Kul Sel 132.ppt

SITOLOGI STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

BIOLOGI SEL Pokok Bahasan 1. 2. 3. 4.

Teori sel Alat bantu mempelajari sel Sel prokariot dan eukariot Ultrastruktur Sel

Bagian Histologi dan Biologi Sel FKIK Universitas Muhammadiyah Yogyakarta KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

1

Teori Sel 1. Semua benda hidup tersusun atas sel – minimal satu sel Sel sebagai unit fungsional terkecil benda hidup, yang tersusun atas: a. Membran sel: pembatas isi sel dengan lingkungan luar; sel sebagai kantong bahan kimia b. Sitoplasma dan ribosom – apapun yang ada di antara membran sel dan inti sel atau nukleoid c. Material DNA – dalam inti sel atau struktur nukleoid Sel prokariot – sel tanpa kompartementasi internal Sel eukariot – pelipatan sistem membran internal membentuk kompartemen internal = organel 2. Semua sel berasal dari sel sebelumnya KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

2

Kemajuan Penelaahan Tentang Sel 1. Mikroskop: alat bantu mengamati benda-benda mikro a. Mikroskop cahaya - perbesaran maks 1000x (ukuran objek > 0,2 μm) b. Mikroskop elektron - perbesaran bisa 100.000x 0,2 nm) (ukuran objek i. SEM - Scanning electron microscope ii. TEM - Transmission electron microscope 2. a. b. c. d. e.

Teknik lab Kultur Sel dan Jaringan Penggunaan Radioaktif Fraksinasi - Ultrasentrifugasi Pewarnaan Histokimia “Biologi Molekular” – DNA???, dll KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

3

SEJARAH DAN TEORI SEL SEJARAH 1485 da Vinci

: lensa untuk mengamati objek kecil

1610 Galileo 1665 Robert Hooke

: mikroskop sederhana : komponen susunan mikroskop

1723 A.V. Leeuwenhoek : mengamati Protozoa dan Bakteri 1824 HJ. Dutrochet

: Seluruh jaringan adalah sel-sel bulat kecil yang disatukan oleh kekuatan adhesive.

TEORI SEL 1838 M. Schleiden 1839 T. Schwan R. Virchow

: Sel menyusun organisme : Organisme terdiri dari sel : Sel berasal dari sel

TEORI PROTOPLASMA 1840 Purkinye : Isi sel adalah Protoplasma 1892 Hertwig : Protoplasma sekumpulan susbtansi yg dibatasi oleh selaput plasma dalam suatu ruang.

TEORI ORGANISME

Abad 20 : Pengembangan teori dari protoplasma. Organisme bersel banyak merupakan individu yang memiliki diferensiasi protoplasma tinggi.

1963 A.G. Loewy dan P. Siekevitz :

SEL

Suatu kesatuan aktivitas biologi yang dibatasi oleh selaput semipermiabel dan mampu memperbanyak diri dalam suatu medium yang bebas dari sistem kehidupan lain. PROKARIOTIK :

Sederhana, tidak memiliki membran inti

EUKARIOTIK

Kompleks, memiliki membran inti

:

Sel Prokariot Sel tanpa inti (G.: pro = sebelum; karyon= inti) Material DNA membentuk struktur nukleoid Pada umumnya membran plasma dilengkapi dengan dinding sel/kapsul 1. Eubakteri - bakteri 2. Arkaea

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

5

Sel Eukariot ada inti sel yang jelas, dibungkus membran sel kompartementasi intraselular oleh sistem membran internal yang membentuk sistem endomembran (organel), yi. inti, retikulum endoplasma, alat Golgi, lisosom dan badan-badan mikro fungsi membran internal (membran sitoplasma): melokalisir reaksi-reaksi selular yang spesifik 2. meningkatkan luas permukaan total 3. tempat berlangsungnya reaksi-reaksi enzimatik dalam metabolisme sel ada yang unisel (protozoa) dan multisel (fungi, tanaman, hewan) 1.

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

6

Sel Hewan

Sel Tumbuhan

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

7

Hipotesis Pelipatan Membran Sel

Hipotesis Endosimbion

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

8

Bacillus

BAKTERI

Oscillatoria

GANGGANG BIRU

Berdasarkan ciri termasuk sel apakah kedua organisme tsb?

