BIOLOGI SEL Dra. Sri Rejeki Rahayuningsih MSi

Report
BIOLOGI SEL
(Dra. Sri Rejeki Rahayuningsih Msi)


Pokok Bahasan: ORGANEL
Sub Pokok Bahasan:










Membran Plasma
Sitoplasma
Retikulum Endoplasma
Kompleks Golgi
Lisosom
Mitokondria
Plastida
Mikrobodi
Mikrotubul
Silia dan Flagela
MEMBRAN PLASMA& DINDING SEL






1. PENDAHULUAN
2. KOMPOSISI KIMIA
3. STRUKTUR MEMBRAN PLASMA
4. STRUKTUR KHUSUS M. PLASMA
5. FISIOLOGI MEMBRAN PLASMA
6. SELAPUT EXTRA M. PLASMA
1. PENDAHULUAN


Struktur selnya diselimuti oleh membran
plasma (membran sel) yang tersusun dari
lemak lapis ganda. Di sela-sela lapisan lemak
ini terdapat sejumlah protein integral yang
memungkinkan terjadinya lalu lintas molekulmolekul tertentu dari dalam dan ke luar sel.
Kebanyakan prokariot juga memiliki dinding
sel yang kuat di luar membran plasma untuk
melindungi sel dari lisis, terutama ketika sel
berada di dalam lingkungan dengan
osmolaritas rendah.
Pendahuluan.






Permukaan luar protoplasma diselubungi membran
hidup,tipis ( 70-100 A˚), elastis, semifrmeabel, trilaminar,
lipoprotein
Membatasi protoplasma dari lingk.luar: membran
sitoplasma: m. Sel: plasmalemma: membran plasma
Membran plasma terletak antara dinding seldan
sitoplasma ( bakteri& dinding sel tumbuhan)
Pada hewan: mrp membran paling luar
W. Pfeffer (1890)- m. Plasma tidak dapat dibedakan dg
sitoplasma (mikroskop cahaya)
Dg mikroteknik- m.plasma dpt diisolasi dan dilihat dengan
mikroskop elektron( ex: Eritrosit, sel hati, sel otot, Amoeba,
sel telur, Bakteri dll.
2. Komposisi kimia Membran plasma




Terdiri: Protein, Lipid (20-70 %)-& Oligosakarida
1-5% oligosakarida terikat lipid- glikolipid
Protein – glikoprotein
Ratio lipid-protein pada membran sel berbeda-beda
ex: Mielin – jumlah lipid predominan
a. Fraksi lipid






Ada 20-70% lipid terdiri dari : fosfolipid, kolesterol
dan galaktolipid.
Pada membran sel yang berbeda, akan berbeda
proporsinya
Ex. Fosfolipid netral: fosfatidilkolin, fosfatidil etanol
amin, spingomielin ( tidak bermuatan, pada pH netral,
terikat kuat pada bilayer)
Ex. Fosfolipid asam (5-20%) : f. Inositol, f. Serin,
kardiopilin, f. Gliserol, sulpolipid ( bermuatan -, terikat
dg protein mll ik. Lipid- protein
Lipid tdr dr: kepala (gliserol, hidrofil) dan ekor ( as.
Lemak, hidropob)
Sel yang berbeda komposisi asam lemaknya beda ex:
Eritrosit ( as stearat, oleat, linoleat & as archidonat)
b. Fraksi Karbohidrat
Bell (1962)- karbohidrat m plasma: hexosa,
hexosamin, fukosa, as sialat ( eritrosit & sel liver)
terikat protein
 As. sialat terikat dg protein (N-asetil galaktosamin)
pada perm. Luar membran- sensitif thd
Neuraminidase
 As. Sialat (sedikit) terdapat dalam bentuk
Gangliosida pada membran plasma sel liver (
glikolipid)

c. Fraksi Protein
Mrp kandungan utama membran plasma shg
tdp dlm jml yang signifikan
 Berperan: protein struktural, channel& karier
ion, transport elektron& mineral, ligan
pengenalan, enzim& antigen dan sbg molekul
reseptor
 i). Protein struktural:
Ekstrinsik ( peripheral)

intrinsik ( integral)

Protein peripheral (ekstrinsik)




Terdapat pada perm. Membran
Dapat diuraidg treatmen lunak
larut dalam air tetapi tidak larut dalam lemak ex:
spektrin (eritrosit), ATP-ase dan sitokrom ( mitokondria),
asetilkolin esterase (m elektroplax)
Spektrin mrp 30% protein membran tdr 2 polipeptida
dg BM 255.000 & 220.000, ATP-ase mitokondria (BM
70.000 )
Protein Integral ( Intrinsik)





