 NADH, 2
FADH2, 4 CO2
Transpor elektron Membran dalam 1 NADH = 3 ATP
mitokondria 1 FADH2 = 2 ATP

SIKLUS SEL

Sel melakukan siklus sel atau pembelahan sel untuk bereproduksi. Pembelahan sel dibagi
dua, yaitu pembelahan sel somatik (sel tubuh) dan sel gamet. Pembelahan sel somatik disebut
pembelahan mitosis dimana sel mengalami pembelahan nukleus dan pembelahan sitoplasma
yang disebut sitokinesis. Pada mitosis, dihasilkan dua sel yang identik dan memiliki jumlah
kromosom yang sama dengan induknya. Sedangkan pembelahan pada sel gamet disebut
meiosis, sel anak yang dihasilkan jumlah kromosomnya setengah dari induknya.
Pembelahan sel terdiri dari dua periode utama, yaitu ketika sel tidak melakukan
pembelahan yang disebut fase interfase dan ketika sel melakukan pembelahan yang disebut
fase mitosis.

1.Tahap interfase: Tahap dimana sel sedang dalam keadaan istirahat dan tidak
sedang melakukan pembelahan, pada tahap ini terdapat 3 fase utama yaitu :

1. G-1 ( Gap 1)  pada tahap ini belum terjadinya pembelahan DNA
sehingga DNA masih 1 salinan. Pada tahap ini terjadi pertambahan volume
DNA dan sintesis protein
2. S (sintesis)  Pada tahap ini mulai terjadinya sintesis DNA sehingga DNA
suah terdapat 2 salinan
3. G-2 (Gap 2)  Pada tahap ini terjadi pertumbuhan sel berkelanjuran dan sel
sudah siap untuk melakukan pembelahan

4. G-0 (Gap 0)  Tahap spesialisasi fungsi dimana terjadi penyempurnaan
fungsi sel, jika terjadi kesalahan/ketidaksempurnaan dalam proses mitosis
maka di tahap ini sel akan dimatikan (apoptosis) agar tidak berkembang
menjadi tomur yang selanjutnya akan menjadi kanker.

2.Tahap mitotik / mitosis : Tahap dimana sel sudah melakukan pembelahan yang
terdiri tahap kariokinesis(pembagian inti sel yang terdiri dari 4 tahapan ) dan
sitokinesis (pembagian membran inti) .

Tahap kariokinesis

a. Profase: Tahap profase dibagi menjadi profase awal dan profase akhir. Pada
tahap profase awal kromosom memendek dan menebal, sentrio; membelah
kearah kutub yangberlawanan, dan sentriol mebentuk benang spindle .Pada
tahap profase akhir inti sel dan membran inti hancur dan kromosom
membentuk 2 salinan yang terikat pada bagian sentromernya.

b. Metafase : kromosom berbaris dibidang ekuator dan masing masing
kromosom terikat pada benang spindle dari sentromer pada kutub kutubnya.

c. Anafase :Kromosom telah terpisah menjadi kromatid karena pememdekan
benang spindle kea rah bagian masing masing

d. Telofase : pada tahap telofase terdiri dari telofase awal dan telofase akhir.
Telofase awal terjadi pembagian sel menjadi 2 bagian. Tahap telofase akhir
sentriol menyatu lagi, inti sel dan membran nucleus terbanetuk lagi dan
kromosom menjadi bennang benang kromatin

Tahap sitokinesis

Dilakukan saat tahap telofase akhir berlangsung dengan ditandai penguraian
benang spindle dan terbentuknya cincin mikrofilamen yang mebagi sel
menjadi 2 bagian di bekas bidang ekuator

Meiosis

Sel pada tubuh manusia yang tidak dihasilkan oleh mitosis hanyalah sel gamet.Sel
gamet berkembang dari sel khusus yang disebut germ cell di dalam gonad (ovari
pada wanita dan testis pada pria) (Figure 13.5).Bayangkanlah apa yang akan
terjadi bila gamet manusia membelah secara mitosis? Pada organisme yang
bereproduksi secara sexual, gamet dibentuk melalui meiosis.Meiosis mengurangi
jumlah set kromosom dari dua set menjadi satu set di dalam sel gamet. Sebagai
akibat dari meiosis, tiap sel gamet manusia adalah haploid (n: 23). Fertilisasi
mengembalikan jumlah kromosom menjadi dua set dengan terjadinya
penggabungan dua sel haploid. Demikian seterusnya sehingga siklus hidup
manusia berulang dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Tahap Meiosis:

Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi pada sel germinativum untuk
menghasilkan gamet pria dan wanita, yaitu masing-masing sperma dan sel
telur.Meiosis memerlukan dua pembelahan sel, meiosis I dan meiosis II, untuk
mengurangi jumlah kromosom menjadi jumlah haploid 23.Seperti pada mitosis, sel
germinativum pria dan wanita (spermatosit dan oosit primer) pada awal meiosis I
mereplikasi DNA mereka sehingga setiap ke-46 kromosom tersebut digandakan
menjadi sister chromatid. Namun, berbeda dengan mitosis, kromosom-kromosom
homolog kemudian bergabung membentuk pasangan-pasangan, suatu proses yang
disebut sinapsis. Pembentukan pasangan bersifat eksak dan titik demi titik kecuali
kombinasi XY.Pasangan-pasangan homolog kemudian berpisah menjadi dua sel
anak.Segera sesudahnya, terjadi meiosis II yang memisahkan kromosom ganda
(sister chromatid) tersebut.Karena itu, setiap gamet mengandung 23 kromosom.

Meiosis I

Meiosis I (divisi reductional) memisahkan homolog pasang kromosom, sehingga
mengurangi jumlah dari diploid (2n) untuk haploid(1n). Dalam gametogenesis,
ketika sel-sel germinal berada dalam fase S dari siklus sel meiosis sebelumnya,
jumlah DNA dua kali lipat menjadi 4n tetapi jumlah kromosom tetap pada 2n (46
kromosom).

Crossover (tukar silang), suatu proses yang sangat penting dalam meiosis I, adalah
pertukaran segmen-segmen dkromatid antara pasangan kromosom yang homolog.
Segmen-segmen kromatin putus dan dipertukarkan sewaktu kromosom homolog
memisah. Sewaktu terjadi pemisahan, titik-titik pertukaran menyatu untuk
sementara dan membentuk struktur seperti huruf X. Umumnya terjadi sekitar 30
sampai 40 crossover (satu atau dua per kromosom) antara gen-gen yang terpisah
jauh di satu kromosom pada setiap pembelahan meiosis I.

ProfaseI

Profase I, dimulainya meiosis, dimulai setelah DNA telah dua kali lipat menjadi 4n
dalam fase S. Profase dari meiosis I bertahan lama dan dibagi ke dalam lima tahap
sebagai berikut:

1. Leptotene
kromosom individu, terdiri dari dua kromatid bergabung di sentromer, mulai
berkondensasi, membentuk helai panjang dalam nukleus.

2. Zygotene
pasang homolog kromosom perkiraan satu sama lain, berbaris di register (gen
lokus untuk lokus gen), dan membuat sinapsis melalui kompleks synaptonemal,
membentuk suatu tetrad.

3. Pakiten
Kromosom terus mengembun, menjadi lebih tebal dan lebih pendek; chiasmata
(crossing atas situs) yang dibentuk sebagai pertukaran acak bahan genetik
terjadi antara kromosom homolog.

4. Diplotene
Kromosom terus mengembun dan kemudian mulai terpisah, chiasmata
mengungkapkan.

5. Diakinesis
Kromosom mengembun maksimal dan nucleolus hilang, seperti halnya amplop
nuklir, membebaskan kromosom ke dalamsitoplasma.

Metafase I

Metafase I ditandai dengan homolog pasang kromosom, masing-masing terdiri dari
untuk kromatid, berbaris pada pelat khatulistiwa poros meiosis. Selama metafase I,
kromosom homolog sejajarkan sebagai pasangan pada pelat khatulistiwa aparatus
gelendong secara acak, memastikan reshuffle berikutnya kromosom ibu dan
ayah. serat spindle menjadi melekat pada kinetochores kromosom.

Anafase I

Anafase I terbukti ketika pasang kromosom homolog mulai menarik terpisah,
mulai migrasi mereka ke kutub yang berlawanan dari sel.

Dalam anafase I, kromosom homolog bermigrasi dari satu sama lain, pergi ke
kutub yang berlawanan. Setiap kromosom masih terdiri dari dua kromatid.

Telofase I

Selama telofase I, kromosom migrasi, masing-masing terdiri dari dua kromatid,
mencapai kutub yang berlawanan.