SEL PROKARIOTIK

SEL TUMBUHAN

SEL HEWAN

Termasuk manakah kedua sel tersebut ?

SEL EUKARIOTIK

Struktur dan fungsi organel-organel pada sel tumbuhan dan hewan MENU UTAMA

SK/KD Indikator

Materi Sel Tumbuhan

Sel Hewan Latihan Penyusun

Evaluasi REferensi

Ultrastruktur sel: komponen kimia sitosol dibatasi oleh membran sel Inti Sel organel bermembran sistem endomembran

organel endosimbion organel tanpa membran ribosom

sitoskeleton (sentriol, tubulus mikro, tubulus makro, tubulus intermediet, flagela, silia) berhasil diungkapkan menggunakan ME KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

9

Membran Sel 1.membran plasma: membungkus sel mengatur lalu-lintas molekul keluar/masuk sel 2.membran organel • membungkus organel • perbedaan dengan membran plasma dan antar organel: jumlah dan jenis lipid, protein & karbohidrat • turn-over antar organel dan ke/dari membran plasma: badan-badan mikro tidak disintesis de novo tetapi pemanjangan dari yang sudah ada KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

10

Inti Sel - Nukleus

• • •

organel terbesar sel pusat pengendali genetik (tempat DNA) selubung inti berhubungan dengan membran RE

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

11

Organel Bermembran Sistem endomembran sistem organel yang saling bekerja sama dalam proses sintesis, penyimpanan dan transpor berbagai makromolekul Retikulum Endoplasma Alat Golgi Lisosom, peroksisom Sistem vakuola, mikrosom Endosimbion mitokondria kloroplas

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

12

STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANEL SEL Retikulum Endoplasma (RE) berupa saluransaluran yang dibentuk oleh membran RE RE halus dan RE kasar. Pada RE kasar terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein. RE halus tidak terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis lipid.

Retikulum Endoplasma 



RE merupakan suatu organel yg tampak sebagai vesikula pipih, bulat atau tubuler yg dibatasi oleh membran, makin dekat pd inti makin padat dan tersebar didlm sitoplasma Fungsi RE : - Berperan dlm sintesis protein - Sarana pengangkutan partikel dan molekul termasuk ion melalui sistem vakuola - Mengedarkan substansi,mensintesis dan menyimpannya di dlm membran,mensekresikan sesuai dg sifat permeabilitas membran - Pemindahan berbagai asam nukleat dari inti ke sitoplasma - Tempat melekatnya ribosom

Retikulum Endoplasma 

Ada 2 jenis RE : a. Retikulum Endoplasma kasar RE yg permukaannya diselubungi ribosom Fungsi: membantu sintesis protein dan menyalurkan bahan genetik antara inti sel dgn sitoplasma b. Retikulum Endoplasma halus RE yg tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya halus banyak terdapat pada sel2 hati. Fungsi : Pd sel otot disebut Retikulum sarkoplasma berperan dlm proses kontraksi otot yaitu proses pemisahan dan pelepasan ion kalsium. Berperan dlm sintesa glikogen dlm hati

Retikulum Endoplasma membran RE merupakan kelanjutan dari membran luar pembungkus nukleus 1. RE

kasar o ditempeli ribosom o sintesis protein 2. RE halus o tidak ditempeli ribosom o berada dalam posisi terjauh dari inti o fungsi utama: sintesis lipid, termasuk lemak, fosfolipid dan steroid

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

13

Nukleus-RE-Kompleks golgi-ribosom-lisosom

Ribosom Berupa organel kecil (butir halus) yg berdiameter 15-20 nm  Tersusun oleh RNA (ribonukleat ribosom), lemak, protein dan ion2 tertentu  Fungsi : untuk sintesis protein  Ribosom terdpt di 2 lokasi sel : melekat pd Retikulum Endoplasma kasar dan bebas dlm sitoplasma  Ribosom ada yg tdpt mengumpul disebut poliribosom atau polisom yg tersusun atas bbbrp ribosom yg melekat pd 1 molekul RNA 

Hubungan RE kasar & vesikula (=pembentukan mikrosom)

