Senin, 01 Agustus 2011

STRUKTUR DAN FUNGSI DAN GAMBAR

Struktur Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma merupakan organel yang tersusun oleh membran yang terbentuk seperti jala. Retikulum sendiri berasal dari kata reticular yang berarti anyaman benang atau jala. Letaknya memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma), sehingga disebut sebagai retikulum endoplasma (RE). Membran Retikulum Endoplasma merupakan kelanjutan dari membran nukleus hingga ke membran plasma.
Jadi, RE merupakan saluran penghubung antara nukleus dengan bagian luar sel. Perhatikan Gambar
retikulum endoplasma

Dalam sel terdapat dua tipe retikulum endoplasma sebagai berikut.
  • Retikulum Endoplasma Kasar

Permukaan retikulum endoplasmanya diselubungi oleh ribosom yang tampak berbintil-bintil sehingga disebut Retikulum Endoplasma kasar. Ribosom adalah tempat sintesis protein. Protein ini akan ditampung oleh RE kasar yaitu dalam rongga RE.

Retikulum Endoplasma Halus

Retikulum Endoplasma  halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya halus.

Fungsi Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.
1) Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus).
2) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks Golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel (RE kasar).
3) Transportasi molekul-molekul dari bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus).
4) Menetralkan racun (detoksifikasi), misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.





Mitokondria

Mitokondria

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Mitokondria, kondriosom (bahasa Inggris: chondriosome, mitochondrion, plural:mitochondria) adalah organel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk hidup, selain fungsi selular lain, seperti metabolisme asam lemak, biosintesis pirimidina, homeostasis kalsium, transduksi sinyal selular dan penghasil energi[1] berupa adenosina trifosfat pada lintasan katabolisme.
Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat 'ruangan' yang disebut matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai banyak Mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot.
Terdapat hipotesis bahwa mitokondria merupakan organel hasil evolusi dari sel α-proteobacteria prokariota yang ber-endosimbiosis dengan sel eukariota.[2] Hipotesis ini didukung oleh beberapa fakta antara lain,
  • adanya DNA di dalam mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya,
  • beberapa kemiripan antara mitokondria dan bakteri, baik ukuran maupun cara reproduksi dengan membelah diri, juga struktur DNA yang berbentuk lingkaran.
Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan rRNA mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan yang dikode oleh inti sel eukariot [Cooper, 2000].
Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.

[sunting] Struktur


Struktur umum suatu mitokondrion
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan asetil-KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.
Ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium

[sunting] Fungsi mitokondria

Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2¬ menjadi CO2 dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada membran bagian dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP melibatkan proses transpor elektron dengan bantuan empat kompleks enzim, yang terdiri dari kompleks I (NADH dehidrogenase), kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks III (koenzim Q – sitokrom C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan juga dengan bantuan FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT) [Wallace, 1997].

[sunting] Siklus Hidup Mitokondria

Mitokondria dapat melakukan replikasi secara mandiri (self replicating) seperti sel bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu besar sehingga melakukan pemecahan (fission). Pada awalnya sebelum mitokondria bereplikasi, terlebih dahulu dilakukan replikasi DNA mitokondria. Proses ini dimulai dari pembelahan pada bagian dalam yang kemudian diikuti pembelahan pada bagian luar. Proses ini melibatkan pengkerutan bagian dalam dan kemudian bagian luar membran seperti ada yang menjepit mitokondria. Kemudian akan terjadi pemisahan dua bagian mitokondria [Childs, 1998].

[sunting] DNA mitokondria

Mitokondria memiliki DNA tersendiri, yang dikenal sebagai mtDNA (Ing. mitochondrial DNA). MtDNA berpilin ganda, sirkular, dan tidak terlindungi membran (prokariotik). Karena memiliki ciri seperti DNA bakteri, berkembang teori yang cukup luas dianut, yang menyatakan bahwa mitokondria dulunya merupakan makhluk hidup independen yang kemudian bersimbiosis dengan organisme eukariotik. Teori ini dikenal dengan teori endosimbion. Pada makhluk tingkat tinggi, DNA mitokondria yang diturunkan kepada anaknya hanya berasal dari betinanya saja (mitokondria sel telur). Mitokondria jantan tidak ikut masuk ke dalam sel telur karena letaknya yang berada di ekor sperma. Ekor sperma tidak ikut masuk ke dalam sel telur sehingga DNA mitokondria jantan tidak diturunkan.


Badan Golgi



Mikrograf badan Golgi, terlihat sebagai tumpukan cincin setengah lingkaran berwarna hitam di bagian bawah gambar. Sejumlah vesikel bulat terlihat di sekitar organel ini.
Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.
Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.