Telofase I mirip dengan telofase mitosis. Kromosom mencapai kutub berlawanan,
inti yang direformasi dan sitokinesis terjadi, sehingga menimbulkan dua sel
anak.Setiap sel memiliki 23 kromosom, yang haploid (Dalam) nomor, tetapi karena
masing-masing kromosom terdiri dari dua kromatid, kandungan DNA masih
diploid. Setiap dua sel anak yang baru dibentuk memasuki meiosis II.

Meiosis II

Meiosis II (Divisi Khatulistiwa) terjadi tanpa hasil sintesis DNA dan cepat melalui
4 fase dan sitokinesis untuk membentuk sel anak empat masing-masing dengan
jumlah kromosom haploid.

Divisi khatulistiwa tidak didahului oleh fase S. Sangat mirip dengan mitosis dan
dibagi menjadi profase II, metafase II, anafase II, telofase II, dan sitokinesis. Baris
kromosom di khatulistiwa, kinetochores melekat pada serat gelendong diikuti oleh
kromatid bermigrasi ke kutub yang berlawanan, dan sitokinesis membagi masing-
masing dari dua sel, menghasilkan total empat sel anak dari sel sel kuman asli
diploid. Masing-masing dari empat sel mengandung sejumlah haploid DNA dan
sejumlah kromosom haploid.

Tidak seperti sel-sel anak yang dihasilkan dari mitosis, yang masing-masing berisi
jumlah diploid kromosom dan merupakan salinan identik dari yang lain, empat sel
yang dihasilkan dari meiosis mengandung jumlah haploid kromosom dan genetika
berbeda dengan reshuffle kromosom dan menyeberang.Demikian, setiap gamet
mengandung genetik unik yang saling melengkapi.

Akibat pembelahan meiosis,

1. Variabilitas genetik ditingkatkan melalui tukar silang yang menyebabkan
redistribusi bahan genetik, dan melalui distribusi acak kromosom homolog ke
sel anak; dan

2. Setiap sel germinativum mengandung jumlah kromosom yang haploid
sehingga saat pembuahan jumlah diploid 46 terpulihkan.

Amitosis

Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa
melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-
sel yang bersifat prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang.

Prosesnya dimulai dengan Inti sel yang membelah menjadi dua (kariokenesis), lalu
diikuti dengan sitokinesis (pembelahan sitoplasma).Karena pada pembelahan ini
setiap sel membelah menjadi dua sel yang identik, maka disebut pembelahan biner.

Komunikasi Sel

A. Definisi

Komunikasi diantara sel-sel mutlak diperlukan organisme multiseluler. Kemampuan
sel berkomunikasi dengan sesama sel di sekitarnya berfungsi untuk mempertahankan
homeostasis atau keseimbangan serta untuk mengontrol pertumbuhan dan perkembangan
tubuh sebagai satu kesatuan.

B. Bentuk Klasifikasi Komunikasi Sel

1) Komunikasi langsung,

adalah komunikasi antar sel yang sangat berdekatan. Komunikasi ini terjadi dengan
mentransfer sinyal listrik (ion-ion) atau sinyal kimia melalui hubungan yang sangat erat
antara sel satu dengan lainnya. Gap junction merupakan protein saluran khusus yang dibentuk
oleh protein connexin. Gap junction memungkinkan terjadinya aliran ion-ion (sinyal listrik)
dan molekul-molekul kecil (sinyal kimia), seperti asam amino, ATP, cAMP dalam sitoplasma
kedua sel yang berhubungan.

2) Komunikasi lokal,

adalah komunikasi yang terjadi melalui zat kimia yang dilepaskan ke cairan ekstrasel
(interstitial) untuk berkomunikasi dengan sel lain yang berdekatan (sinyal parakrin) atau sel
itu sendiri (sinyal autokrin).

3) Komunikasi jarak jauh

adalah komunikasi antar sel yang mempunyai jarak cukup jauh. Komunikasi ini
berlangsung melalui sinyal listrik yang dihantarkan sel saraf dan atau dengan sinyal kimia
(hormon atau neurohormon) yang dialirkan melalui darah.

C. Komunikasi Sel

Komunikasi sel terbagi menjadi 3, yaitu:

1. Gap Junction

Yaitu sekumpulan saluran/kanal antar sel yang menghubungkan kompartemen sitoplasma
dari sel-sel yang berdekatan, membentuk jalur komunikasi langsung antar sel.

