Bagian Biologi Kedokteran Mata Pelajaran =BIOLOGI SEL= Dra. Eliza Anas,MS

Tujuan Umum : Ultra Struktur Sel Tinjauan Instruksi umum : Memahami struktur & fungsi sel secara umum Tujuan perilaku khusus (TIK) : 1. Menjelaskan perbedaan antara sel prokariota, eukariota & virus. 2. Menjelaskan struktur dan fungsi organel sel prokariota. 3. Menjelaskan struktur dan fungsi organel virus

Ultrastruktur sel @ Membuat slit dg teknik tertentu @ Sel sebagai satuan struktur benda hidup. @ Uniselular dan multiselular. @ Struktur sel dilihat dibawah ME @ Terlihat lebih terinci dibandingkan MC  ultrastruktur @ Secara ultrastruktur, kandungan sel dapat dibedakan atas berbagai organelnya. @ Membuat slit dg teknik tertentu

Berdasarkan ada atau tidaknya membran inti, sel hewan dibedakan: 1. prokariot tidak mempunyai membran inti (nukleus) mis: bakteri, virus 2. eukariot  mempunyai membran inti (nukleus)

Organel sel prokariota: Dinding sel Membran sel Ribosom Nukleoid Plasmid Sitoplasma Tonjolan sel

PROKARIOTA

1. Dinding Sel Protoplast & spheroplast – hidup – ling cocok Polisakarida, lipid dan protein, kaku Tebal + 10 nm Dinding sel hilang → protoplast Dinding sel hilang sebahagian → spheroplast Fungsi: melindungi sel memberi btk yg konstan Kapsul: bhg luar dinding sel  Gelatin kapsul dan ddg sel non essensial → viabilitas Protoplast & spheroplast – hidup – ling cocok Mis : PPLO = Pluro Pneumonia Like Organism 0,25 – 0,1 % Tidak mempunyai dinding sel

2. Membran Plasma = Plasmalemma Trilaminer : - Protein dan lipid - Hidrofilik,hidrofobik - Semi permiabel, barrier selektif - Bakteri berkloropil  fotosintesa - Plasmalemma respirasi Invaginasiplasmalemma mesosom enzim respirasi respirasi

3. Ribosom Partikel diameter 10 – 15 nm 20.000 – 30.000 partikel 2 sub unit 30 S (svedberg unit) 50 S Fungsional 70 S → m RNA Polirobosom / ergosom Fungsi = sintesa protein Bekerja sama dengan m RNA dan t RNA

4.Nukleoid Pewarnaan Feulgen – MC - positif Daerah → gambaran spesifik → nukleoid Mengandung kromosom – molekul DNA sirkuler Panjang + 1 nm - informasi genetik Menempel di membran plasma Tidak mempunyai membran DNA sirkuler lain → plasmid atau episom

5. Plasmid DNA sirkuler Memiliki sedikit gen Dapat bereplikasi sendiri Diperlukan utk pertahanan hdp Plasmid dpt terbtk pd kondisi lingkungan yg banyak tekanan Resistensi mis: antibiotik

6. Sitoplasma Materikoloid Organel sel – ribosom - asam nukleat dll Tempat metabolisme sel terjadi

Flagella + 10 mikron Alat gerak Protein 7. Tonjolan sel : Flagella + 10 mikron Alat gerak Protein Filli 1 – 2 mikron Proses Konyugasi → jembatan sitoplasma pd bakteri yg berkonyugasi Bakteri patogen → menempel pada sel hospes

Virus :

Reproduksi dalam sel hospes Problem penyakit pada organisme hidup Materi genetik Reproduksi dalam sel hospes Problem penyakit pada organisme hidup Iwanowsky → daun tembakau Struktur virus : “Core” /inti → molekukl DNA atau RNA Kapsid → mantel virus –kapsomer – protein melekat pd inti Envelope → beberapa virus – lapisan lain kapsid Protein dan lemak

BAKTERIOFAG.

STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN E. OVERTON (1890) @. Mempelajari permiabilitas membran sel @. Zat yang dapat lewat membran yang larut dalam lemak @. Membran terdiri dari lemak

GORTER dan GRENDEL (1925) . @. Membran sel eritrosit @. Mengekstrak semua lemak dr mem- bran @. Mengukur luas lemak dg cara merentangkan shg membentuk selaput monomolekuler pd permukaan air @. Hidrofilik (mengikat air), hidrofobik

COLE (1932). @. Mengukur tekanan permukaan mem- bran pada hewan bintang laut @. Telur ditekan antara 2 gls penutup @. Mengukur nilai tekanan permukaan membran @. Berkesimpulan protein yg memberi nilai tekanan

DAVSON dan DANIELLI (1935). @. Mengekstrak minyak dr telur ikan makarel dan meneliti sifat-sifatnya @. Menemukan adanya tekanan permu- kaan lemak yg amat rendah di bbrp tempat @. Setelah dilakukan pemisahan di dapatkan nilai tekanan permukaan sama dg tek minyak murni @. Kesimpulan  protein menyebar di- antara lemak.