[sunting] Struktur

Struktur badan Golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ujungnya. Karena hubungannya dengan fungsi pengeluaran sel amat erat, pembuluh mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel. Pembuluh itu juga menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel.
Badan golgi dibangun oleh membran yang berbentuk tubulus dan juga vesikula. Dari tubulus dilepaskan kantung-kantung kecil yang berisi bahan-bahan yang diperlukan seperti enzim–enzim pembentuk dinding sel.
Badan Golgi merupakan bagian sel yang hampir serupa dengan Retikulum Endoplasma. Hanya saja, Badan Golgi terdiri dari berlapis-lapis ruangan yang juga ditutupi oleh membran. Badan Golgi mempunyai 2 bagian, yaitu bagian cis dan bagian trans. Bagian cis menerima vesikel-vesikel [vesicle] yang pada umumnya berasal dari Retikulum Endoplasma Kasar. Vesikel ini akan diserap ke ruangan-ruangan di dalam Badan Golgi dan isi dari vesikel tersebut akan diproses sedemikian rupa untuk penyempurnaan dan lain sebagainya. Ruangan-ruangan tersebut akan bergerak dari bagian cis menuju bagian trans. Di bagian inilah ruangan-ruangan tersebut akan memecahkan dirinya dan membentuk vesikel, dan siap untuk disalurkan ke bagian-bagian sel yang lain atau ke luar sel.

[sunting] Fungsi


Skema transpor di dalam badan Golgi. 1. Vesikel retikulum endoplasma, 2. Vesikel eksositosis, 3. Sisterna, 4. Membran sel, 5. Vesikel sekresi.
Fungsi badan golgi:
1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
5. Tempat untuk memodifikasi protein
6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
7. Untuk membentuk lisosom
Dalam badan golgi terdapat variasi coated vesicle, antara lain
Clathrin-coated adalah yang pertama ditemukan dan diteliti. tersusun dari clathrin dan adaptin. interaksi lateral antara adaptin dengan clatrin membentuk formasi tunas. jika tunas clathrin sudah tumbuh, protein yang larut dalam sitoplasma termasuk dynamin akan membentuk cincin di setiap leher tunas dan memutusnya.
COPI-coated memaket tunas dari bagian pre-golgi dan antar cisternae. beberapa protein COPI-coat memperlihatkan sekuens yang bermiripan dengan adaptin, dapat diduga berasal dari evolusi yang bermiripan.
COPII-coated memaket tunas dari retikulum endoplasma.
terdapat 2 protein dalam badan golgi. Protein Snare V-snare menuju T-snare dan akan bergabung. T-snare adalah protein yang ada di target sedangkan V-snare adalah vesikel snare. V-snare akan mencari T-snare dan kemudian akan berfusi menjadi satu. Protein Rab termasuk ke dalam golongan GTP-ase. protein Rab memudahkan dan mengatur kecepatan pelayaran vesikel dan pemasangan v-snare dan t-snare yang diperlukan pada penggabungan membran.


STRUKTUR DAN FUNGSI RIBOSOM


A.  Struktur Ribosom
Ribosom merupakan partikel yang padat terdiri dari ribonukleoprotein. Ribosom ada yang tersebar secara bebas di sitoplasma dan ada yang melekat pada permukaan external dari membran Retikulum Endoplasma. Ribosom ini adalah organel yang memungkinkan terjadinya sintesa protein. Strukur dari ribosom memilki sifat sebagai berikut :
1.      Bentuknya universal, pada potongan longitudinal berbentuk elips.
2.      Pada teknik pewarnaan negatif, tampak adanya satu alur transversal, tegak lurus pada sumbu, terbagi dalam dua sub unit yang memiliki dimensi berbeda.
3.      Setiap sub unit dicirikan oleh koefisiensi sedimentasi yang dinyatakan dalam unit Svedberg (S). Sehingga koefisien sedimentasi dari prokariot adalah 70S untuk keseluruhan ribosom (50S untuk sub unit yang besar dan 30S untuk yang kecil). Untuk eukariot adalah 80S untuk keseluruhan ribosom (60S untuk sub unit besar dan 40S untuk yang kecil).
4.      Dimensi ribosom serta bentuk menjadi bervariasi. Pada prokariot, panjang ribosom adalah 29 nm dengan besar 21 nm. Dan eukariot, ukurannya 32 nm dengan besar 22 nm.
5.      Pada prokariot sub unitnya kecil, memanjang, bentuk melengkung dengan 2 ekstremitas, memiliki 3 digitasi, menyerupai kursi. Pada eukariot, bentuk sub unit besar menyerupai ribosom E. coli. Berikut skema struktur ribosom:
ribosome2
Berikut adalah bagan perbandingan komposisi ribosom pada eukariotik dan prokariotik :
Ch3C4
Komposisi kimia dari ribosom antara lain sebagai berikut :
1.      Asam Nukleat Ribosom
a.       Sub unit besar dibentuk dari protein dan RNA dalam kuantitas yang seimbang, mengandung 2 tipe rRNA, yakni:
-   Satu rRNA 28S
-   Satu rRNA SS
b.      Sub unit kecil mengandung r RNA 18s
Diketahui bahwa, dengan ketiadaan RNA 185, maka sub unit besar tidak dapat berasosiasi pada sub unit kecil. Sedangkan RNA 28s memungkinkan asosiasi tersebut. RNA SS melekat pada sequence asam nukleat ini yaitu tRNA. Bilamana terbaca maka tRNA melekat pada site yang merupakan bagian RNA 285. Perpindahan dari tRNA yang melekat pada molekul mRNA menyebabkan pergerakan translasi mRNA masing-masing.