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

14

Struktur Dinding Sel

FUNGSI ORGANEL - ORGANEL SEL NUKLEUS (INTI SEL)

: Organel terbesar dan paling vital, berperan mengendalikan seluruh aktivitas sel

Nukleus/karion, double membran + DNA

.Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh membran inti, mengandung benang-benang kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan mempunyai pori. Benangbenang kromatin akan memendek pada waktu proses pembelahan sel membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang terjadi dalam

SENTROSOM

:

Berisi 2 buah sentriol yang berbentuk silinder, mengatur gerak kromosom sewaktu pembelahan sel

Sentriol untuk pembelahan sel

MIKRO TUBULUS :

Transportasi air dan ionion mem bentuk benangbenang gelendong pada waktu pembelahan sel

MIKRO FILAMEN :

Berfungsi menjaga struktur sel dan membentuk komponenkomponen kontraktil selsel otot

BADAN GOLGI :

Sebagai alat sekresi dan penyimpan cadangan protein

Alat Golgi menerima dan memodifikasi produk RE mengirimkannya ke membran plasma (sekresi) atau ke organel lain (misal. lisosom) dalam struktur mikrosom (vesikula transpor)

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

15

Sekresi oleh badan Golgi

 Lisosom

berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel.

Aparatus Golgi (Badan Golgi) berupa tumpukan kantungkantung pipih, berfungsi sebagai tempat sintesis dari sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar), membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan membran sel.

LISOSOM

:

Berisi enzim pencernaan

Endo dan eksositosis

VAKUOLA

:

Suatu rongga / kantong berisi cairan dikelilingi satu lapis membran. Berfungsi menyimpan cadangan makanan,menimbun sisa metabolisme dan menjaga tekanan di dalam sel

Vakuola ∆

Bentuk dan ukuran vakuola beragam

∆

Pada tumbuhan terdapat vakuola sentral sebagai lisosom yang besar Fungsi: membantu pertumbuhan sel dan menyimpan senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme sel, seperti pigmen untuk menarik serangga penyerbuk dan racun

∆

Vakuola kontraktil pada Protozoa tertentu berfungsi untuk memompa air dari sel

∆

Berbagai vakuola kecil (=mikrosom=kantong=vesikula transpor) yang lepas dari sistem endomembran dan membran plasma KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

18

Vakuola dan Sistem endomembran

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

19

Lisosom merupakan badan pencerna atau pemecah (Yunani) berupa vesikula yang dibentuk dari pertunasan membran alat Golgi yang terdapat pada sel hewan dan sel cendawan tertentu. Jumlah dan distribusi lisosom dalam sitoplasma tergantung pada aktifitas sel Fungsi lisosom yang utama sebagai pencerna: Mengandung enzim pengurai bagi senyawa karbohidrat, protein, asam nukleat dan lipid Membantu menghancurkan bakteri Mendaur ulang organel yang rusak

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

16

Fungsi Lisosom

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

17

Lalu-lintas molekul besar dan partikel melewati membran plasma 1. Eksositosis vesikula bergabung dengan membran plasma isinya ke luar sel 2. Endositosis reseptor membran menerima molekul/partikel membran plasma membentuk vesikula ― Pagositosis: berupa padatan ― Pinositosis: berupa cairan

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

20

MITOKONDRIA

:

Sebagai pusat pembangkit tenaga sel melalui proses respirasi

Memiliki membran ganda dan DNA

Memiliki membran rangkap, membran luar dan membran dalam. Di antara kedua membran tersebut terdapat ruang antar membran. Membran dalam berlekuklekuk disebut krista yang berfungsi untuk memperluas bidang permukaan agar proses penyerapan oksigen dan pembentukan energi lebih efektif. Pada bagian membran dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi aerob.