Model Davson dan Danielli (sandwich bilayer fosfolipid) diantara dua lap protein

S.J.Singer dan G.Nicolson (1972) - Lipid dan protein penyusun utama, walaupun KH tdk kalah pentingnya - Model yang diterima mosaik fluida - Membran merupakan mosaik molekul protein yang terapung pada bilayer fluida terdiri dari fospolipid Proteinperiferal dan integral Lemak  hidrofilik dan hidrofobik Karbohidrat  glycocalyk

- ME tampak PL mengandung serabut halus → Glycocalyx - Glycocalyx berbentuk benang halus dan tegak lurus terhadap PL - Glycocalyx melekat kelemak→glikolipid Glycocalyx melekat keprotein→ glikoptrotein - Glycocalyx berfungsi : Transpor zat (absorpsi) Penyeleksi zat yang diabsorpsi Selubung sel .Mis :lapisan lendir mukosa saluran pencernaan Diproduksi oleh sel sendiri

GAMBAR: STRUKTUR MEMBRAN PLASMA

- membran merupakan lembaran molekul dinamis yang dapat berpindah tempat - terdiri dari daerah hidrofilik dan hidrofobik Gambar: Hidrofobik-hidrofilik

- membran hrs bersifat fluid agar dpt bekerja dg baik - kolesterol steroid berguna utk stabilitas membran - membran hrs bersifat fluid agar dpt bekerja dg baik - mosaik banyak protein berbeda-beda yg tertanam dlm matriks bilayer lipid - lipid penyusun utama membran sdgkan protein menentukan f/ spesifikmembran mis: membran sel darah ditemukan lebih 50 macam protein

- protein integral tertanam pd bilayer lipid protein periferal tdk tertanam pd bilayer lipid - karbo hidrat  f/ pengenalan sel dg sel te- tangga atau dg sel-sel lain. - mis: penolakan organ cangkokan pd sistem imun. diferensiasi sel waktu embrio, dll - karbohidrat dan membran disintesa dlm RE

CARA ZAT MELINTASI MEMBRAN Transpor: (a) protein mem bran bersifat selektif u/ zat tertentu, memberikan sa- luran hidrofilik melintasi membran. Mis: air, zat mo- lekul kecil, zat larut dlm lemak. (b) Protein menghidrolisis ATP u/ memompa bahan melintasi membran secara aktif.

Aktivitas enzimatik: Protein membran berupa enzim dg sisi aktifnya Transduksi sinyal: Protein membran memiliki btk pengikatan spesifik dg mesenjer kimia (hormon) dan pesan disampaikan ke dalam sel

Penggabungan intersel: protein membran antara sel bersebelahan diikat o/ junction. Pengenalan sel: glikoprotein berfungsi sebagai label identifikasi secara khusus dikenal o/ sel lain

Pelekatan ke sitoskeleton dan matriks ekstraselular: Elemen sitoskeleton atau mikrofilamen terikat ke protein membran u/ mem- pertahankan bentuk sel. Protein yg dekat ke matrik sel dapat mengkoordinasi perubahan ekstra/intra sel

Pertautan sel # Multiseluler → kumpulan sel (jaringan) # Pertautan antar sel bertetangga (Junction Complek) # Terbina komunikasi # Pemerataan sebaran zat # Koordinasi dalam melakukan aktifitas

3 macam pertautan antar sel: Desmosom 2. Tight junction 3. Gap junction

1. Desmosom. Banyak terdapat pada sel. Berupa kepingan bentuk cakram 1.Desmosom . Banyak terdapat pada sel . Berupa kepingan bentuk cakram . Diameter kepingan ± 0,3 mµ . Jarak 22 – 35 nm . Beirisi perekat dari glikoprotein . Pertautan sitoskeleton-mikrofilamen . Sel otot jantung dan kulit

Mengantarkan tenaga mekanik. mis : - benturan - tekanan 3 Jenis Desmosom 1. Macula adhearens 2. Zonula adhearens 3. Fascia adhearens Macula adhearens : Celah 20 -30 nm Bertindak pasif Mengantarkan tenaga mekanik. mis : - benturan - tekanan Tempat berpaut sitoskeleton Bahan antara sel padat dan mengkilap

2. Zonula adhearens → pita membelit sel tipis 3.Fascia adhearens → pita membelit sel tebal dan lebar Kedua jenis desmosom : - Aktif dalam pergerakan sel bertetangga - terdapat pada puncak sel. mis: pada kulit Sel kanker desmosomnya lemah → tidak dapat dibina koordinasi dan kerja sama