2.      Protein Ribosomal
a.       Sub unit kecil (30S prokariot): 21 protein digambarkan berturut-turut dengan huruf S dan satu angka antara 1 dan 21 (S1, S2, S21). Berat moleku130.000 - 40.000 Dalton. Berada pada permukaan ribosom, mengelilingi rRNA. Protein memainkan peranan sebagai reseptor pada faktor pemanjangan sedangkan yang lainnya mengontrol transducti.
b.       Sub unit besar: 33 protein dikenal sebagai Li sampai L33. Terlibat dalam:
-         Translokasi oleh adanya GTP (melekat pada ribosam) yang memberikan energi untuk memindahkan inRNA dan pembebasan tRNA asetil.
-         Fiksasi (protein L7 dan L1z) dari suatu faktor pemanjangan (EF-6)
-         Dalam pembentukan suatu ikatan peptida antar rantai peptida yang telah dibentuk dan suatu asetil-NH2 baru.
-          Dalam konstruksi suatu alur longitudinal, menempatkan rantai protein dengan pembentukan dan melindunginya meiawan enzim proteolitik. Alur ini memiliki panjang sesuai dengan rantai polipeptida 35 asetil-NH2.

B.  Translasi
Sebelum pembelahan sel, DNA di dalam kromosom mengganda sehingga setiap sel anak memiliki kromosom yang sama. DNA bertanggungjawab untuk mengkode semua protein. Setiap asam amino di kode oleh satu atau lebih triplet nukleotida. Kode ini dihasilkan dari satu untai DNA melalui proses yang disebut dengan transkripsi. Proses ini menghasilkan mRNA yang akan dibawa keluar dari inti untuk selanjutnya diterjemahkan menjadi protein. Hal ini dapat dilakukan karena pada sitoplasma terdapay kelompok ribosom yang disebut dengan poliribosom. Atau dapat dilakukan pada ribosom yang menempel pada reticulum endoplasma.
DNA-RNA.jpg (25692 bytes)
Kode seperti yang disebut di atas diterjemahkan pada suatu struktur yang disebut ribosom yang juga dibuat di dalam inti. Ribosom ini merupakan tempat bagi mRNA di mana mRNA akan terikat. Asam amino untuk sintesis protein akan di bawa ketempat ini oleh RNA transfer (tRNA). Setiap tRNA memiliki triplet yang akan berikatan dengan urutan nuklotida yang sesuai pada mRNA. Sebagai contoh fenil alanin yang terikat pada tRNA yang miliki tiplet AAA (adenin-adenin-adenin) akan berikatan dengan urutan nukleotida yang sesuai pada  mRNA yaitu UUU (urasil, urasil, urasil). 

Inisiasi

Gambar di bawah memperlihatkan proses inisiasi. Proses tersebut dimulai ketika ribosom subunit kecil berikatan dengan mRNA. Inisiator tRNA yang membawa metionin berikatan pada daerah AUG yang mengkode asam amino metionin. Selanjutnya ribosom sub unit besar akan menempel Pada ribosom subunit kecil. Catatan, sisi A dan sisi P merupakan tempat pengikatan tRNA.

ribosome1.jpg (37988 bytes)

