Tampilkan postingan dengan label RANGKUMAN. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label RANGKUMAN. Tampilkan semua postingan

SEL KOMUNIKASI


Sel Komunikasi

Organisme haruslah mampu berkomunikasi. Umumnya komunikasi dilakukan untuk memediasi perkawinan atau ‘mating’. Dengan perkembangan organisme multiseluler, kelompok sel yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda dan menjadi penting bagi sel untuk mengkomunikasikan banyak aspek hidupnya. Beberapa kelompok sel juga berperan dalam memgontrol tingkah laku kelompok sel lain.
Terdapat tiga tipe intercellular signaling :
  • Parakrin – Sel mengsekresikan substansi yang mempengaruhi sel lain di sekitarnya
  • Sinaptik – Pensinyalan pada sel saraf dimana sel saraf melepaskan molekul neurotransmitter ke sinapsis
  • Endokrin/Hormonal – Sel di satu bagian tubuh mengirimkan hormon melalui aliran darah untuk mempengaruhi bagian lain
Melihat pembagian tipe diatas, jelas bahwa tipe signaling interseluler didefinisikan juga berdasarkan jarak antara sel yang sel yang menghasilkan dengan sel target.
Signaling interseluler juga dapat diklasifikasikan berdasarkan cara molekul pada sel penghasil sinyal mempengaruhi sel target. Hal ini disebut ‘modes of intercellular communication’ yang dapat dibedakan menjadi:
  • Komunikasi melalui molekul yang dapat berdifusi
  • Komunikasi melalui kontinuitas seluler
  • Komunikasi melalui kontak sel
  • Komunikasi melalui matriks ekstraseluler
Molekul yang dapat berdifusi: Reseptor permukaan
  • Molekul yang larut dalam air (tidak dapat berdifusi melalui lipid bilayer)
  • Contoh : hormon peptida & growth factors; neurotransmitters
  • Mengatur fisiologi sel dalam jangka pendek, mengatur aktivitas gendalam jangka panjang
  • Mengarah pada intracellular signaling dengan melibatkan ion kalsium, cAMP, fosforilasi protein, dll.




Molekul yang dapat berdifusi: Reseptor intraseluler
  • Molekul yang larut dalam lipid yang dapat berdifusi melewati lipid bilayer
  • Misalnya hormone sex: estrogen & progesteron; pheromon

Kontinuitas Seluler
1. Yang tidak terspesialisasi:
·         plasmodesmata pada tumbuhan dan koneksi antara sel yang membelah pada perkembangan embrio awal
·         dapat sangat besar pada tanaman sehingga sering organel sel dapat lewat dari sel yang satu ke sel lainnya.
2. Yang terspesialisasi:
·         merupakan Gap Junctions yang mengijinkan terjadinya coupling elektrik atau fisiologis sel melalui difusi interseluler molekul-molekul kecil (seperti ion, cAMP, cGMP, dll.)

Komunikasi dimediasi oleh adanya kontak
• Adhesi sel menyebabkan terjadinya respon seluler

Dimediasi ECM (ekstraseluler matriks)
Matrik ekstraseluler berpengaruh terhadap cara sel menjalani kehidupannya dan bagaimana sel berkomunikasi dengan sel lainnya.
  • Matriks ekstraseluler terdapat di antara semua sel dan jaringan
  • Merupakan network proteins & karbohidrat
  • Terspesialisasi sebagai lamina basal, membrane basal
  • Mengatur komunikasi interseluler

Transduksi sinyal melalui reseptor permukaan
Ketika sebuah ligan yang tidak permeable terhadap membrane (misal hormone peptida) berikatan dengan reseptor, maka akan mengaktifkan reseptor tersebut. Aktivasi ini biasanya melibatkan perubahan formasi protein. Perubahan ini memiliki implikasi yang berbeda tergantung pada ligan dan reseptor. Misalnya dapat menyebabkan reseptor/ligan berikatan dengan protein lain (misalnya enzim) menyebabkan kompleks reseptor teraktivasi. Kompleks reseptor yang teraktivasi selanjutnya mengaktifkan efektor (enzim) yang mengakibatkan perubahan fisiologi sel. Atau dapat langsung mengakibatkan aktivasi faktor transkripsi yang mengatur aktivitas gen.
Tipe reseptor permukaan
Terdapat beberapa tipe reseptor permukaan yaitu:
  • Reseptor yang berhubungan dengan ion channel
  • Resptor yang berkaitan dengan G-Protein
  • Reseptor yang berhubungan dengan tirosin kinase
Reseptor yang berhubungan dengan ion channel
Pada tipe ini reseptor adalah sebuah ion channel. Ligan berikatan pada reseptor dan membuka channel. Akibatnya ion mengalir ke dalam sel, berikatan dengan berbagai protein dan mengaktifkan berbagai protein.