2. Molekul Pembawa Sinyal

Melalui molekul pembawa sinyal di permukaan membrane sebagian sel yang memungkinkan
sel tersebut secara langsung berhubungan dan berinteraksi dengan sel tertentu lain dengan
cara khusus.

3. Perantara Kimia

Sel berkomunikasi dengan sesamanya melalui zat perantara kimiawi antar sel, yang terdiri
dari empat jenis:

a. Parakrin, yaitu zat perantara kimia local yang efeknya hanya bekerja pada sel-sel di sekitar
yang dekat dengan tempat pengeluarannya.

b. Neurotransmitter, yaitu sel saraf (neuron) berkomunikasi secara langsung dengan sel
sasaran dengan mengeluarkan zat perantara kimiawi yang jarak jangkauannya sangat pendek.

c. Hormon, yaitu zat perantara kimiawi jarak jauh yang secara spesifik disekresikan ke dalam
darah oleh kelenjar endokrin sebagai respons terhadap sinyal yang sesuai.

d. Neurohormon, yaitu hormone yang dikeluarkan ke dalam darah secara spesifik oleh neuron
neurosekretorik.

Dalam penyampaian molekul sinyal terdapat empat tipe, yaitu:

1) Endokrin: sel target jauh, mengggunakan mediator hormon. Hormon dibawa melalui
pembuluh darah.

2) Parakrin: mediator lokal. Mempengaruhi sel target tetangga, dirusak oleh suatu enzim
ekstraselular atau diimobilisasi oleh Ekstra Selular Matriks

3) Autokrin: Sel responsif terhadap substansi yang dihasilkan oleh sel itu sendiri

4) Sinaptik: Penyampaian sinyal dapat dilakukan dengan cara protein dari suatu sel
berikatan langsung dengan protein lain pada sel lain.

D. Proses Pensinyalan Sel

Ketika sebuah sel bertemu dengan sinyal, sinyal tersebut harus dikenali terlebih
dahulu oleh molekul reseptor,dan informasi yang dibawa oleh sinyal tersebut harus diubah
kebentuk lain ( ditranduksi ) didalam sel sebelum sel yang bersangkutan dapat meresponnya.

Jenis-jenis sinyal:

Protein; Pepsida; Asam amino;
Nukleutida; Steroid; Gas

Menurut Earl W.Sutherland ada 3 tahap proses pengolahan sinyal :

1. Penerimaan ( reception )

Sinyal yang datang dari luar sel dideteksi oleh reseptor ( sel target ). Sinyal kimiawi tersebut
terdeteksi apabila sinyal itu terikat pada protein seluler pada membran sel. Ligand atau
molekul signaling dapat berupa:

• hormon, growth factor, neuro transmitter, feromon

• stimulus fisik: cahaya, panas, sentuhan

• perubahan konsentrasi metabolit

Sinyal kimiawi terdeteksi bila sinyal itu terikat pada protein seluler, yaitu protein yang
biasanya ditemukan pada permukaan sel yang bersangkutan. Kebanyakan molekul sinyal
dikeluarkan oleh sel dengan cara eksositosis atau difusi melalui membran plasma, atau terikat
pada permukaan sel sehingga hanya mempengaruhi sel yang berinteraksi dengan sel pemberi
sinyal. Posisi reseptor ada dua, yaitu:

• Reseptor Intraselular

Reseptor intraselular merupakan reseptor yang terdapat di dalam sel, ligan-ligan yang dapat
langsung menembus membran sel dan berdifusi karena sifatnya yang hidrofobik dapat
langsung berikatan dengan reseptor ini. Contohnya hormon kortikoid, progesteron, dan
estrogen.

• Reseptor di Membran Sel

Ligan yang tidak dapat menembus sel dan tidak dapat terlarut dalam lipid, dapat berikatan
dengan reseptor ini

2. Proses Tranduksi

Molekul sinyal yang terikat mengubah protein reseptor, mengawali proses tranduksi
(pengubahan sinyal ). Tahap tranduksi ini mengubah sinyal menjadi suatu bentuk yang dapat

Makgab skenario 1

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a Makgab skenario 1

Semelhante a Makgab skenario 1 (20)

Último

Último (20)

Makgab skenario 1