Elongasi

       Pada gambar di di bawah terlihat bahwa kompoleh tRNA bergerak dari sisi A ke sisi P. Sisi A meruapakan tempat bagi tRNA berikitnya. Pada contoh ini adalah tRNA yang membawa prolin yang dibawa oleh tRNA yang memiliki kode GGC. tRNA ini akan berpasangan dengan urutan nukleotida CCG pada mRNA.  Setelah menempel pada sisi A, metionin dan protein akan diikat oleh ikatan peptida. Selanjutnya tRNA yang pertama (yang membawa metionin) akan meninggalkan ribosom dan tRNA yang membawa prolin akan berpindah kesisi A. Ribosom selanjunya akan bergerak ke triplet berikutnya dengan arah 5' - 3' (ditunjukkan oleh arah panah pada mRNA). Sedangkan tRNA akan bergerak dari arah 3' – 5.
ribosome2.jpg (35070 bytes)
      Ribosom selanjutnya akan membaca kode dengan arah 5' - 3' dan menambahkan asam amino pada rantai peptide. Pada gambar tRNA yang membawa glisin yang dikode oleh CCA, berpasangan dengan basa GGU pada mRNA. Proses ini akan berjalan terus sampai mencapai stop codon. Pada gambar di bawah diperlihatkan dengan tanda merah.
translation1.jpg (28543 bytes)



Akhir Translasi (Terminasi)

      Ketika robosom mencapai stopkodon, dan tidak ada tRNA yang menempel maka ribosom sub uni kecil dan besar akan terpisah dan meninggalkan mRNA.

translation2.jpg (55486 bytes)