G-Protein Coupled Receptor (GPCR)
Reseptor ini juga disebut G-Protein Linked Receptor (GPLR). Pada tipe ini reseptor menggunakan G protein sebagai intermediet. Ligan berikatan dengan reseptor membentuk Ligand/Receptor complex binds G protein. G protein diaktifkan dan berikatan dengan efektor (dapat berupa enzim). Selanjutnya enzim menjadi aktif.

G Proteins dan Siklus G protein
G protein berada pada membrane sel dan memediasi fungsi G protein linked receptors (GPCRs). G protein merupakan heterotrimeric karena terdiri dari tiga subunit yang berbeda. Subunit-subunit tersebut adalah α, β, γ. Subunit α merupakan komponen enzimatik. Subunit ini mengikat GTP dan menghidrolisisnya menjadi GDP. Subunit β dan γ tetap berikatan satu sama lain dan berasosiasi dengan subunit α saat berikatan dengan GDP.

Tipe G protein linked receptors ini berupa protein membrane yang bekerjasama dengan protein G dan protein lainnya, biasanya sebuah enzim (atau disebut juga efektor). Jika tidak ada molekul sinyal ekstraseluler spesifik untuk reseptor, protein berada dalam keadaan tidak aktif. Protein G inaktif memiliki satu molekul GDP yang terikat padanya. Jika molekul sinyal terikat pada reseptor, reseptor akan berubah bentuk sehingga reseptor ini mengikat dan mengaktifkan G protein. Satu molekul GTP menggantikan GDP pada protein G. Protein G aktif mengikat dan mengaktifkan enzim dan memicu langkah selanjutnya dalam jalur dan menghasilkan respon sel. Protein G kemudian mengkatalis hidrolisis GTP dan melepaskannya dari enzim, sehingga siap digunakan kembali.
Reseptor tirosin kinase
Reseptor untuk faktor pertumbuhan sering berupa reseptor tirosin kinase yaitu salah satu kelas reseptor membrane plasma yang dicirikan dengan adanya aktivitas enzimatik. Bagian dari protein reseptor pada sisi sitoplasmik membrane berfungsi sebagai enzim yang disebut tirosin kinase yang mengkatalisis transfer gugus fosfat dari ATP ke asam amino tirosin pada protein substrat. Reseptor tirosin kinase merupakan reseptor membrane yang melekatkan fosfat ke protein tirosin.
Sebelum molekul sinyal terikat, reseptor merupakan polipeptida tunggal. Pengikatan molekul sinyal pada reseptor tidak mengakibatkan perubahan konformasi untuk mengaktifkan sisi sitoplasmik secara langsung. Aktivasi terjadi karena pengikatan ligan menyebabkan dua polipeptida mengumpul membentuk dimer. Pengumpulan ini mengaktifkan tirosin kinase dari kedua polipeptida yang kemudian memfosforilasi tirosin pada ekor polipeptida lainnya


Pustaka:
Campbell, N.A., reece, J. B., Mitchell, L. G. 2000. Biologi. Editor Safitri, A., Simarmata, L., hardadi, H.W. Diterjemahkan oleh Penerbit Erlangga, Jakarta.
O’Day, D. 2006. Advance Cell Biology. University of Toronto, Mississauga.
http:www.fp.unud.ac.id/biotek/wp-content/uploads/pertemuaniv-komunikasi-sel.ppt

 

 

23.08 | Label: | 0 Comments  

TEKNIK MEMPELAJARI SEL


Teknik – teknik untuk mempelajari sel.


Mikroskop
Mikroskop adalah alat optik untuk mengamati benda- benda yang sangat kecil, misalnya rambut, bakteri dan sel sehingga tampak jelas.  Mikroskop sederhana terdiri dari dua buah lensa positif (cembung).  Lensa positif yang berdekatan dengan mata disebut lensa okuler.  Lensa ini berfungsi sebagai lup.  Lensa positif yang berdekatan dengan benda disebut lensa objektif.  Jarak titik api lensa objektif lebih kecil dari pada jarak titik api lensa okuler.
Resolusi dan magnifikasi
Resolusi adalah kemampuan sistem optikal untuk membedakan detil sangat kecil pada suatu spesimen (sebagai jarak terkecil antara 2 poin yang berdekatan dimana mereka dapat dibedakan dalam 2 bagian yang berbeda.
Resolusi ditentukan oleh:
a.Kemampuan mengumpulkan cahaya (numerical aperture atau N.A) lensa
    NA = n x sin α
b.Panjang gelombang (λ) cahaya yang digunakan
   Resolusi   = 0.61 x λ / NA
Komponen suatu mikroskop
  1. Sistem iluminasi - sumber cahaya dan kondensor
  2. Pegangan dan tempat spesimen
  3. Sistem lensa - obyektif dan okuler (eye piece lens, biasanya memiliki kekuatan perbesaran 10x atau 15x)
  4. Sitem fotografi (dipasang pada lensa okuler)