70% protein membran, tdp pd lipid bilayer
Tdk larut dlm air & detergen ( selalu dlm bentuk
non-agresasi)
Terikat fosfolipid ( lipoprotein- proteolipid)
Terikat oligosakarida- glikoprotein. Ex: Rhodopsin,
sitokrom oxidase
Kebanyakan protein integral membran plasma
bersifat hdrofob (proteolipid), ttp dpt larut dalam
pelarut organik&terikat kuat dg lipid
Protein integral (lanjutan)





Glikoprotein: BM 55.000 ( 60% brp karbohidrat)
Protein intrinsik eritrosit ( BM 95.000)
Bentuk Globular, kasar, berh. dg fermeabilitas Anion
Dg lithium diodisalisat atau fenol ( glikoprotein
integral(glikoporin)- dilepas dari eritrosit
Ujung COOH (hidrofob), ujung NH2 (hidrofil)
ii. Protein Enzim membran plasma





Chambers&Chambers(1961)
pd sel yg terlibat
transport aktif tdp enzim pd perm. Sel
protein
struktur protein enzim
± 30 enzim diisolasi dari membran plasma ex: 5nukleosidase, Adenilsiklase, Alkalin fosfatase, asam
fosfomonoesterase, RNAse, dll.
Bbrp enzim tdp pd tempat khusus: alkalin fosfatase,
ATPase, disakaridase
Membran plasma Eukariot tdp enzim rantai respirasi
dan aktivitas glikolisis
Enzim Na+_K+ aktivasi_Mg+ATPase
mrp suatu
enzim yg sangat penting
peran transver ion mll
membran plasma. Enzim tgt mol. Lipid menjadi tidak
aktif bila lipid diekstraksi
MEMBRAN SEL
Membran sel berfungsi
-Membatasi sel dengan lingkungan
-Media komunikasi sel dengan lingkungan
-Mengontrol lalu lintas zat keluar dan masuk sel
-Membatasi organel-organel
Membran sel
Tersusun dari lipid dan protein (penyusun utama) dan
makromolekul lain (karbohidrat)
Membran sel merupakan lapisan ganda (bilayer)
-terdiri dari lipid dan protein
-model: mosaik fluida
Phosphate
Fatty acid
Hydrophobic
Phosphate group
Hydrophilic
Tersusun : bilayer
Fatty acid
Fosfolipid bilayer
polar
hydrophilic
heads
nonpolar
hydrophobic
tails
polar
hydrophilic
heads
Pada tahun 1972, S.J. Singer & G. Nicolson mengusulkan
model membran sel bahwa protein membran tersisip pada
lapis bilayer fosfolipid
Disebut dengan
model mosaik fluida
Glycoprotein
Extracellular fluid
Glycolipid
Phospholipids
Cholesterol
Peripheral
protein
Cytoplasm
Transmembrane
proteins
Filaments of
cytoskeleton
Membran sel terdiri dari protein dan molekul lain yang tertanam yang
tertanam dalam matrik fluida bilayer lipid
FLUID- karena phospholipid dan protein dapat bergerak bebas
dalam lapisan seakan-akan cairan.
MOSAIC- karena pola yang dihasilkan oleh protein tersebar saat
membran dilihat dari atas.
Protein membran
Membran sel dan membran organel memiliki susunan protein yang unik
Membrane proteins
peripheral proteins
Terikat secara longgar pada permukaan membran
Dapat merupakan cell surface identity marker (antigens)
integral proteins
Berpenetrasi pada bilayer lipid
Transmembrane protein
Transport protein
channels, pompa
Protein peripheral
Protein integral
Struktur protein transmembran
Model pita ini menjelaskan
struktur sekunder α heliks dari
bagian hidrofobik protein yang
terletak hampir di dalam inti
hidrofobik membran
Protein dalam membran
Polar areas
of protein
Di dalam membran
Asam amino anonpolar
Hydrophobic
Protein dalam membran
Pada permukaan luar membran
Asam amino polar
Hydrophilic
Memperpanjang ke cairan
ekstraseluler dan ke sitosol
Nonpolar areas of protein
Outside
Plasma
membrane
Inside
Transporter
Enzyme
activity
Cell surface
receptor
Cell surface
identity marker
Cell adhesion
Attachment to the
cytoskeleton
Karbohidrat membran
Berperan dalam pengenalan sel – kemampuan sel untuk
membedakan sel yang satu dengan sel lainnya
- antigen
Penting pada perkembangan jaringan dan organ
Dasar pada penolakan sel asing oleh sistem imun
Transpor seluler
Passive transport – tidak memerlukan energi untuk
memindahkan partikel.
Active transport – memerlukan energi untuk mentranspor
partikel.
Pergerakan melintasi membran sel
Difusi
Pergerakan zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah
Transpor pasif : tidak memerlukan energi
Osmosis
movement of water
osmosis
Osmosis adalah diffusi air
Difusi air dari konsentrasi air tinggi ke konsentrasi air
rendah
melalui membran semipermeabel
TRANSPOR AKTIF
low
conformational change
ATP
high
Molekul-molekul dapat
bergerak melawan gradien
konsentrasi
Perubahan bentuk,
mentransport solute dari satu
sisi membran ke yang lainnya r
protein “pump”
“costs” energy = ATP
3. Struktur Membran plasma