Organel bermembran yang tidak termasuk sistem endomembran: Mitokondria dan Kloroplas Mitokondria o berperan dalam respirasi selular struktur mitokondria o―membran luar ruang antar membran membran dalam

―membran dalam berlipat-lipat membentuk krista ―DNA mitokondria dan ribosom berada dalam matriks

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

21

PLASTIDA

( terdapat hanya pada sel tumbuhan )

 Leukoplas : Berwarna putih atau tidak berwarna •Amiloplas, berfungsi membentuk dan menyimpan amilum •Elaioplas / lipidoplas, berfungsi membentuk dan menyimpan lemak/minyak •Proteoplas, berfungsi menyimpan protein

 Kromoplas :

Memberi warna kuning,jingga merah dan lainnya

•Karoten

: warna kuning

•Xantofil

: warna kuning pada daun yang telah tua

•Fikosianin

: warna biru pada ganggang

•Fikoeritrin

: warna merah pada ganggang

 Kloroplas : Mengandung klorofil, karotenoid dan pigmen lain • klorofil a : warna hijau biru • klorofil b : warna hijau kuning • klorofil c : warna hijau coklat • klorofil d : warna hijau merah

Kloroplas, dengan membran ganda dan DNA

Kloroplas o

terdapat pada tumbuhan dan alga tertentu

o

Fungsi : tempat proses fotosintesis

o

struktur terdiri dari 3 kompartemen: ruang antar membran, stroma dan ruang tilakoid

o

Enzim untuk membuat ATP terdapat pada membran tilakoid

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

22

RIBOSOM :

Berfungsi dalam Sintesis protein

Ribosom dengan Sintesis Protein

Organel tanpa membran: Sitoskleton merupakan sistem penghubung (serabut halus) antara nukleus, organel dan membran plasma, serta membentuk morfologi sel bisa dibedakan menjadi 3 macam 1. Filamen Mikro ― ― ―

terdiri dari subunit aktin (protein globular) perubahan bentuk dan perpindahan sel kontraksi sel otot

2. Filamen ― ―

protein fibrosa (berserat) penunjang sel & penambat organel

3. Tubulus ― ― ― ―

Intermediet

Mikro

terdiri dari protein globular (tubulin) pemberi bentuk dan rigiditas sel penambat organel rel pergerakan organel dan kromosom KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

23

Silia dan Flagela flagela dan silia merupakan contoh organisasi sitoskleton yang berfungsi untuk pergerakan sel Struktur flagelum: ―

satu cincin terdiri dari 9 mikrotubul ganda yang mengelilingi sepasang mikrotubul di bagian pusat (pola 9 + 2)

―

Kesembilan mikrotubul ganda tertambat pada badan basal yang berpola 9 mikrotubul triplet. Fungsi badan basal sebagai pondasi

―

Badan basal identik dengan struktur sentriol

KULIAH 2 - BIOLOGI SEL

24

PERBEDAAN SEL TUMBUHAN DAN HEWAN SEL TUMBUHAN

Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan. Mempunyai bentuk yang tetap. Mempunyai dinding sel [cell wall] dari selulosa. Mempunyai plastida. Mempunyai vakuola [vacuole] atau rongga sel yang besar. Menyimpan tenaga dalam bentuk butiran (granul) pati. Tidak Mempunyai sentrosom [centrosome]. Tidak memiliki lisosom [lysosome].. Nukleus lebih kecil daripada vakuola.

SEL HEWAN

Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan. Tidak mempunyai bentuk yang tetap. Tidak mempunyai dinding sel [cell wall]. Tidak mempunyai plastida. Tidak mempunyai vakuola [vacuole], walaupun terkadang sel beberapa hewan uniseluler memiliki vakuola (tapi tidak sebesar yang dimiliki tumbuhan). Yang biasa dimiliki hewan adalah vesikel atau [vesicle]. Menyimpan tenaga dalam bentuk butiran (granul) glikogen. Mempunyai sentrosom [centrosome]. Memiliki lisosom [lysosome]. Nukleus lebih besar daripada vesikel.

GAMBARAN UMUM SEL HEWAN

GAMBARAN UMUM SEL TUMBUHAN

KOMPOSISI KIMIA DAN SIFAT-SIFAT FISIK SEL PROTOPLASMA SEL

UNSUR-UNSUR KIMIA

Unsur makro Unsur mikro Unsur ultrastruktur AN-ORGANIK ZAT ORGANIK Karbohidrat Protein Lemak Vitamin Asam Nukleat