Mikroskop
Sistem iluminasi
Sumber cahaya menggunakan bohlam tungsten - halogen - untuk menyediakan output 100 W pada 12 V - alat ini memiliki susunan filament tunggal rata yang dipasang berdekatan dan diletakkan di amplop quartz.  Karena alat ini beroperasi pada suhu filament yang sangat tinggi, sehingga cocok untuk fotomikrograf berwarna, dengan menggunakan film yang seimbang untuk cahaya tungsten.
Kondensor digunakan untuk mengkonsentrasikan cahaya ke dalam objek dengan intensitas seragam pada keseluruhan bidang iluminasi.
Kondensor dapat diklasifikasikan berdasarkan tujuan mereka : terang - atau dasar gelap, fase kontras, atau nomarski differential interference contras.
Pengelompokkan kondensor berdasarkan pada maksimum numerical aperturenya: a) Kekuatan rendah - hingga N.A. 0.25, b) Kekuatan sedang kondensor kering hingga N.A. 0.9 dan c) Tipe minyak imersi, berkekuatan tinggi   N.A. hingga 1,4.
Perkembangan Mikroskop
Suatu objek yang diamati di bawah mikroskop dapat diabadikan dengan kamera.  Biasanya mikroskop majemuk yang mempunyai dua lensa okuler dilengkapi dengan bagian lensa untuk kamera.  Teknologi hasil karya manusia setiap waktu selalu mengalami perkembangan.  Mikroskop sederhana dan beberapa mikroskop optik lainnya hanya mampu memperbesar benda dari sekitar 100-1000 kali, sedangkan teknologi mikroskop elektron dapat menghasilkan perbesaran hingga 1.000.000 kali.
Berdasarkan sistem pencahayaannya mikroskop dibagi menjadi dua yaitu mikroskop optik dan mikroskop bukan optik.
A. Mikroskop optik, yaitu mikroskop yang proses perbesaran benda menggunakan cahaya biasa (cahaya tampak).  Jenis- jenis mikroskop optik antara lain mikroskop stereo (dissecting microscope), mikroskop majemuk (compound microscope), mikroskop polarisasi, mikroskop fase kontras (phase contrast microscopy) yang menghasilkan gambar 3 dimensi, mikroskop normaski dan mikroskop fluorescence.
Fungsi mikroskop optikal adalah:
  1. Untuk memvisualisasi detail yang sangat kecil dalam struktur suatu obyek
  2. Untuk menampilkan gambar dari obyek yang diperbesar
  3. Untuk mengukur panjang, sudut, area, dll pada suatu obyek
  4. Sebagai alat analisa untuk menentukan bagian optik suatu obyek seperti indeks refraksi, reflektansi, dan perubahan fase;
  5. Untuk mendapatkan informasi histokimia suatu objek dengan menggunakan pewarnaan.
A.1. Mikroskop stereo
Suatu alat dengan lensa obyektif.  Lensanya harus berdiameter besar karena diatasnya akan dipasangi system lensa lain yang terpisah dalam posisi parallel dan jalur sinar terpisah untuk mata kanan dan kiri.  Mikroskop ini tidak memiliki kondensor, tapi memiliki kedalaman bidang pandang dan jarak kerja yang panjang.
Kekurangan utama dari tipe obyek mikroskop stereo adalah bahwa aperture numerical dari system dibatasi oleh adanya jalur beam/cahaya ganda.  Karenanya seseorang harus menggunakan mikroskop majemuk, yang memiliki obyektif dengan diameter yang lebih besar dan karenanya meningkatkan aperture numerical.