Gorter&Grendel (1925) Lipid sel eritrosit punya
2 lapis mol lipid, dg sisi hidrofob berhadapan lurus
satu dg lain Teori lipid bilayer
Ada 3 teori :
a. Teori Lamelar ( Danielli&Davson, 1970)
b. Teori Micelar( Heller&Hoffman, 1957)
C.Teori Fluid Mosaik (1970)
4. Struktur khusus Membran plasma




Permukaan sel tertentu melakukan aktivitas fisiologis
seperti:Sekresi,Transfortasi dll.,shg mengalami modifikasi
membran plasma
a. Evaginasi membran plasma ( mikrofili pada epithel usus)
B. Invaginasi ( Septa pada sel yg yg transfort aktif) misal:
ginjal)
Struktur khusus untuk pengenalan ( desmosoma,
Hemidesmosom, desmosom septat, Zonula adheren,
Interdigitasi, tight junction (zonula occludus), dan gap
junction (nexus)
5.Fisiologi Membran plasma








M. Plasma berperan penting sbg pembatas tipis yang
memisahkan internal dan eksternal. Sehingga tdp fungsi
fisiologis sbg:
a. Permeabilitas : Impermeabilitas, Semipermeabel,
Permeabel selektif dan,dialising
b. Osmosis: Eksosmosis, Endosomosis
c. Difusi (transfort pasif)
d. Transport aktif
e. Transport aktif melalui porus
f. Sistem Permease
g. Endositosis : pinakositosis , pagositosis ( ultra pagositosis
dan kromopeksi) dan eksositosis : Emeiositosis/cell vomiting
6. Selaput ekstra membran plasma
A. Pada sel hewan
- Struktur : membran basal, lamina basal, “ boundary layer”,
glykoprotein mantle, lamina eksterna, glikokalik
- Bennet(1963): glikokalik mrp glikoprotein & polisakarida yg
menutup seluruh perm. sel, mempunyai rantai samping oligosakarida
pd glikolipid & glikoprotein terbuka kearah perm. luar membran
- Pd gb. 6.3: membran plasma & Cell coat punya muatan (-) pd
ujung asam, glikoprotein dan gangliosida mengikat ca2+ dan Na+
- Biosintesis glikoprotein: glikokalik tjd pd ribosom RE yg mengalami
glikosilasi di AG shg terbentuk cellcoat sbg produk sekretoris
- Fungsi glikokalik : sbg molekul recognition, filteration, maintenance
of the microenvironment of the cell & antigenicity
6. Selaput ekstra membran plasma

B. Pada sel bakteri (Dinding sel)
Ciri2 :
- gram (+) lebih tebal ( 150-200Aº)dr gram (-) : 75- 120 Aº
- lebih kompleks dr tumbuhan, yi. makromolekul mukokomplek ( 2
gula sederhana: As. N-asetilglukosamin & N-asetil muramat dengan
3-4 as. amino: as. Glutamat, alanin, glisin, lisin) terikat dg
ik.glikosida
- gram (+) = as. Teikoat dan mukokomplek
- gram (-) = tdkada as. Teikoat dan sedikit mukokompleks, tdp lipid
(20-30%),protein dan polisakarida
- dg ME = gram (-) terdapat beberapa lapis dinding sel ( Escherichia
coli, lap. Paling luar mrp kompleks lipoprotein polisakarida yang
berfungsi sebagai proteksi , mekanis dan bentuk bakteri
6. Selaput ekstra membran plasma
C. Pada sel tumbuhan (Dinding sel)
- Mrp pelindung paling luar ( seluas membran plasma
bersifat kaku, memberi bentuk sel shg menentukan bentuk
sel tumbuhan. Ex: parenkim, kolenkim dst.
- Struktur: tersusun dr selulosa (utama),hemiselulosa, pektin,
lignin, kutin ( sendiri atau bersama selulosa), tdp juga
mineral Ca & Mg
- Selulosa : ±3000 glukosa (rantai panjang), dimana
sekumpulan selulosa (±100 mol) bersatu membentuk misel,
mikofibril( 20 misel) tersusun paralel membentuk
makrofibril dan terbentuk dinding sel