C.  Kode Genetik
Kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA utnuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis protein. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan menentukan susunan asam amino.
Para peneliti melakukan penelitian pada bakteri E. Coli mula mula digunakan basa nitrogen singlet maka diper oleh 4 asam amino saja yang dapat diterjemahkan padahal ke 20 asam amino ini harus diterjemahkan semua agar protein yang dihasilkan dapat digunakan, kemudian para ilmuwan mencobalagi dengan kodon duplet dan baru dapat untuk menterjemahlkan 16 asam amino ini pun belum cukup juga. Kemudian dicoba dengan triplet dan dapat menterjemahkan 64 asam amino hal ini tidak mengapa sekalipun melebihi 20 asam amino toh dari 64 asam amino yang diterjemahkan ada yang memilii simbul/fungsi yang sama diantaranya (kodon asam assparat (GAU dan GAS) sama dengan asam-asam tirosin(UAU, UAS) sama juga dengan triptopan (UGG) bahkan ini sangat menguntungkan pada proses pembentukkan protein karena dapat menggantikan asam amino yang kemungkinan rusan selain itu dari 20 asam amino diantaranya ada yang berfungsi sebagai agen pemotong gen atau tidak dapat bersambung lagi dengan doubel helix asam amino yang berfungsi sebagai agen pemotong gen diantaranya (UAA, UAG, UGA)  Beberapa sifat dari kode triplet diantaranya: Kode genetik ini mempunyai banyak sinonim sehingga hampir setiap asam amino dinyatakan oleh lebih dari sebuah kodon. Contoh semua kodon yang diawali dengan SS memperinci prolin (SSU, SSS, SSA dan SSG) semua kodon yang diawali dengan AS memperinci treosin (ASU, ASS, ASA, ASG). Tidak tumpang tindih, artinya tiada satu basa tungggalpun yang dapat mengambil bagian dalam pembentukan lebih dari satu kodon, sehingga 64 itu berbeda-beda nukleotidanya.
Kode genetik dapat mempunyai dua arti yaitu kodon yang sama dapat memperinci lebih dari satu asam amino.
Semenjak tahun 1960an semakin nyata bahwa ada paling sedikit tiga residu nukleotida DNA diperlukan untuk mengkode untuk masing-masing asam amino. Empat huruf kode DNA (A, T, G, dan C) dalam grup dua huruf menghasilkan 42 =16 kombinasi yang berbeda, tidak cukup untuk mengkode 20 asam amino. Empat basa tiga huruf menghasilkan 43 =64 kombinasi yang berbeda. Genetik eksperimen awal membuktikan bahwa tidak hanya kode genetik atau kodon untuk asam amino berupa susunan tiga huruf (triplet) dari nukleotida tetapi juga bahwa kodon tidak tumpang-tindih dan tidak ada jeda antara kodon residu asam amino yang berurutan. Susunan asam amino protein kemudian digambarkan oleh suatu susunan yang linier dari kodon triplet yang berdekatan. Kodon yang pertama pada susunan metapkan suatu kerangka pembacaan(reading frame), di mana kodon yang baru memulai pada setiap tiga residu nukleotida. Pada skema ini, ada tiga kerangka pembacaan yang mungkin untuk setiap urutan DNA yang diberi, dan masing-masing secara umum akan memberi suatu urutan berbeda terhadap kodon.
Pada tahun 1961 Marshall Nirenberg dan Heinrich Matthaei mengumumkan hasil observasi yang mengusulkan terobosan pertama. Mereka menginkubasi polyribonucleotide polyuridylate sintetis (poly(U) yang didesign) dengan ekstrasi E. coli, GTP, dan campuran 20 asam amino dalam 20 tabung berbeda. Pada masing-masing tabung suatu asam amino yang berbeda diberi label secara radioaktif. Poly(U) dapat dikatakan sebagai mRNA tiruan yang berisi triplet UUU berurutan, dan triplet ini harus mempromosikan sintesis polipeptida hanya dari salah satu 20 asam amino yang berbeda –yang dilabel dengan triplet UUU. Suatu polipeptida radioaktif dibentuk di dalam salah satu dari 20 tabung, yang berisi fenilalanin radioaktif. Nirenberg dan Matthaei menyimpulkan bahwa triplet UUUcocok untuk fenilalanin. Pendekatan yang sama mengungkapkan bahwa polyribonucleotide polycytidylate atau poly(C) sintetis mengkode formasi.
Polipeptida yang hanya berisi prolina (polyproline), dan ilyadenylate atau poly(A) mengkode polylysine. Dengan demikian triplet CCC mengkode daftar prolina dan triplet AAA untuk lisina. Polinukleotida sintetik yang digunakan dalam eksperimen dibuat sedemikian dengan aksi fosforilase polinukleotida, menganalisis formasi polimer RNA dari ADP, UDP, CDP dan GDP. Enzim ini tidak memerlukan template polimer dan membuat polimer dengan sebuah komposisi basa bahwa secara langsung mencerminkan konsentrasi yang relatif dari precursor nukleotida 5'-diphosphate di dalam medium. Jika fosforilase polynukleotida diperkenalkan dengan UDP, hal ini hanya poly(U). Jika diperkenalkan dengan suatu campuran dari lima bagian ADP dan satu CDP, akan membuat polimer di mana 65 residu adalah adenylate dan 61sytidylate. Polimer acak seperti itu mungkin memiliki banyak triplet urutan AAA, sedikit triplet AAC, ACA, dan CAA, beberapa triplet ACC, CCA, dan CAC, dan sangat sedikit; triplet CCC (Tabel 26-1). Dengan penggunaan mRNA tiruan yang berbeda yang dibuat dari fosforilase polinukleotida dari campuran permulaan ADP, GDP, UDP, dan CDP yang berbeda, komposisi basa triplet yang mengkode hampir semua asam amino diidentifikasi segera.