Sumber [3]
A.2. Mikroskop majemuk (COMPOUND MICROSCOPE)
Mikroskop majemuk memerlukan kualitas yang tinggi tidak hanya pada obyektif dan bagian mata tapi juga pada kondensor substage.
a.       Instrument yang terefleksi cahaya - bagian material
b.      Mikroskop cahaya tertransmisi - bagian biologi.
A.3.  Mikroskop polarisasi
Menggunakan cahaya terpolarisasi guna menganalisa struktur yang birefringent.  Birefringence - suatu property spesimen yang transparan dengan 2 indeks refraktif yang berbeda pada orientasi yang berbeda untuk membedakan cahaya terpolarisasi ke dalam kedua komponen.
Cahaya terpolarisasi, hanya berfluktuasi/bergerak di satu dataran karena polar hanya meneruskan cahaya pada dataran tersebut.
Jika 2 polar diletakkan di atas yang lainnya, arahkan sinar ke atas dan putar relatif terhadap yang lain, akan ada 1 posisi dimana 2 dataran tertransmisi bertemu, yang akan tampak cerah.  Pada 90o terhadap orientasi ini, semua cahaya akan berhenti (gelap).
A.4.  Mikroskop fase kontras
Menggunakan retardasi cahaya spesimen untuk menghasilkan perbedaan fase yang dikonversi ke kontras.
Fase kontras menggunakan iluminasi bidang terang dengan suatu phase annulus (pada kondensor) dan phase plate (dipasang pada obyektif) pada lintas cahaya.
Aplikasi : spesimen hidup, spesimen yang tidak diwarnai
A.5. Mikroskop Normaski
Mikroskop Nomarski differential interference contrast (DIC) menggunakan kombinasi system polarisasi dan 2 pelepas sinar khusus untuk menciptakan perbedaan fase di spesimen.
Sistem ini dapat menghasilkan image 3 dimensi karena satu sisi spesimen tampak lebih terang dibandingkan yang lain seolah - oleh cahaya jatuh disana dan menghasilkan bayangan (melalui cahaya polarisasi).
Aplikasi : spesimen hidup, spesimen tanpa warna atau tebal.
A.6.  Mikroskop fluorescence
Mikroskop fluorescence hampir sama dengan mikroskop cahaya biasa dengan tambahan fitur untuk meningkatkan kemampuannya.
  • Mikroskop konvensional menggunakan cahaya tampak (400-700 nanometer) untuk iluminasi dan menghasilkan gambar sampel yang diperbesar.
  • Mikroskop fluorescence, sebaliknya, menggunakan intensitas cahaya yang lebih tinggi, yang mengeksitasi bagian berpendar pada sampel.
Mikroskop fluorescence sering digunakan untuk menggambarkan fitur khusus dari spesimen kecil seperti mikroba.  Juga digunakan untuk secara visual meningkatkan fitur 3-D pada skala kecil.
Mikroskop ini sering digunakan untuk:
  • Menampilkan komponen structural suatu spesimen kecil, seperti sel.
  • Melakukan studi viabilitas pada populasi sel (apakah mereka hidup atau mati?)
  • Menampikan materi genetik pada sel (DNA dan RNA)
  • Melihat sel - sel spesifik dalam populasi yang lebih besar dengan teknik khusus seperti FISH

Sumber [4]
Gambar memperlihatkan filter dan cermin pada mikroskop fluorescent (dari Wikipedia)
B. Mikroskop bukan optik, yaitu mikroskop yang memperbesar benda dengan bantuan radiasi panjang gelombang sinar pendek. Contohnya mikroskop sinar- X, mikroskop ion, dan mikroskop elektron.  Dari ketiga jenis mikroskop bukan optik, mikroskop elektron paling banyak digunakan.  Melalui mikroskop elektron dapat dipelajari pola - pola sel hewan, tumbuhan, dan bakteri.  Mikroskop elektron juga digunakan dalam menganalisis hasil industri dan pengontrol hasil produksi.
Cara menggunakan mikroskop
Benda yang akan diamati diletakkan di antara F dan 2F dari lensa objektif.  Bayangan yang dihasilkan bersifat nyata, diperbesar, dan terbalik.  Bayangan ini akan menjadi benda bagi lensa okuler.  Sifat bayangan yang yang dihasilkan lensa okuler ini adalah maya, diperbesar dan terbalik dari aslinya.  Bayangan ini merupakan bayangan akhir dari mikroskop yang kita lihat.
Daftar Pustaka
Bradbury, S. and Evennett, P., Fluorescence microscopy, Contrast Techniques in Light Microscopy., BIOS Scientific Publishers, Ltd., Oxford, United Kingdom (1996).
Mikroskop oleh Tim Fisika 2007.
 http://www.microscope-microscope.org/images/BWScope.jpg
http://serc.carleton.edu/images/microbelife/research_methods/microscopy/fluorescent_filters.jpg

22.43 | Label: | 0 Comments  

TEORI TITIK TUMBUH


Teori Titik Tumbuh


1) Teori Sel Apikal–Hofmeister dan Nageli

Tidak ada perbedaan khusus pada asal-usul jaringan apikal pada pucuk tumbuhan. Karena seluruh sel pada pucuk batang berawal dari satu sel tunggal.