Tight junction 1. Zonula occludens → pita membelit tipis 2. Vascia occludens → pita membelit lebar Celah interseluler sedikit, lebar 15 nm * Patri antar sel * Berderet diantara puncak sel * Banyak dijumpai pd sel btk torak Mis:Melapisi rongga suatu saluran

Dibina unit kecil → butiran Butiran berlobang ditengah Fungsi : 1. Menghalangi perembesan molekul besar 2. Menciptakan potensial listrik 3. Merekatkan sel bertetangga agar kukuh . 2 Gap junction (nexus): Sepasang kepingan Dibina unit kecil → butiran Butiran berlobang ditengah Berhubungan dengan butiran sel tetangga Membentuk saluran halus Lebar celah 2 – 4 nm

Fungsi Gap junction Komunikasi Lewat ion dan metabolik Mengalirkan arus listrik (aksi potensial pada synapsis) Koordinasi gerakan, aktifitas pemerataan berbagai zat Lewat zat induktor

Pada jaringan/populasi sel, adanya gap junction dapat dibina : - keharmonisan sel - ke sinkronan aktifitas Mis : - transportasi zat - pembelahan sel - tumbuh - respons terhdp rangsangan

Terdapat pada : - Sel-sel embrio awal - Gonad - Otot - Jaringan ikat - Jaringan epitel Tdk ditemukan:- sel darah yg beredar - otot lurik

Induktor disebarkan lewat gap junction untuk : 1 Induktor disebarkan lewat gap junction untuk : 1. Melancarkan pertumbuhan embrio 2. Diferensiasi sel jadi jaringan 3. Regenerasi 4. Penyembuhan luka atau kerusakan Sel tumor kehilangan kontrol karena gap junction tidak berfungsi .

SIFAT FISIK SEL Terdiri dari: 1. koloid kompleks 2. kepermeabelan 3. transport zat 4. potensial listrik

KOLOID KOMPLEKS Sel mengandung sistem koloid artinya: * mol sederhana larut dlm sito- plasma mis: garam mineral, as amino, polipeptida rantai pendek dan glukosa. * mol kompleks membtk suspensi mis: protein, pati dan lemak.

FASE KOLOID: terdiri dari: sol ( encer ) gel ( kental ) *Selalu terjadi pergantian perubahan antar sol ke gel, gel ke sol shg sel berubah btk mis: berkerut dan menjulur. *Sitoplasma lebih encer dari nukleoplasma namun komponen kimia sitoplasma lebih kompleks dr nukleoplasma

KEPERMEABELAN *Sel bersifat semi-permiabel (tembus u/ zat tertentu) *Kepermeabelan ditentukan oleh: - besar molekul - kelarutan dlm air atau lemak - perbedaan muatan listrik

TRANSPORT ZAT *Keluar masuknya zat dari sel *Caranya: 1. difusi 2. osmosa 3. filtrasi 4. transport aktif 5. cytosis 1,2,3  melibatkan sifat fisik sel 4  sifat fisik dan biologis sel 5  sifat biologis sel

DIFUSI * Tergantung pd konsentrasi zat terlarut * Perembasan zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah * Perembesan dapat terjadi tanpa lewat sekat atau lewat sekat * Tanpa lewat sekat berlangsung pd proto- plasma sendiri, mis: ujung RE ke ujung lain * Lewat sekat, mis:- antara intra dan ekstra sel - antara sitoplasma dengan nukleoplasma

* Difusi umum terdpt pd sel, tanpa energi * Difusi terjadi bagi O2, CO2, air, elektrolit dan mol organik sederhana. Elektrolit berdifusi krn adanya potensial listrik, dimn pd membran luar muatan (+) sdgkan dlm membran muatan (-) Na+ diluar membran susah msk, K+ dlm membran mudah keluar

Berdasarkan carrier difusi dibagi: Difusi bebas bebas berdifusi Difusi terikat diikat o/ carrier (permease) carrier(pembawa) khas bg suatu zat, dg arah difusi tetep  ] tinggi ke [ ] rendah difusi bebas difusi terikat

OSMOSA * Merupakan transpor pasif air * Membandingkan dua larutan dg konsent- rasi zat terlarut dlm air berbeda. * Konsentrasi zat terlarut tinggi (pekat) hipertonik * Konsentrasi zat terlarut rendah (encer) hipotonik * Konsetrasi zat terlarut sama  isotonik * Nilai osmosis * Melalui membran permiabel selektif

Dalam keadaan biasa sel isotonis dg cairan mediumnya (CES) Menjaga tekanan osmosa homostatis Contoh: pd eritrosit dlm media hipertonis akan terjadi krenasi eritrosit dlm media hipotonis akan terjadi haemolisis Secara umum disebut cytolysis Pada sel tumbuhan disebut plasmolysis

FILTRASI Transport zat terjadi krn perbedaan teka- nan atmosfer antar 2 ruangan yg dipisah- kan membran yg permiabel terhdp zat itu Mis: lumen kapiler ke sel jaringan sekitar, krn tek drh (akibat pemompaan jantung).