Dinding sel tumbuhan
- hemiselulosa : tdr dr monosakarida( arabinosa, xilosa, manosa,
galaktosa, kadang2tdp pd makrofibril selulosa
- pektin : asam glukoronat, asam galakturonat
- lignin : koniferil alkohol
- kutin: asam lemak
- kitin : polimer glukosamin

Dinding sel tumbuhan: Primer, Sekunder dan tersier
a. Dindng Sel Primer :
- lap. Paling luar, dibentuk pada waktu meristematis, tipis, fermeabel,
penyusun utama : selulosa (bisa dg yg lain). Pd tmb tertentu, tdp
lignin dan suberin pd epidermis daun & batang. Bila ada kutin& lilin
(mjd impermiabel). Pd yeast& fungi: tdr dr kitin
Dinding sel tumbuhan

b. Dinding Sel Sekunder:
- terbentuk setelah dinding sel primer, tebal, permeabel, terletak
antara membran plasma dan dinding sel tersier
- tersusun dari 3 lapisan konsentris, tdr dari makrofibril selulosa,
kadang2 tdp lignin ( interfibril)

c. Dinding sel tersier
- pada tmb tertentu tdp dinding sel tersier yg beda dg dinding sel
primer dan sekunder ( ditandai dg adanya xilan selain selulosa)

d. Lamela tengah
- sebagai pengisi matriks interselular, tersusun dari : pektin, lignin dan
protein
Ultrastruktur dinding sel

Dg ME terlihat ada 2 bagian utama:
 a.
mikrofibril selulosa ( tanpa hemiselulosa ) dan pektin
 b. Matriks tempat mikrofibril berada



Pada dinding sel primer, mikrofibril tersebar
Pada dinding sel sekunder, mikrofibril lebih tebal tersusun
paralel dan lebih padat
Plasmodesmata: juluran sitoplasma, mrp jembatan antara
2 sel bertetangga, shg tdp hub.sitoplasma berperan untuk
sirkulasi interselular (nutrisi, gas,ion dan substansi lain)
Asal pembentukan dinding sel


Retikulum endoplasma dan Aparat Golgi, mikrotubul dll.
Berperan dlm pembentukan dinding sel, yg mrp produk dr
sitoplasma. Terbentuk segera setelah pembelahan sel
Proses:
 Pragmoplas(
vesikula kecil dibentuk RE ),masih dalam
bentuk pragmosom bergerak ke bidang equator (fusi)
membentuk lempeng sel , kemudian ditambahkan sekret
AG & mikrotubul ( membentuk membran lempeng sel)
pertamakali lamela tengah (pektin) tdp pd pusat
lempeng, selanjutnya ditambahkan fibril pd kedua sisi,
terbentuk dinding sel primer pada 2 sel anakan. Dibentuk
membran plasma di bagian luar , setelah ditambahkan
selulosa,hemiselulosa, pektin pada dinding sel primer
maka terbentuk dinding sel sekunder
Pertumbuhan dinding sel




Pada Alga, pertumbuhan ditandai dg peluruhan bagian
luar dan penambahan bagian dalam dgmateri baru
Pada tumbuhan tk. tinggi, fibril mengalami reorientasi
dan pemanjangan, pgperm.dalam dibentuk fibril baru dg
orientasi dan arah yg sama ( pertumbuhan sel tumbuhan
diatur oleh hormon auxin)
Lignifikasi : struktur dinding sel stabil dg adanya lignin
pada matriks sel. Proses ini diperlukan pd tumbuhan
transisi dr perairanke daratan (evolusi)
Fungsi dinding sel :
untuk kekuatan mekanis, sebagai
rangka ( pada hewan = skeleton)
Periplasm
The periplasm is the “stuff” in
that space,
- A hydrated gel including the PG
- Binding proteins that aid in
transport
- Hydrolytic enzymes for breaking
down large molecules
- Chemoreceptor proteins that
help direct swimming
- Enzymes for synthesizing PG, OM
Must be in Gram + bacteria
also.
Glycocalyx: capsules and slime layers
“Sugar covering”: capsules are firmly
attached, slime layers are loose.
Multiple advantages to cells:
-prevent dehydration
kapsul
-absorb nutrients
-protection from predators, WBCs
sel
-protection from biocides (as part of biofilms)
-attachment to surfaces and site of attachment by others.
Structure of LPS
extends from cell
surface.
contains odd
sugars e.g.
KDO.
Gln-P and fatty acids
take the place of
phospholipids.

similar documents