2) Teori Histogen–Johannes Ludwig Emil Robert von Hanstein (15 Mei 1822 – 27 Agustus 1880)


Teori Histogen klasik yang diutarakan Hanstein pada 1868 menyatakan bahwa ada sejenis stratifikasi (=pengelompokan, keadaan yang bertingkat–seperti pada kata “strata sosial“) pada ujung batang tumbuhan angiospermae. Hanstein menyatakan adanya bagian pusat tanaman yang diselimuti oleh beberapa lapisan yang tersusun rapi, yang saling menyelubungi dengan ketebalan yang konstan (kamsud gw, kalo misalnya lapisan X setebal 1 mm, maka lapisan X itu akan dan hanya akan setebal itu di seluruh bagian meristem apikal). Masing-masing lapisan dipercaya terdiri dari beberapa sel meristematis yang saling bertumpukan, yang terletak pada bagian paling pucuk dari batang. Beberapa tahun kemudian, interpretasi teori Hanstein terhadap peran masing-masing lapisan sudah tidak digunakan lagi, tapi konsep dasar tentang adanya lapisan meristem yang bertingkat pada ujung batang tetap digunakan.

Berikut ringkasan teori histogennya Hanstein:

Meristem primer terdiri dari 3 lapisan sel pembentuk jaringan, yaitu
1) Dermatogen (pembentukan epidermis),
2) Periblem (pembentukan korteks), dan
3) Plerom (pembentukan silinder pusat).

Teori Tunika Korpus–Schmidt

Sebagai kelanjutan dari konsep yang dikemukakan Hanstein, Buder dan para muridnya mengembangkan teori Tunika-Korpus.

Berbeda dengan Hanstein yang mengemukakan tiga lapisan, Buder hanya megemukakan dua lapisan jaringan dalam teorinya, yaitu “tunika” yang terdiri dari satu atau lebih lapisan sel yang menyelimuti “korpus” atau jaringan pusat.
Schmidt, muridnya Buder, mengembangkan kembali teori ini. Dia menitikberatkan pada perbedaan dua lapisan ini. Dia menyampaikan ide bahwa perbedaan utama dari tunika dan korpus adalah perbedaan antara pertumbuhan dan pembelahan sel.

Pertumbuhan pada tunika, yang terjadi bersamaan dengan pertumbuhan melengkung batang, mengakibatkan perluasan permukaan tumbuhan, namun tidak berpengaruh pada ketebalan masing-masing lapisan. Bisa dilihat pada gambar di bawah. Pertumbuhan itu tidak mengakibatkan bagian ujung (paling atas) menjadi tipis dan bagian tepi jadi tebal.


Model Tunika-Korpus dari “meristem apikal” (=pucuk tanaman–bagian atas–yang mengalami pertumbuhan ke atas). Lapisan epidermis [L1] dan subepidermis [L2] disebut tunika. [L3] disebut korpus. Sel-sel di L1 dan L2 membelah secara melengkung untuk menjaga lapisan-lapisan ini tetap terpisah satu sama lain. Sedangkan sel-sel L3 membelah dengan arah yang lebih random lagi.

Sedangkan, pertumbuhan silinder pusat (korpus) bertitik berat pada pertambahan massa tumbuhan. Pertumbuhan pada jaringan ini cenderung tidak reguler, yang mengakibatkan pertambahan massa tumbuhan tidak konstan. Kadang cepat, kadang pelan.
Kerjasama yang baik antara pertambahan luas permukaan oleh tunika dan pertambahan volume tumbuhan oleh korpus menghasilkan keserasian pertumbuhan pada tanaman.