TRANSPORTASI AKTIF Melawan gradient konsentrasi  konsent- rasi rendah ke konsentrasi tinggi Membutuhkan energi (ATP) Transportasi aktif ini disebut juga absorpsi Ada 2 teori cara tranportasi aktif ini yaitu: dorongan pemusingan

Zat yg diabsorbsi adalah: elektrolit, glukosa as amino dll. Gambar: pompa natrium-kalium, transprtasi aktif.

SITOSIS Transport zat yg melibatkan lepasnya sebhg membran sel fragmen membran langsung menjadi selaput zat yg ditrans- port Endosotisis masuk zat dr luar ke dalam Exosotosis  masuk zat dr dalam ke luar Menurut dimensi zat terbagi 2: pinositosis dan pagositosis Berdasarkan asal zat yg difagosit: hetero fagosit (extraselular) dan autofagosit (inraselular)

Exositosis perlu u/: 1. sekresi: (getahan) yaitu mengeluarkan zat produksi sellendir,enzim steroid. 2. ekskresi: (pembuangan) yaitu mengelu- arkan ampas metabolisme atau ampas pencernaan sel dlm btk cair NH4OH, urea, as urat dll 3. ekstrusi: membuang bhn pdt paska lisosom

Komunikasi sel dan konsep reseptor Pembicara dan pendengar Bagaimana pendengar merespons Sinyal  jarak dekat dan jauh Respon sinyal ada yg elektromagnetik (cahaya) & ada yg mekanis (sentuhan) Reseptor  protein membran Pada multiseluler penting komunikasi tingkat seluler u/ kehidupannya Guna u/ terciptanya koordinasi aktivitas sel shg terbentuk organisme yg normal Sinyal yg digunakannya  sinyal kimia

Mekanisme Komunikasi Sel: Pembicara  Pendengar @. Deteksi @. Proses @ Mekanisme Komunikasi Sel: Pembicara  Pendengar @. Deteksi @. Proses @. Respon Kesalahan komunikasi dapat disebabkan o/ sel pembicara dlm menyampaikan bisa juga krn pada sel pendengar sbg penerima

Persinyalan sel. Percobaan pada sel ragi: Persinyalan sel . Percobaan pada sel ragi: . Menggunakan sinyal kimia u/ mengindentifikasi sel a  reseptor faktor α sel α  reseptor faktor a . Pengikatan faktor terjadi perubahan pd permukaan dan terjadi penggabungan nukleus sel a dan sel α

Pensinyalan : Jarak dekat : parakrin , sinaptik Jarak jauh : endokrin (hormon) sbg neurotransmiter Parakrin  mrpkan senyawa kimia yg dihslkan o/ sel peng- sekresi , berdifusi kedlm cairan ekstraseluler dan merangsang sel target. mis: faktor pertmbhan berupa senyawa kimia yg merang- sang sel target u/ tmbh

Sinaptik . Terjadi pd sel saraf yg spesifik sel saraf menghslkan sinyal kimia  neurotransmiter berdifusi ke sel target (sel saraf) melalui ruangan sempit (sinapsis) u/ meneruskan rangsangan Motor end plat  ruangan sem- pit yg meneruskan rangsangan antara sel saraf dg sel otot

dikenal dg pensinyalan endokrin sel spesial melepaskan hormonal pensinyalan ke tempat yg jauh  hormon dikenal dg pensinyalan endokrin sel spesial melepaskan mol hormon msk kepem- buluh darah dg melalui sistem pembuluh darah akan smpai ke sel target

Diagram hipothalamus hipofisis ovarium

Komunikasi kontak langsung Junction Interaksi mol yg menonjol dr permukan sel

Tahap pensinyalan: Penerimaan : sinyal akan dideteksi o/ protein membran sel sebagai reseptor Transduksi : sinyal akan dirubah menjadi respons seluler spesifik Respons : respons seluler aktif Ex: Epinefrin  enzim glikogen posporilaseglukosa 1 pospat glukosa 6 pospat  glikolisis

Komunikasi sel melalui reseptor Td: 1. reseptor terkait protein G 2. reseptor tiroksin kinase 3. reseptor saluran ion

1. Reseptor terikat protein G

2. Reseptor tiroksin kinase

3.Reseptor saluran ion

Sifat pensinyalan respon

Terima Kasih