Ditahun 1964 Nirenberg dan Filipus menemukan terobosan baru. Mereka menemukan bahwa ribosom bakteri E.coli yang terisolasi akan mengikat suatu aminoasil-tRNA khusus jika polinukleotida sintetik yang sesuai ada. Sebagai contoh, ribosom yang diinkubasi dengan poly(U) dan phenylalanyl-tRNAPhe(atau Phti-tRNAPhe) akan mengikat kedua polimer, tetapi jika ribosomd iinkubasi dengan poly(U) dan beberapa aminoacyU-tRNA yang lain, aminoasil-tRNA itu tidak akan terikat karena itu tidak akan mengenali triplet UUU pada poly(U), perlu dicatat bahwa oleh konvensi, identitas tRNA ditandai superscript dan aminoacylated-tRNA ditandai dengan nama yang menyambung garis. Sebagai contoh, aminoacylated tRNAALa yang benar adalah alanyl-tRNA Ala atau Ala-tRNAAla. Jika tRNA tersebut adalah salah aminoacylated, misalkan dengan valina, akan memiliki Val-tRNAAla.) Polinukleotida terpendek yang bisa mempromosikan ikatan khusus Phe-tRNAPhe adalah trinucleotida UUU. Dengan menggunakan trinucleotida sederhana dari urutan yang dikenal, hal ini mungkin untuk menentukan aminoasil-tRNA yang mana yang terikat dengan masing-masing dari sekitar 50 dari 64 kodon triplet yang mungkin. Beberapa kodon, baik tidak ada aminoasil-tRNA akan berikatan, atau lebih dari satu terikat. Metoda lain diperlukan untuk melengkapi dan mengkonfirmasikan seluruh kode genetik. Saat ini, suatu pendekatan yang komplementer diperkenalkan oleh H.Gobind Khorana, yang mengembangkan metoda-metoda untuk mensintesis polyribonucleotida dengan yang digambarkan, susunan pengulangan dari dua sampai empat basa. Polipeptida yang dihasilkan dengan memakai RNAs ini sebagai pengirim pesan (messanger) mempunyai satu atau beberapa asam amino dengan pola berulang. Pola-pola ini, ketika dikombinasikan dengan informasi dari polimer acak yang digunakan oleh Nirenberg dan rekan-rekannya, memunculkan tugas kodon yang tidak jelas. Polipeptida yang disintesis responnya atas polimer ini ditemukan untuk memiliki jumlah treonina dan histidina yang sama. Dengan cara yang sama, satu RNA dengan tiga basa pada pola pengulangan harus menghasilkan tiga jenis polipeptida yang berbeda. Masing-masing polipeptida berasal dari kerangka pembacaan (reading frame) yang berbeda dan berisi suatu jenis asam amino. Satu RNA dengan empat basa pada pola pengulangan harus menghasilkan satu jenis polipeptida dengan pola pengulanga empat asam amino. Hasil dari semua percobaan dengan polimer ini menghasilkan tugas dari kodon 61 dan 64 yang mungkin. Dan tiga yang lain diidentifikasi sebagai kodon penghentian (termination), sebagian karena ketiganya mengacaukan pola persandian asam amino ketika dimasukkan dalam urutan dari RNA polimer sintetis. Dengan pendekatan ini, urutan basa dari semua kode triplet masing-masing asam amino dibentuk tahun 1966. Sejak itu, kode ini telah diuji melalui banyak cara. "kamus" lengkap kodon untuk asam amino ditunjukan oleh Gambar 26-7. Urutan kode genetik diakui sebagi penemuan terbesar di tahun 1060an.
Kode genetik mempunyai beberapa karakteristik penting
Kunci organisasi informasi genetika dalam protein dapat ditemukan pada kodon dan pada susunan kodon pada kerangka pembacaan(reading frame). Perlu diingat bahwa tanpa tanda baca atau isyarat diperlukan untuk menandai ujung kodon dan permulaan kodon berikutnya. Kerangka pembacaan harus ditetapkan dengan benar pada permulaan molekul mRNA dan lalu dipindahkan secara berurutan dari satu triplet ke triplet berikutnya. Jika kerangka pembacaan awal diputus oleh satu atau dua basa, atau jika ribosom tanpa sengaja melompati suatu nukleotida dalam mRNA, semua kodon berikutnya akan berantakan dan akan menjurus kepada pembentukan protein "missense" dengan susunan asam amino yang kacau.  Beberapa kodon memiliki fungsi khusus. Kodon inisiasi, AUG, menandakan awal dari rantai polipeptida. AUG tidak hanya adalah kodon inisiasi dari prokaryota dan eukaryot tetapi juga mengkode residu Met pada posisi internal polipeptida. Dari 64 triplet nukleotida yang mungkin, tiga (UAA, UAG, dan UGA) tida mengkode asam amino yang dikenal ketiganya dikenal sebagai kodon penghentian (termination) (juga disebut stop codon atau nonsense codon), yang secara normal menandai akhir sintesis rantai polipeptida. Ketiga kodon penghentian dinamai "nonsense codon" karena kodon-kodon ini pertama kali ditemukan berasal dari mutasi basa tunggal bakteri E.coli di mana rantai polipeptida tertentu diakhiri secara prematur. Mutasi nonsens ini, dinamai amber, ochre, dan opal, membantu identifikasi yang mungkin dari UAA, UAG, dan UGA sebagai kodon penghentian. Pada urutan acak nukleotida, satu dari setiap 20 kodon pada masing-masing kerangka pembacaan, rata-rata, merupakan kodon penghentian. Dimana kerangka pembacaan ada tanpa kodon penghentian dari 50 atau lebih kodon, daerah itu disebut satu kerangka pembacaan terbuka (open reading frame). Kerangka pembacaan terbuka panjang biasanya berhubungan dengan gen yang mengkode protein. Pengkodean gen protein khusus tak terputuskan dengan berat molekular 60,000 akan memerlukan open reading frame dengan 500 atau lebih kodon. Lihat Kotak 26-1 (p. 900) untuk melihat beberapa perkecualian dari pola umum ini.
Barangkali ciri kode genetik yang paling mencolok adalah degenerate (degenerasi), maksudnya suatu asam amino yang diuji bisa dispesifikasi lebih dari satu kodon. Hanya metionin dan triptofan yang mempunyai kodon tunggal. Degenerasi tidak berarti tak sempurna; kode genetik jelas karena tidak ada kodon yang mengkode asam amino lebih dari satu. Perlu diketahui bahwa degenerasi kode tidaklah seragam. Sebagai contoh, leusina dan serina mempunyai enam kodon, glisina dan alanina mempunyai empat kodon, dan glutamat, tirosina, dan histidina mempunyai dua kodon. Ketika satu asam amino mempunyai kodon ganda, perbedaan antara kodon biasanya terlihat pada basa yang ketiga (pada ujung 3'). Sebagai contoh, alanina dikode oleh triplet GCU, GCC, GCA, dan GCG. Kodon tersebut, hampir semua asam amino disimbolkan dengan XY GA atau XY CU. Dua huruf pertama dari tiap kodon kemudian faktor penentu yang utama dari kekhususan. Hal ini memberikan beberapa konsekuensi yang menarik.