22.31 | Label: | 0 Comments  

MITOKONDRIA


Mitokondria

Mitokondria merupakan organel yang berfungsi menyediakan energy selular (ATP). Ukuran dan bentuk mitokondria bervariasi menurut jaringannya dan menurut keadaan fisiologis sel. Kebanyakan mitokondria berbentuk oval atau jorong dengan diameter antara 0.5 sampai 1 µm dan panjang sampai 7 µm. Mitokondria tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya, karena ukurannya yang sangat kecil. Pengamatan dengan mikroskop electron menunjukkan susunan khas mitokondria seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur mitokondria
Mitokondria diliputi oleh selaput rangkap yang disebut memban luar dan membrane dalam. Selaput dalam membagi ruang organel menjadi dua yaitu matriks dan ruang antar selaput. Matriks berisi cairan seperti gel diliputi oleh selaput dalam. Matriks, ruang antar selaput, selaput luar dan selaput dalam mengandung bermacam-macam enzim. Matriks mengandung enzim-enzim siklus Kreb, garam dan air, DNA sirkuler dan ribosom.
Selaput dalam mempunyai area permukaan yang lebih luas karena berlipat-lipat dan masuk ke dalam matriks. Lipatan-lipatan ini disebut krista yang bervariasi dalam jumlah dan bentuknya. Mitokondria dapat mengkode bagian-bagian proteinnya dengan alat-alat yang dimiliki.
Makanan dioksidasi untuk menghasilkan elektron berenergi tinggi yang dikonversi menjadi energy yang tersimpan. Energi ini disimpan dalam bentuk ikatan fosfat kaya energy dalam molekul yang disebut adenosine triphosphate, atau ATP. ATP dikonversi dari adenosine diphosphate dengan menambahkan grup fosfat dengan ikatan kaya energi. Bermacam-macam reaksi di dalam sel dapat menggunakan energy (dimana ATP dikonversi kembali menjadi ADP, melepaskan energy tinggi) atau menghasilkan energy (dimana ATP dihasilkan dari ADP).
Tahap dari glikolisis ke rantai transport elektron.
Makanan diubah menjadi energy ATP dan air. Makanan pensupply energy mengandung gula dan karbohidrat. Gula dipecah dengan bantuan enzim yang memecahnya menjadi bentuk yang paling sederhana dari gula yaitu glukosa. Selanjutnya glukosa memasuki sel dengan molekul khusus pada membrane yang disebut “glucose transporters”.
Saat dalam sel, glukosa dipecah menjadi ATP melalui dua lintasan. Lintasan pertama tidak memerlukan oksigen dan disebut anaerobic metabolism. Lintasan ini disebut glikolisis dan terjadi dalam sitoplasma diluar mitokondria. Selama glikolisis , gula dipecah menjadi piruvat. Makanan lain seperti lemak dapat juga dipecah untuk digunakan sebagai bahan bakar. Setiap reaksi didisain untuk menghasilkan beberapa ion hydrogen (elektron) yang dapat digunakan untuk membuat paket energi (ATP). Tetapi hanya 4 molekul ATP dapat dibuat oleh satu molekul glukosa melalui lintasan ini. Oleh karena itu mitokondria dan oksigen menjadi penting. Proses pemecahan perlu dilanjutkan dengan siklus Kreb’s di dalam mitokondria untuk memperoleh cukup ATP untuk melangsungkan fungsi-fungsi sel.
Piruvat dibawa ke dalam mitokondria dan dikonversikan menjadi Acetyl Co-A yang memasuki siklus Kreb’s. Reaksi pertama ini menghasilkan carbon dioxide karena melibatkan pengeluaran satu karbon dari piruvat.

Bagaimana siklus Kreb’s bekerja?
Siklus Kreb’s juga disebut citric acid cycle berfungsi untuk mendapatkan sebanyak-banyaknya lektron dari makanan yang dimakan. Elektron ini (dalam bentuk ion hidrogen) digunakan untuk mengendalikan pompa yang menghasilkan ATP. Energi yang dibawa ATP selanjutnya digunakan untuk semua macam fungsi selular seperti pergerakan, transport, keluar dan masuknya produk, pembelahan, dan lain-lain.
Untuk melakukan siklus Kreb’s cycle, beberapa molekul penting diperlukan. Pertama, diperlukan piruvat yang dibuat melalui glikolisis dari glukosa. Kemudian diperlukan molekul carrier untuk electron. Terdapat dua tipe molekul yaitu nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) dan flavin adenine dinucleotide (FAD+). Molekul ketiga yang diperlukan adalah oxygen.
Piruvat adalah molekul dengan 3 karbon. Setelah memasuki mitokondria, piruvat dipecah menjadi molekul dengan 2 karbon oleh enzim khusus. Reaksi ini melepaskan karbon dioksida. Molekul dengan 2 karbon disebut Acetyl CoA dan molekul ini memasuki siklus Kreb’s dengan cara bergabung dengan molekul 4 karbon yang disebut oxaloacetate. Ketika dua molekul ini bergabung , menghasilkan molekul 6 karbon yang disebut citric acid (2 karbon + 4 karbon = 6 karbon). Hal inilah yang menyebabkan siklus Kreb juga disebut siklus Citric acid. Citric acid kemudian dipecah dan dimodifikasi, dan melepaskan ion hidrogen dan molekul karbon. Molekul karbon digunakan untuk membuat karbon dioksida dan ion hidrogen ditangkap oleh NAD dan FAD. Proses ini kembali menghasilkan oxaloacetate.
Fosforilasi oksidatif
Saat ion hidrogen atau elektron diambil dari sebuah molekul, maka molekul dikatakan dioksidasi. Ketika ion hidrogen atau elektron diberikan kepada sebuah molekul maka molekul tersebut direduksi. Saat molekul fosfat ditambahkan kepada sebuah molekul, maka molekul tersebut dikatakan difosforilasi. Jadi fosforilasi oksidatif berarti proses yang melibatkan penghilangan ion hidrogen dari satu molekul dan penambahan molekul fosfat ke molekul lainnya.
Pada siklus Kreb, ion hidrogen atau elektron diberikan kepada dua molekul carrier. Mereka ditangkap oleh NAD atau FAD dan molekul pembawa ini akan menjadi NADH dan FADH (karena membawa ion hidrogen).
Elektron-elektron ini dibawa secara kimia ke sistem respirasi atau rantai transport electron yang terdapat di Krista mitokondria. NADH dan FADH secara esensial berfungsi sebagai pengangkut dari satu kompleks ke kompleks yang lain. Di setiap situs sebuah pompa proton mentransfer hidrogen dari satu sisi membrane ke yang lainnya. Hal ini menghasilkan sebuah gradient melintasi membrane dalam dengan konsentrasi hydrogen yang lebih tinggi pada ruang interkrista (ruang antara membrane dalam dan membrane luar). Elektron dibawa dari satu kompleks ke kompleks yang lain oleh ubiquinone dan cytochrome C.
Cytochrome oxidase kompleks mengkatalisis transfer elektron ke oksigen menjadi air. Pompa chemiosmotic menghasilkan gradient proton electrochemical melewati membrane yang digunakan untuk menjalankan “energy producing machine” yaitu ATP synthase.
Proses ini memerlukan oksigen sehingga disebut “aerobic metabolism”. ATP synthase menggunakan energy dari gradient ion hydrogen (juga disebut proton) untuk membentuk ATP dari ADP dan fosfat. Juga menghasilkan air dari hidrogen dan oksigen.
Bacaan Lain
mitokondria
Pustaka:
Childs, G.V. Cell Biology. 1998. The University of Texas Medical Branch. http://cellbio.utmb.edu/microanatomy/
Reksoatmodjo, S.M.I. 1993. Biologi Sel. Departemen Pendidikan dan kebudayaan, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan, Pendidikan Tinggi.