MONOSAKARIDA Triosa Tetrosa Pentosa Hexosa Heptosa

KARBOHIDRAT

OLIGOSAKARIDA Disakarida Trisakarida Tetrasakarida Pentasakarida

POLISAKARIDA Homopolisakarida Amilum Glikogen Heteropolisakarida Glikoprotein

PROTEIN Tipe-tipe Protein

Protein sederhana albumin, globulin, histone, prolamin, protamine. Protein Konyugasi •Glikoprotein & Mukoprotein : musin pada air liur •Lipoprotein : serum, jaringan saraf, protein otak •Nukleuprotein :virus, protein asam nukelat •Kromatoprotein : haemoglobin, haemocyanin

Protein Berdasarkan Fungsinya  Protein Struktural

: penyusun bermacammacam struktur sel

 Protein Fungsional / Enzim : katalis spesifik dalam biosintesis dan aktivitas metabolisme

LEMAK

Lemak Sederhana : Lemak alami dan lilin Lemak Kompleks : Steroid : kolesterol Fosfolipida : lesitin Sphingolipida : sfingomielin Glikolipida : serebrosida Lipoprotein : pada darah manusia Karotenoid : karoten

Fungsi lemak

Pembangun / penyusun membran sel, hormon, dan vitamin. Sumber energi

PERGERAKAN MOLEKUL PROTOPLASMA Gerak Brown : gerak acak dari molekul karena perbedaan ukuran partikel Gerak Siklosis : gerak molekul melingkar, karena tekanan hidrostatik, suhu dan pH Efek Tyndall : gerak molekul tak beraturan karena pengaruh cahaya

TRANSPORTASI DALAM SEL MEMBRAN SEL ADALAH PENGATUR, PELINDUNG SEL DARI LINGKUNGAN LUAR  MEMBRAN SEL MEMILIKI PERANAN PENTING DALAM PERTUKARAN ZAT DARI LUAR DAN DALAM SEL  MEMBRAN SEL BERSIFAT SEMIPERMEABEL, MELEWATKAN ZAT TERTENTU DAN MENAHAN YANG LAINNYA 

JENIS TRANSPORTASI SEL 

ADA DUA JENIS TRANSPORTASI SEL, BERDASARKAN ADA TIDAKNYA ENERGI YANG DIBUTUHKAN – TRANSPOR PASIF, TANPA MELIBATKAN ENERGI – TRANSPOR AKTIF, MEMBUTUHKAN ENERGI

TRANSPORT PASIF PADA TRANSPORT PASIF, MOLEKUL BERPINDAH DARI DAERAH YANG KONSENTRASINYA TINGGI MENUJU DAERAH YANG KONSENTRASINYA RENDAH TANPA MENGGUNAKAN ENERGI  TRANSPORT PASIF : DIFUSI OSMOSIS DIFUSI BERFASILITAS 

DIFUSI DIFUSI DISEBABKAN OLEH ENERGI KINETIK YANG DIMILIKI OLEH MOLEKUL YANG BERGERAK  PERBEDAAN KONSENTRASI MOLEKUL YANG MENYEBABKAN PERPINDAHAN DISEBUT GRADIENT KONSENTRASI 

DIFUSI

OSMOSIS JIKA MOLEKUL YANG BERPINDAH DARI LARUTAN YANG KONSENTRASI TINGGI KE KONSENTRASI YANG RENDAH ADALAH MOLEKUL AIR, MAKA DISEBUT OSMOSIS.  MOLEKUL DAPAT BERPINDAH PULA DARI LARUTAN YANG RENDAH MENUJU LARUTAN YANG TINGGI KONSENTRASINYA 

OSMOSIS

TRANSPORT PASIF

ENDOSITOSIS

EKSOSITOSIS

JARINGAN TUMBUHAN APIKAL

SEL

: di ujung akar, batang (pertumbuhan ke atas bawah)

MERISTEM LATERAL SEDERHANA

JARINGAN PERMANEN

* Epidermis * Kolenkim * Klorenkim * Sklerenkim * Parenkim

KOMPLEKS

ORGAN

* Floem * Xylem * Floem

: di tepi

(pertumbuhan ke samping)

JARINGAN PERMANEN TUMBUHAN » » » »

Epidermis Kolenkim Klorenkim Sklerenkim

» Parenkim

» Floem

» Xilem

JARINGAN PADA HEWAN

JARINGAN PADA HEWAN

Nobody is perfect, be proud of yourself.