Struktur dan Fungsi Lisosom


Lisosom berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh, merupakan membran kantong kecil yang berisi enzim hidrolitik yang disebut lisozim. Lisosom adalah organel berbentuk agak bulat dan dibatasi membran tunggal.
Lisosom umumnya berdiameter 1,5 m, walaupun kadang-kadang ditemukan lisosom berdiameter 0,05 m. Lisosom terdapat hampir pada semua sel eukariotik, terutama sel-sel yang bersifat fagositik seperti leukosit. Lisosom berisi enzim-enzim hidrolitik seperti protease, lipase, nuklease, fosfatase, dan enzim pencerna yang lain.  Perhatikan Gambar
lisosom
Enzim lisosom adalah suatu protein yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke RE. Dari RE, enzim dimasukkan ke dalam membran kemudian dikeluarkan oleh sitoplasma menjadi lisosom. Selain itu, ada pula enzim yang dimasukkan terlebih dahulu ke Golgi. Enzim itu dibungkus membran kemudian dilepaskan dalam sitoplasma oleh Golgi.
Jadi, proses pembentukan lisosom dapat dilakukan secara langsung oleh RE atau oleh Golgi.
Proses pencernaan oleh lisosom berlangsung misalnya saat sel menelan bakteri secara fagositosis. Bakteri itu dimasukkan ke dalam vakuola. Vakuola yang berisi bakteri segera dihampiri lisosom. Membran lisosom dan membran vakuola bersinggungan dan bersatu. Enzim lisosom masuk ke dalam vakuola dan mencerna bakteri. Substansi hasil pencernaan lisosom disimpan dalam vesikel kemudian ditranspor ke membran plasma dan dikeluarkan dari sel.

Fungsi Lisosom

Secara rinci fungsi lisosom adalah sebagai berikut :
1) Melakukan pencernaan intrasel
2) Autofagi yaitu menghancurkan struktur yang tidak dikehendaki, misalnya organel lain yang sudah tidak berfungsi
3) Eksositosis yaitu pembebasan enzim keluar sel, misalnya pada pergantian tulang rawan pada perkembangan tulang keras
4) Autolisis yaitu penghancuran diri sel dengan membebaskan isi lisosom ke dalam sel, misalnya terjadi pada saat berudu menginjak dewasa dengan menyerap kembali ekornya
5) Menghancurkan senyawa karsinogenik
Dari uraian di atas dapat diketahui bahwa lisosom mempunyai peranan penting dalam sel. Bagaimana jika lisosom mengalami kegagalan fungsi? Kegagalan dalam proses pencernaan oleh lisosom dapat menyebabkan penyakit silikosis dan rematik.


Plastida


Plastida adalah organel yang meghasilkan warna pada sel tumbuhan. Plastida dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Organel ini hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dikenal tiga jenis plastida yaitu:
1). Leukoplas
Plastida ini berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan, terdiri dari:
Amiloplas (untuk menyimpan amilum)
Elaioplas atau Lipidoplas (untuk menyimpan lemak/minyak).
Proteoplas (untuk menyimpan protein).
Selalu ingat! Leukoplas berwarna? berfungsi untuk?

2). Kloroplas
Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau. Kloroplas yang berkembang dalam batang dan sel daun mengandung pigmen hijau yang dalam fotositesis menyerap tenaga matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula, yakni sumber energi kimia dan makanan bagi tetumbuhan. Kloroplas memperbanyak diri dengan memisahkan diri secara bebas dari pembelahan inti sel. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.
3). Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :
Fikosianin menimbulkan warna biru misalnya pada Cyanophyta.
Fikoeritrin menimbulkan warna merah misalnya pada Rhodophyta.
Karoten menimbulkan warna keemasan misalnya pada wortel dan Chrysophyta.
Xantofil menimbulkan warna kuning misalnya pada daun yang tua.
Fukosatin menimbulkan warna pirang misalnya pada Phaeophyta.
Kloroplas dan plastida lainnya memiliki membran rangkap. Membran dalam melingkupi matriks yang dinamakan stroma. Membran dalam ini terlipat berpasangan yang disebut lamela. Secara berkala lamella ini membesar sehingga membentuk gelembung pipih terbungkus membran dan dinamakan tilakoid. Struktur ini tersusun dalam tumpukan mirip koin. Tumpikan tilakoid dinamakan granum. Pada tilakoid terdapat unit fotosintesis yang berisi molekul pigmen seperti klorofil a, klorofil b, karoten, xantofil.
Ayo…, kita perhatikan gambar Kloroplas berikut. Cocokkan dengan penjelasan di atas!.