22.24 | Label: | 0 Comments  

MEMBRAN SEL


Membran Sel

Struktur membran
Membran plasma sering disebut sebagai batas kehidupan karena membatasi sel. Bahan penyusun utama membran adalah lipid dan protein. Membran sel merupakan lapisan ganda (bilayer) yang terdiri dari lipid dan protein. Model yang digunakan untuk penyusunan molekul-molekul membran sel adalah model mosaik fluida. Pada model ini protein membran terdispersi dan secara individual disisipkan ke dalam bilayer fosfolipid dan hanya daerah-daerah hidrofiliknya yang menonjol cukup jauh dari bilayernya yang dipaparkan ke air. Membran merupakan mosaik molekul protein yang terapung pada bilayer fluida yang terdiri dari fosfolipid-fosfolipid sehingga diistilahkan dengan model mosaik fluida.
Terdapat dua populasi utama protein membran. Protein integral umumnya merupakan protein transmembran dengan daerah hidrofobik yang seluruhnya membentang sepanjang interior hidrofobik membran tersebut. Daerah hidrofobik protein integral terdiri atas satu atau lebih rentangan asam amino nonpolar yang biasanya bergulung menjadi heliks-α. Ujung hidrofilik molekul ini dipaparkan ke larutan aqueous pada kedua sisi membrane. Protein peripheral tidak tertanam dalam lipid bilayer. Protein ini terikat secara longgar pada permukaan membrane atau pada bagian protein integral yang terpapar.
Karbohidrat pada membran
Pengenalan sel dilakukan dengan cara memberi kunci pada molekul permukaan. Molekul tersebut seringkali berupa karbohidrat pada membrane plasma. Karbohidrat membran biasanya berupa oligosakarida bercabang dengan kurang dari 15 satuan gula. Beberapa oligosakarida secara kovalen terikat dengan lipid dan membentuk glikolipid. Sebagian besar oligosakarida terikat secara kovalen dengan protein dan disebut glikoprotein.
Membran sel menjaga komponen-komponen sel tetap terisolasi dari lingkungan luar. Membran sel juga berfungsi sebagai media komunikasi antara sel dengan lingkungan. Membran biologi membatasi organel-organel. Di dalam sel, endoplasmic reticulum, golgi, lysosomes, vesicles dan vakuola dikelilingi oleh membrane biologi tunggal. Mitokondria dan nukleus dikelilingi oleh dua lapis membrane. Membrane sel terlibat dalam pengaturan aliran material ke dalam dan keluar sel dan memediasi komunikasi interselular, adhesi dan fungsi-fungsi lain.
Membran sel bersifat permeable terhadap ion dan molekul polar spesifik. Substansi hidrofilik menghindari kontak dengan bilayer lipid dengan cara melewati protein transport yang melintangi membrane. Beberapa fungsi protein membrane adalah (Campbell et al., 2000):
  1. Protein yang membentang membrane memberikan suatu saluran hidofilik melintasi membrane yang bersifat selektif untuk zat terlarut tertentu. Hidrolisis ATP dilakukan oleh beberapa protein transport untuk memompa bahan melintasi membrane secara aktif.
  2. Protein yang berada di dalam membrane mungkin berupa enzim dengan sisi aktifnya yang dipaparkan ke zat-zat pada larutan sebelahnya.
  3. Protein membran mungkin memiliki tempat pengikatan dengan bentuk spesifik yang sesuai dengan bentuk-bentuk mesenjer kimiawi, seperti hormone. Sinyal dapat menyebabkan perubahan konformasi protein yang menyalurkan pesan ke bagian dalam sel.
  4. Protein membran dari sel-sel bersebelahan mungkin dikaitkan bersama-sama dalam berbagai bentuk junction.
  5. Beberapa glikoprotein berfungsi sebagai label identifikasi yang secara khusus dikenali oleh sel lain.
  6. Mikrofilamen atau elemen lain sitoskeleton mungkin terikat ke protein membran. Hal ini merupakan suatu fungsi yang membantu memperahankan bentuk sel dan menetapkan lokasi protein membrane tertentu. Protein yang mendekat ke matriks ekstraseluler dapat mengkoordinasikan perubahan ekstraseluler dan intraseluler.
Difusi merupakan suatu peristiwa akibat gerak termal. Gerak termal adalah energi kinetic intrinsic yang dimiliki molekul. Pada difusi dalam ketiadaan gaya-gaya lain, suatu substansi akan berdifusi dari tempat yang konsentrasinya tinggi ke tempat yang konsentrasinya lebih rendah. Setiap substansi akan berdifusi menuruni gradient konsentrasinya. Peristiwa difusi desebut transport pasif, karena sel tidak harus mengeluarkan energi. Gradien konsentrasi itu sendiri merupakan energi potensial yang mengarahkan difusi.
Larutan hipertonik adalah larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi. Sedangkan larutan dengan zat terlarut lebih rendah disebut hipotonik. Larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang sama disebut isotonik. Difusi air melintasi membran permeable selektif merupakan suatu peristiwa osmosis. Air berdifusi melewati membran dari larutan hipotonik ke larutan hipertonik.
Sebagian protein transport dapat memindahkan zat terlarut melawan gradient konsentrasinya melintasi membrane plasma dari satu sisi yang konsentrasi zat terlarutnya kurang ke sisi yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi. Proses ini memerlukan energy dan disebut transport aktif. Kerja transport aktif dilakukan oleh protein spesifik yang tertanam dalam membran. ATP menyediakan energy untuk sebagian besar transport aktif. ATP mentransfer gugus fosfat terminalnya langsung ke protein transport. Hal ini menyebabkan protein mengubah konformasinya agar bisa mentranslokasikan suatu zat terlarut yang terikat pada protein ini melintasi membran.

Pustaka:
Campbell, N.A., reece, J. B., Mitchell, L. G. 2000. Biologi. Editor Safitri, A., Simarmata, L., hardadi, H.W. Diterjemahkan oleh Penerbit Erlangga, Jakarta.
O’Day, D. 2006. The cell membrane. University of Toronto, Mississauga.

22.17 | Label: | 0 Comments  

Langganan: Postingan (Atom)

Blogger templates

http://www.dreambingo.co.uk/

Pages

Powered By Blogger
Mahmudin. Diberdayakan oleh Blogger.

Pages - Menu

My Book

  • Ihwal tentang Pendidikan, Ilmu Biologi, Novel Best Seller, Laskar Pelangi, Sang Pemimpi, Edensor, Maryamah Karpov, Negeri 5 Menara, Jangan Jatuh Cinta Tapi Bangun Cinta, Jangan Kuliah Kalau Gak Sukses, Jangan Belajar Kalau Gak Tahu Caranya, Sukses Sebelum Lulus Kuliah, Kumpulan Cerpen, Puisi, dll.

Pengunjung






Resensi

Pengikut

Popular Posts

Blog Archive

About Me

Foto saya
Serang, Serang/Banten, Indonesia
Serang-Banten, Indonesia Mahmudin lahir di Lebak, 02 februari 1991. Sedang menyelesaikan S1 di University of Sultan Ageng Tirtayasa. Pendidikan Biologi. Laman ini berisikan pengetahuan umum dan materi-materi pembelajaran baik disekolah, lingkungan kampus maupun masyarakat umum yang dapat diakses dengan mudah, semoga isi dan konten dalam materi tersebut dapat membawa keberkahan untuk semua. Amin. (Ad-dhi3n)Dalam melakukan tindakan selalu dilakukan dengan penuh hati-hati agar segala yang telah direncanakan dapat tercapai optimal, namun terkadang sesuatu yang telah direncanakan itu dapat dengan mudah dilupakan.