 
Gbr. Kloroplas (merupakan salah satu jenis plastida pada tumbuhan).
Kandungan kimiawi kloroplas adalah protein, fosfolipid, pigmen hijau dan kuning, DNA dan RNA. 

 





Dinding Sel Tumbuhan


gambar:Dinding sel tumbuhan.jpg
gambar:Dinding sel tumbuhan.jpg

Dinding sel hanya ditemukan pada sel tumbuhan, sehingga sel tumbuhan bersifat kokoh dan kaku atau tidak lentur seperti sel hewan.
Dinding sel tumbuhan banyak tersusun atas selulosa, suatu polisakarida yang terdiri atas polimer glukan (polimer glukosa). Dinding sel tumbuhan berfungsi untuk melindungi, mempertahankan bentuknya serta mencegah kehilangan air secara berlebihan. Adanya dinding sel yang kuat, menyebabkan tumbuhan dapat berdiri tegak melawan gravitasi bumi. Beberapa senyawa penyusun dinding sel, antara lain:


a. Hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan polisakarida yang tersusun atas glukosa, xilosa, manosa dan asam glukoronat. Di dalam dinding sel, hemiselulosa berfungsi sebagai perekat antar mikrofibril selulosa.

b. Pektin

Pektin merupakan polisakarida yang tersusun atas galaktosa, arabinosa, dan asam galakturonat.

c. Lignin

Lignin hanya dijumpai pada dinding sel yang dewasa dan berfungsi untuk melindungi sel tumbuhan terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan.

d. Kutin

Kutin merupakan suatu selubung atau lapisan pada permukaan atas daun atau batang dan berfungsi untuk mencegah dehidrasi akibat penguapan dan melindungi kerusakan sel akibat patogen dari luar.

e. Protein dan lemak

Di dalam dinding sel ditemukan dalam jumlah yang sedikit.






Sentriol



Sel hewan, mikroorganisme, dan tumbuhan tingkat rendah memiliki dua sentriol pada sitoplasma. Sentriol merupakan perkembangan dari sentrosom, yaitu pusat sel, daerah dari sitoplasma yang dekat dengan nukleus. Sentriol berupa kumpulan mikrotubulus strukturnya berbentuk bintang yang berperan sebagai kutub-kutub pembelahan sel secara mitosis atau meiosis. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.
Dari sentriol memancar benang-benang gelendong pembelahan sehingga kromosom akan terjerat pada benang tersebut. Melalui benang gelendong inilah nantinya tiap-tiap kromosomberjalan menuju kutub masing-masing.
 
Gbr. Sentriol 

 
Gbr. Letak Sentriol Pada Saat pembelahan
Tanya Jawab:
Pertanyaan:
Tanaman tidak memiliki sentriol, Bagaimana proses pembelahan selnya (tidak terbentuk benang spindel)?Lalu organel apa yang menggantikan fungsi sentriol?
Jawab:
proses pembelahan sel terjadi secara mitosis dan miosis
Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.
Profase. Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua sentrosom dan membentuk benang-benang spindle, yang membentuk seperti bola sepak. Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster. Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer (Campbell et al. 1999).
Metafase. Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu, kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase (metaphasic plate).
Anafase. Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang kinetokor ke kutubnya masing-masing.
Telofase. Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase. Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat dengan pewarna histologi (Campbell et al. 1999).
Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua anak inti (Campbell et al. 1999).
Sitokinesis. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak. Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan myosin (Campbell et al. 1999).
Meiosis
Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosis I dan meiosis II terjadi pada sel tumbuhan.
SENTRIOL: TERBUAT DARI MIKROTUBULA
Sentriol terdiri atas sepasang badan berbentuk tabung yang saling tegak lurus dan merupakan
suatu kesatuan yang disebut sentrosom. Organel ini aktif saat sel sedang mengadakan pembelahan yaitu dengan
menghasilkan benang-benang spindel atau gelendong yang merupakan protein kontraktil yaitu tubulin. Fungsi tubulin
adalah menarik kromatid menuju kutub pembelahan. Sebelum sel membelah, sentrosom berduplikasi menghasilkan dua sentriol dan masing-masing berpindah ke sisi berlawanan pada nukleus, kemudian gelendong terbentuk .
Mikrotubulus adalah tabung-tabung halus dari protein tubulin, yang terdapat pada kebanyakan sel hewan dan tumbuhan. Diameternya kurang lebih 25 nm, sedangkan panjanrnya bervariasi.
Mikrotubulus menentukan bentuk struktur (sitoskleton = kerangka sel) pada sitoplasma, pembentukan sentriol, silia, flagela dan juga memainkan peranan yang amat penting dalam pembentukan sel.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar