BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR
BELAKANG
Biologi
merupakan ilmu yang mempelajari seluruh aspek kehidupan. Dalam kehidupan
sehari-hari biologi mengampil peran yang sangat penting. Untuk itulah kita
mempelajari biologi khususnya tentang Sel. Ini dikarenakan sel merupakan dasar
dari sebuah kehidupan. Sel-sel tersebut membentuk kesatuan untuk membetuk
kehidupan. Kita bias lihat bahwa alam
semesta ini begitu luas. Namun apabila kita selidiki lebih dalam lagi ternyata
terdapat kehidupan yang lebih kecil dan lebih sederhana dari yang kita
bayangkan.dari masa kemasa dilakukan penelitian dan penemuan tentang sel.
Dimulai dari penemuan Robert Hook dengan sel gabusnya pada tahun 1665 sampai
sekarang pun masih dilakukan penelitian bahkan sudah mencapai tahap materi
genetic.
Sel
memiliki ukuran yang sangat kecil dan tak kasat mata. Ada yang hanya 1-10
mikron, ada yang mencapai 30-40 mikron, bahkan ada yang beberapa sentimeter.
Didalam ukuran yang sangat kecil bentuk yang bermacam-macam tersebut, sel
memiliki bagian-bagian sel yang memiliki fungsi masing-masing. Antar bagian sel
itu melakukan interaksi dan salingt ketergantungan. Oleh karena itu sel
dipandang sebagai dasar kehidupan makhluk hidup.
Dalam
pembagiannya sel terdiri dari Eukariot(eu=sejati, karyon=inti) yang memiliki membrane
inti dan Prokariot(pro=sebelum, karyon=inti) yang tidak memiliki membrane inti
dan pada umumnya makhluk hidup uniseluler.
1.2
TUJUAN
PENULISAN
1.2.1 Tujuan Umum
Mahasiswa mampu
mengidentifikasi kehidupan sel sebagai unit fungsional terkecil organisme
1.2.2 Tujuan Khusus
1.
Introduksi
sel
2.
Ultra
struktur sel
3.
Jenis-jenis
sel
4.
Fungsi
spesifik sel
5.
Transport
transmembrane
6.
Reproduksi
sel
7.
Genetika
8.
Homeostatis
1.3
MANFAAT
PENULISAN
Mahasiswa dapat mengetahui dan
memahami materi tentang sel tubuh manusia.
1.4
METODE
PENULISAN
Metode deskriftif dengan teknik
study kepustakaan atau literature, yaitu pengetahuan yang bersumber dari
beberapa media tulis baik berupa buku, litelatur dan media lainnya yang tentu
ada kaitannya masalah-masalah yang di bahas di dalam makalah ini.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 INTRODUKSI SEL
Dalam
biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup dan
merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Sel mampu melakukan semua
aktivitas kehidupan dan sebagian besar reaksi kimia untuk mempertahankan kehidupan
berlangsung di dalam sel.Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel
tunggal,atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan ameba. Makhluk
hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme
multiseluler yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya
masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 10 sel.
Namun
demikian, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel.
Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya,
sementara tubuh tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah
dibuahi.
2.2 ULTRASTRUKTUR SEL
Secara
ultrastruktur, kandungan sel itu terdiri atas berbagai macam organel, antara
lain :
1. Plasmalemma (PL) : tempat berlangsungnya
difusi secara selektif, transfor aktif, sitosis, penerima dan penyampai rangsangan serta respons,
komunikasi, dan benteng pertahanan.
2.
Retikulum Endoplasma (RE) tempat sintesa protein, metabolisme lemak, transport
zat ke alat golgi, dan untuk detoksikasi
3. Alat Golgi ( AG ) : tempat persenyawaan
karbohidrat atau lemak dengan protein, memadatkan dan membungkus bahan untuk
digetahkan dan mencadangkannya, membuat lisoso, membuat plasmalemma
4. Lisososm (LS) : pencernaan, regenerasi,
penyembuhan, remodeling, resorpsi
5. Mitokondria (MK ) penghasil ATP,
metabolisme lemak, dan sintesa steroid, produksi panas
6. Plastid : mengandung pigmen (zat warna)
terutama pada tumbuhan
7. sentriol : mengatur pembelahan sel, produksi
mikrotubul dan mikrofilamen, produksi cillia dan flagella, kontrol gerakan
8. Mikrotubul : sitoskelet, transport, gerakan
9. mikrofilamen : sitoskelet, transpot,
gerakan
10. peroksisom : untuk pencernaan zat
tertentu, mengandung enzim peroksida, untuk merombak peroksida yang meracun
jadi H2O dan O2
11. Inti (nukleus) : tempat kromatin dan
nukleolus, kromatin : bahan genetis. Nukleolus : produksi ribosom
2.3 JENIS-JENIS SEL
1. Sel Saraf (Neuron)
Neuron
adalah unit fungsional sistem syaraf yang terdiri dari badan sel dan
perpanjangan sitoplasma. Sel-sel neuron terbagi atas beberapa bagian yaitu
badan sel, dendrit, dan neurit (akson) yang masing-masing mempunyai fungsi
berbeda. Ketiga bagian sel saraf tersebut membentuk satu kesatuan yang menyusun
sel saraf dan membuatnya bekerja dengan baik.
Komponen-komponen neuron adalah sebagai berikut :
a. Badan
sel
Badan
sel, berwarna kelabu, terdiri atas membran sel, sitoplasma (neuroplasma),
nukleus, nukleolus, dan retikulum endoplasma. Badan sel merupakan bagian yang
mengendalikan keseluruhan metabolisme neuron.
b. Akson
1) Suatu proses tunggal, yang lebih tipis dan
lebih panjang dari dendrit. Bagian ini mengantar impuls menjauhi badan sel ke
neuron lain, ke sel lain atau ke badan sel neuron yang menjadi asal akson (arah
menuju ke luar sel)
2) Semua akson dalam sistem syaraf perifer
dibungkus oleh lapisan schwann (neurolema) yang dihasilkan oleh sel-sel
schwann.
3) Myelin berfungsi sebagai insulator listrik
dan memepercepat hantaran impuls syaraf.
c. Dendrit
Dendrit,
merupakan lanjutan atau percabangan badan sel saraf. Dendrit berfungsi menerima
impuls yang datang dari ujung akson lain, selanjutnya membawa impuls tersebut
ke dalam badan sel saraf. Dendrit disebut juga serabut pendek neuron.
Berdasarkan struktur
dan fungsinya, sel saraf dapat dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu :
a.Sel saraf sensorik
Fungsi sel saraf
sensorik adalah menghantar impuls dari reseptor ke sistem saraf pusat, yaitu
otak (ensefalon) dan sumsum belakang (medula spinalis). Ujung akson dari saraf
sensori berhubungan dengan saraf asosiasi (intermediet).
b.Sel
saraf motorik
Fungsi sel saraf
motor adalah mengirim impuls dari sistem saraf pusat ke otot atau kelenjar yang
hasilnya berupa tanggapan tubuh terhadap rangsangan. Badan sel saraf motor
berada di sistem saraf pusat. Dendritnya sangat pendek berhubungan dengan akson
saraf asosiasi, sedangkan aksonnya dapat sangat panjang.
c.Sel
saraf intermediet
Sel saraf
intermediet disebut juga sel saraf asosiasi. Sel ini dapat ditemukan di dalam
sistem saraf pusat dan berfungsi menghubungkan sel saraf motor dengan sel saraf
sensori atau berhubungan dengan sel saraf lainnya yang ada di dalam sistem
saraf pusat. Sel saraf intermediet menerima impuls dari reseptor sensori atau
sel saraf asosiasi lainnya. Kelompok-kelompok serabut saraf, akson dan dendrit
bergabung dalam satu selubung dan membentuk urat saraf. Sedangkan badan sel
saraf berkumpul membentuk ganglion atau simpul saraf.
2. Sel Otot
Jaringan otot
tersusun atas sel-sel otot yang fungsinya menggerakkan organ-organ tubuh.
Kemampuan tersebut disebabkan karena jaringan otot mampu berkontraksi.
Kontraksi otot dapat berlangsung karena molekul-molekul protein yang membangun
sel otot dapat memanjang dan memendek.
Jaringan otot dapat
dibedakan menjadi 3 macam :
a.
Jaringan Otot Polos
Jaringan
otot polos mempunyai serabut-serabut (fibril) yang homogen sehingga bila
diamati di bawah mikroskop tampak polos atau tidak bergaris-garis.
Otot
polos berkontraksi secara refleks dan di bawah pengaruh saraf otonom. Bila otot
polos dirangsang, reaksinya lambat. Otot polos terdapat pada saluranpencernaan,
dinding pembuluh darah, saluran pernafasan.
b. Jaringan
Otot Lurik
Nama
lainnya adalah jaringan otot kerangka karena sebagian besar jenis otot ini melekat
pada kerangka tubule. Kontraksinya menurut kehendak kita dan di bawah pengaruh
saraf sadar. Dinamakan otot lurik karena bila dilihat di bawah mikroskop tampak
adanya garis gelap dan terang berselang-seling melintang di sepanjang serabut
otot. Oleh sebab itu nama lain dari otot lurik adalah otot bergaris melintang.
Kontraksi
otot lurik berlangsung cepat bila menerima rangsangan, berkontraksi sesuai
dengan kehendak dan di bawah pengaruh saraf sadar. Fungsi otot lurik untuk
menggerakkan tulang dan melindungi kerangka dari benturan keras.
c. Jaringan
Otot Jantung/Miokardium
Jaringan
otot ini hanya terdapat pada lapisan tengah dinding jantung. Strukturnya
menyerupai otot lurik,meskipun begitu kontraksi otot jantung secara refleks
serta reaksi terhadap rangsang lambat. Fungsi otot jantung adalah untuk memompa
darah ke luar jantung.
3. Sel Tulang
Pembentukan
tulang dimulai dari osteoblas (sel tulang) yang merupakan sel-sel mesenkim
khusus. Osteoblas mensekresi substantia intersel, osteoit yang pada mulanya
terdiri atas substantia dasar yang lembut dan serabut-serabut kolagen.
Osteoblas berkembang menjadi osteosit-osteosit, sel-sel tulang defenitif. Pada
masa yang sama, osteoklas multinuclear berkembang, sel-sel yang berkaitan
dengan reabsorpsi dan pembentukan kembali tulang. Membezakan ossificasi
langsung atau intermembranosa adalah dari ossificasi indirect atau ossificasi
chondral ( klasifikasi pengganti ).
Ossificasi
Intermembranosa adalah perkembangan tulang dari tisu penghubung yang akhirnya
mengandungi banyak sel-sel mensekim yang berkembang melalui osteoblas menjadi
osteosit. Pada masa yang sama osteoklas berkembang dan serabut-serabut kolagen
juga timbul. Tulang yang asli adalah fibrosa dan selanjutnya ia dibentuk
kembali menjadi tulang lameller. Mangkuk tengkorak, tulang-tulang wajah dan
clavicula berkembang sebagai tulang membranosa. Bagian-bagian rangka yang
sebelumnya merupakan tulang rawan perlu mengalami ossificasi kondral apabila ia
ingin diganti oleh tulang. Pertumbuhan hanya mungkin selama tulang rawan tetap
ada. Persyaratan untuk penggantian pembentukan tulang adalah kondroblas,
sel-sel tisu penghubung yang telah mengalami differensiasi ( Pembezaan ) yang
menyingkirkan tulang rawan dan memungkinkan osteoblas untuk membentuk tulang.
Dikenal ada 2 jenis
penggantian pembentukan tulang, yaitu :
a. Enkondral, yaitu dimulai dengan tulang
rawan, dan terjadi pada epifisis.
b. Perikondral, yaitu berasal dari
pericondrium, terbatas pada diafisis.
Discus
Epifisis (lempeng pertumbuhan) yang diperlukan untuk pertumbuhan panjang,
membentuk lapisan antara epifisis dan diafisis.Didalam tulang rawan epifisis,
terjadi proses-proses ossificasi dalam zona-zona yang terpisah. Pertama, pada
epifisis terdapat zona capping, zat tulang rawan hialin yang tidak dipengaruhi
oleh pembentukan tulang. Dekat daerah ini “ tulang rawan istirahat ”, ini
adalah zona kolum-kolum sel tulang rawan, zona pertumbuhan. Disini sel-sel
tulang rawan membelah sehingga jumlahnya bertambah. Lapisan berikutnya, yang
terletak lebih dekat dengan batang adalah zona sel-sel tulang rawan vasicular
besar, dimana terjadi clasivicasi. Ini dilanjutkan dengan zona distruksi tulang
rawan, dimana tulang rawan dipecahkan oleh kondroklas-kondroklas dan diganti
oleh osteoblas yang membentuk tulang. Sisa tulang rawan yang menetap, yang
memungkinkan dibezakannya tulang endokondral dari tulang perikondral pada
diafisis. Ia secara skunder diganti oleh tulang perikondral. Tulang endokondral
dihancurkan oleh osteoklas-osteoklas yang mengalami imigrasi.
Penambahan
tebal pada darah diafisis diakibatkan oleh pengendapatan bahan tulang baru pada
permukaan luar dibawah lapisan kembium periosteum. Rongga sumsum tulang menjadi
lebih besar sebagai akibat destruksi tulang. Semua proses pertumbuhan diatur
oleh hormon-hormon. Bakal tulang pada epifisis pertama timbul setelah lahir,
kecuali untuk epifisis distal femur dan epifisis proksimal tibia. Pada kedua
epifisis ini dan pada oscuboideum, osteogenesis mulai tepat sebelum kelahiran
pada bulan kesepuluh intrauteri (tanda kematangan). Berdasarkan jenisnya, ada
dua macam tulang, yaitu tulang rawan (kartilago) dan tulang keras (osteon).
a. Tulang Rawan
Tulang rawan
merupakan rangka penyangga tahapan embrio manusia. Namun setelah dewasa,
sebagian besar tulang rawan diganti dengan tulang keras. Pada manusia dewasa,
tulang rawan hanya terdapat pada bagian yang memerlukan elastisitas seperti
daun kuping, cuping hidung, dan cincin trakea. Tulang rawan terdiri atas
anyaman serat dimana terdapat sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang membuat
matriks kondrin.
Ada tiga jenis
tulang rawan yaitu sebagai berikut :
1) Tulang
Rawan Hialin
Tulang
rawan hialin merupakan bentuk tulang rawan terbanyak. Tulang rawan hialin
mempunyai matriks yang homogen dan besifat halus serta transparan. Terdapat
pada cincin batang tenggorokan (trakea), cuping hidung, persendian, dan antara
tulang rusuk, dan tulang dada.
2) Tulang
Rawan Elastis
Tulang
rawan elastis bersifat lentur, matriksnya mengandung serat elastis
bercabang-cabang, dan terdapat pada epiglottis dan bagian luar telinga.
3) Tulang
Rawan Fibrosa
Tulang
rawan fibrosa bersifat kurang lentur, matriksnya mengandung serat kolagen yang
tidak lentur, dan terdapat pada antarruas tulang belakang.
b. Tulang Keras
Rangka yang
menyokong sebagian besar manusia dewasa terbuat dari tulang keras. Bagian luar
tulang keras dilapisi oleh periosteum yang merupakan tempat melekatnya otot.
Sel tulang keras disebut osteosit. Sel - sel tulang keras membentuk lingkaran
konsentris berlapis-lapis. Berdasarkan sifat matriksnya, tulang keras dibedakan
sebagai berikut.
1) Tulang
Kompak
Merupakan tulang
dengan matriks yang bersifat padat dan rapat, misalnya lapisan luar tulang
pipa.
2) Tulang
Spons
Tulang spons
memiliki matriks berongga, misalnya tulang pipih dan tulang pendek. Berdasarkan
bentuknya, tulang keras dibedakan menjadi empat, yaitu:
a) Tulang
pipa. Tulang
pipa berbentuk tabung dan umumnya berongga. Tulang pipa terbagimenjadi tiga
bagian, yaitu bagian tengah (diafise), kedua ujung (epifise), dan antara
epifise dengan diafise (cakraepifise).
b) Tulang pipih.
Tulang pipih berbentuk pipih dan berongga. Contoh tulang pipih yaitu tulang
rusuk, tulang belikat, dan tulang tengkorak.
c) Tulang pendek.
Tulang pendek berbentuk silindris dan ditemukan pada pergelangan kaki dan
pergelangan tangan.
d) Tulang tak
beraturan. Tulang tak beraturan mempunyai bentuk yang tidak beraturan
dan terdapat di wajah dan tulang belakang.
Pembentukan Tulang
Pembentukan tulang
dimulai setelah terbentuk tulang rawan. Di dalam tulang rawan, terdapat rongga
dan terisi oleh osteoblas. Osteoblas akan membentuk osteosit dari arah dalam ke
luar (konsentris). Osteosit mensekresikan protein yang akan menjadi matriks
tulang keras. Kemudian, matriks tulang keras terisi kalsium dan fosfat sehingga
matriks tulang mengeras. Proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras
disebut osifikasi.
4. Sel Darah
Tubuh
manusia tersusun dari milyaran sel darah yang memiliki fungsi yang vital.
Terdapat tiga tipe sel darah pada manusia, sel darah merah yang merupakan
jumlah sel darah terbanyak, sel darah putih, dan trombosit, yang masing-masing
memiliki fungsi dan kadar yang berbeda dalam tubuh. Salah satunya adalah
penghitungan jumlah sel darah dimana terdapat standar jumlah sel darah untuk
mengindikasikan kondisi tubuh manusia. Standar jumlah sel darah tergantung
beberapa faktor, yaitu jenis kelamin, usia, dan lain-lain. Sehingga,
penghitungan jumlah sel darah menjadi salah satu metode untuk mendeteksi jenis
penyakit tertentu dengan gejala yang hampir mirip dengan penyakit lainnya.
Penghitungan sel darah yang selama ini dilakukan secara manual, beresiko
terjadinya kesalahan serta tidak efisiensi waktu Perkembangan pengolahan citra
digital, memungkinkan untuk melakukan penghitungan sel darah secara otomatis.
Sehingga, didapatkan hasil penghitungan yang lebih akurat dalam waktu yang
relatif singkat.
Darah
adalah jaringan cair yang terdiri atas dua bagian. Bahan interseluler adalah
cairan yang disebut plasma dan di dalamnya terdapat unsur padat, yaitu sel
darah. Volume darah secara keseluruhan kira-kira merupakan 1/12 berat badan
atau kira-kira 5 liter. Sekitar 55% adalah cairan, sedangkan 45 % sisanya
terdiri atas sel darah. Angka ini dinyatakan dalam nilai hematocrit atau volume
sel darah yang didapatkan yang berkisar antara 40 sampai 47. Di waktu sehat
volume darah adalah konstan dan sampai batas tertentu diatur oleh tekanan
osmotic dalam pembuluh darah dan dalam jaringan.
Pemeriksaan
darah yang paling sering dilakukan adalah hitung jenis sel darah lengkap (cbc,
complete blood cell count), yang merupakan penilaian dasar dari komponen sel
darah. Selain untuk menentukan jumlah sel darah dan trombosit, persentase dari
setiap jenis sel darah putih dan kandungan hemoglobin; hitung jenis sel darah
biasanya menilai ukuran dan bentuk dari sel darah merah. Dengan mengetahui
bentuk atau ukuran yang abnormal dari sel darah merah, bisa membantu
mendiagnosis suatu penyakit.
Sel
darah adalah semua sel dalam segala bentuk yang secara normal ditemukan dalam
darah. Pada mamalia, sel-sel darah terdiri dari :
a. Sel
darah merah (eritrosit)
Sel
darah merah adalah jenis sel darah yang paling banyak dan berfungsi membawa
oksigen ke jaringan-jaringan tubuh. Warna merah sel darah merah sendiri berasal
dari warna hemoglobin yang unsur pembuatnya adalah zat besi. Pada manusia, sel
darah merah dibuat di sumsum tulang belakang, lalu membentuk kepingan bikonkaf.
Di dalam sel darah merah tidak terdapat nukleus. Sel darah merah sendiri aktif
selama 120 hari sebelum akhirnya dihancurkan. Sel darah merah atau yang juga
disebut sebagai eritrosit berasal dari Bahasa Yunani, yaitu erythros berarti
merah dan kytos yang berarti selubung/sel).
Fungsi
lainnya, yaitu ketika eritrosit berada dalam tegangan di pembuluh yang sempit,
eritrosit akan melepaskan ATP yang akan menyebabkan dinding jaringan untuk
berelaksasi dan melebar.
Eritrosit
juga melepaskan senyawa S-nitrosothiol saat hemoglobin terdeoksigenasi, yang
juga berfungsi untuk melebarkan pembuluh darah dan melancarkan arus darah
supaya darah menuju ke daerah tubuh yang kekurangan oksigen. Eritrosit juga
berperan dalam sistem kekebalan tubuh. Ketika sel darah merah mengalami proses
lisis oleh patogen atau bakteri, maka hemoglobin di dalam sel darah merah akan
melepaskan radikal bebas yang akan menghancurkan dinding dan membran sel
patogen, serta membunuhnya.
b. Sel
darah putih (leukosit)
Leukosit
adalah sel yang membentuk komponen darah. Sel darah putih ini berfungsi untuk
membantu tubuh melawan berbagai penyakit infeksi sebagai bagian dari sistem
kekebalan tubuh. Sel darah putih tidak berwarna, memiliki inti, dapat bergerak
secara amoebeid, dan dapat menembus dinding kapiler / diapedesis. Dalam keadaan
normalnya terkandung 4x109 hingga 11x109 sel darah putih di dalam seliter darah
manusia dewasa yang sehat - sekitar 7000-25000 sel per tetes.Dalam setiap
milimeter kubil darah terdapat 6000 sampai 10000(rata-rata 8000) sel darah
putih
2.4 FUNGSI SPESIFIK SEL
a. Selaput
Plasma
Fungsi
dari selaput plasma ini adalah menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang
satu ke sel yang lain. Khusus pada sel tumbahan, selain mempunyai selaput
plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang
disebut Dinding Sel (Cell Wall). Dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa
Selulosa, di antara kedua lapisan selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan
Lamel Tengah (Middle Lamel) yang dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti
Lignin, Chitine, Pektin, Suberine dan lain-lainSelain itu pada dinding sel
tumbuhan kadang-kadang terdapat celah yang disebut Noktah. Pada Noktah/Pit
sering terdapat penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang fungsinya
hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.
b. Sitoplasma
Penyusun
utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia
serta sebagai media terjadinya reaksi kirnia sel.Organel sel adalah benda-benda
solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup (menjalankan
fungsi-fungsi kehidupan).
c. Organel
Sel tersebut antara lain :
a. Retikulum Endoplasma
(RE) sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri.
Struktur R.E. hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
b. Ribosom
(Ergastoplasma). Ribosom merupakan organel sel terkecil yang tersuspensi
di dalam sel. Fungsi dari ribosom adalah sebagai tempat sintesis protein. Struktur ini hanya
dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
c. Mitokondria (The Power House). Fungsi mitokondria
adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak ATP (energi)
karena itu mitokondria diberi julukan “The Power House”.
d. Lisosom. Fungsi
dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan
seluler. Salah satu enzi nnya itu bernama Lisozym.
e. Badan Golgi
(Apparatus Golgi = Diktiosom). Organel ini dihubungkan dengan fungsi
ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop
cahaya biasa.Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan
fungsi ekskresi, misalnya ginjal.
f. Sentrosom (Sentriol). Struktur berbentuk bintang yang
berfungsi dalam pembelahan sel (Mitosis maupun Meiosis). Sentrosom bertindak
sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis.Struktur ini hanya dapat dilihat
dengan menggunakan mikroskop elektron.
g. Plastida
dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa.
Dikenal tiga jenis
plastid,yaitu:
1) Lekoplas (plastida berwarna putih berfungsi
sebagai penyimpan makanan), terdiri dari:
a) Amiloplas (untak
menyimpan amilum)
b) Elaioplas
(Lipidoplas) (untukmenyimpan lemak/minyak)
c) Proteoplas (untuk
menyimpan protein).
2) Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau. Plastida
ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya
fotosintesis.
3) Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen,
misalnya:
a) Karotin (kuning)
b) Fikodanin (biru)
c) Fikosantin (kuning)
d) Fikoeritrin (merah)
h. Vakuola (RonggaSel).
Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat
dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan
sitoplasma disebut TonoplasVakuola berisi :
a. Garam-garam
organic
b. Glikosida
c. Tanin (zat penyamak)
d. Minyak eteris
(misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawar Zingiberine pada jahe)
e. Alkaloid
(misalnya Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain)
f. Enzim
g. Butir-butir
patiPada boberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vaknola non
kontraktil.
i. Mikrotubulus
Mikrotubulus
berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan
sebagai “rangka sel”. Contoh organel ini antara lain benang-benang gelembung
pembelahan Selain itu mikrotubulus berguna dalam pembentakan Sentriol, Flagela
dan Silia.
j. Mikrofilamen
Mikrofilamen mirip
dengan Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya
yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam
pergerakan sel.k. Peroksisom (Badan Mikro)Ukurannya sama seperti Lisosom.
Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung
enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).
k. Inti Sel (Nukleus)
Inti sel terdiri
dari bagian-bagian yaitu :
a. Selaput
Inti (Karioteka)
b. Nukleoplasma (Kariolimfa)
c. Kromatin
/ Kromosom
d. Nukleolus(anak inti).
Berdasarkan ada
tidaknya selaput inti kita mengenal 2 penggolongan sel yaitu :
1) Sel Prokariotik (sel yang tidak memiliki selaput
inti), misalnya dijumpai pada bakteri, ganggang biru.
2) Sel Eukariotik
(sel yang memiliki selaput inti). Fungsi dari inti sel adalah mengatur semua
aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang
berisi ADN yang mengatur sintesis protein.
2.
5 TRANSPOR MEMBRAN
Selain
membatasi antar sel dan antar organel membrane plasma juga berfungsi dalam
perlaluan molekul kedalam atau keluar sel maupun organel. Senyawa yang larut
dalam lemak akan melalui lipida bilayer. Sedangkan yang lainnya memalui
protein.
Sifat
permeabilitas dari membran sel ini memungkinkan molekul yang penting seperti
ion, oksigen, air, glukosa, asam amino dan asam lemak-gliserol dapat mudah
masuk ke dalam sel, sedangkan senyawa kimia hasil metabolisme sel tetap berada
dalam sel dan senyawa yang tidak diperlukan oleh sel akan meninggalkan sel.
Dengan demikian permiabilitas selektif dari membrane sel memungkinkan sel dapat
memelihara lingkungan internalnya.
Tranportasi
lewat membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif bagi
molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus, dan transpor
aktif bagi molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
1. Transpor
pasif
Transpor pasif
merupakan suatu perpindahan molekul berdasarkan perbedaan gradien konsentrasinya,
yaitu molekul berpindah dari konsentrasinya yang tinggi ke konsentrasi rendah
(sesuai dengan gradient konsentrasi) memalui bilayer lipid, channel protein
(saluran protein) ataupun carrier protein (protein pembawa) dan tidak ada
energi metabolik yang terlibat. Transpor pasif meliputi :
a. Difusi
merupakan perpindahan senyawa dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dan
semakin besar gradien konsentrasi senyawa semakin cepat laju difusinya dan akan
terhenti setelah tercapai kesetimbangan gradient. Melalui pori protein yang
dibentuk oleh protein integral ato pori statis akibat gerakan rantai asam lemak
bilayer lipid,zat yang di angkut tidak bersifat spesifik tetapi memenuhi syarat
ukuran maupun muatan. Molekul polar hidrofobik merupakan molekul yang lebih
cepat berdifusi melintasi bilayer
fosfolipid misalnya diethylurea, demikian pula molekul non polar misalnya O2
dan molekul polar yang tidak bermuatan misalnya CO2.
b. Difusi
terfasilitasi Difusi ini difasilitasi oleh protein yang tersusun dalam
bentuk saluran (protein trans membran) dan carrier protein yang merupakan
protein pembawa. Difusi melalui protein transmembran sering digunakan oleh
sel-sel syaraf untuk perpindahan ion Na+ dan K+ serta ion-ion seperti Cl-,Ca2+
dan HCO3 - Protein pembawa (carrier protein) memiliki permukaan spesifik untuk
ion, glukosa dan asam amino sehingga masing-masing senyawa tersebut dapat
berikatan. Difusi melalui protein pembawa dapat terjadi beberapa macam sebagai
berikut, (1)unipor t, terjadi kalau protein pembawa hanya mengikat satu macam
ion, misal glukosa ekstraseluler yang relatif tinggi maka lintasannya
menggunakan cara ini (2)kotransport, terjadi jika protein pembawa mengikat
sepasang ion. Kotransport ada dua macam yaitu pertama,simport, jika transpor
memindahkan dua macam ion kearah yang sama, misalnya glukosa ekstraseluler
dengan konsentrasi rendah akan terikat ke sisi protein pembawa dan masuk ke
dalam sel bersama dengan Na+, kedua dengan cara antiport, jika transpor
memindahkan dua macam ion yang terikat pada protein pembawa dan berpindah
dengan arah berlawanan. Contoh antiport adalah “chloride- bicarbonate
exchanger” yaitu pertukaran ion Cl- dengan ion HCO3-.
c. Osmosis merupakan transport pasif air yaitu
perpindahan ion/ molekul dari kerapatan tinggi kekerapatan rendahdengan
melewati membrane selektif permeable atau semi permeable hal ini berarti
membrane tersebut hanya dapat dilalui oleh molekul molekul air tetapi tidak
oleh molekul lainnya.
2. Transpor aktif
Merupakan
proses perlaluan zat yang membutuhkan energy selain itu juga membutuhkan
bantuan dari carrier protein dan saluran protein. Energi yang digunakan dalam
pemindahan molekul tersebut ada yang diperoleh dari hidrolisis ATP karena
melawan gradient konsentrasi. Kinerja transport aktif dilakukan oleh protein
spesifik yang tertanam pada membrane. Dua jenis transport aktif yaitu :
a. Transport
aktif primer
(energy dari hidrolisis ATP) yaitu
transport yang bergantung pada potensial membrane. Dalam keadaan stabil,
ekstraseluler memiliki konsentrasi Na+ 10 kali lebih tinggi dari pada di dalam
sel, sedangkan konsentrasi ion K+ lebih rendah di dalam sel dari pada di luar
sel. Kalau konsentrasi Na+ dalam sel meningkat maka Na+ perlu dikeluarkan, maka
diperlukan ATP untuk memompa Na+ keluar dengan cara Na+ akan terikat pada sisi
spesifik pada saluran protein, sehingga menyababkan rangsangan fosforilasi dan
terjadi hidrolisis ATP, menghasilkan suatu perubahan pada konformasi saluran
protein berakibat Na+ yang terikat bergerak keluar sel dan terjadi reduksi
afinitas ikatan Na+ pada protein saluran sehingga Na+ terlepas. Pada waktu
bersamaan, di bagian ekstraseluler K+ mengalami afinitas di bagian sisi protein
saluran, terjadi stimulus defosforilasi berakibat perubahan konformasi saluran
protein sehingga terjadi gerakan yang menyebabkan K+ bergerak ke bagain
interseluler. Saluran protein memiliki tiga tempat spesifik untuk ikatan Na+
dan dua untuk K+, sehingga setiap kali siklus transpor tiga Na+ dan dua K+
lewat membran sel membutuhkan satu molekul ATP yang terhidrolisa.
b. Transport
aktif sekunder
(energy dari gradient ion) Transpor aktif juga memindahkan mikromolekul yang
berada di daerah lumen usus, misalnya perpindahan glukosa dan asam amino
berkonsentrasi rendah ke dalam sel usus dengan konsentrasi relatif tinggi.
Perpindahan ini tidak menggunakan ATP hasil hidrolisis tetapi digerakkan karena
perbedaan gradien Na+. Konsentrasi Na+ ekstraseluler usus lebih rendah dari
pada dalam sel,sehingga terjadi perpindahan ion ke dalam sel dengan cara
berikatan dengan bagian sisi protein saluran, selanjutnya diikuti oleh glukosa
yang berikatan dengan protein saluran yang sama tetapi pada sisi yang lain.
Transpor seperti ini disebut transpor aktif sekunder.
Bentuk transport
aktif :
1. Eksositosis adalah mekanisme transpor molekul
besar seperti protein dan polisakarida, melintasi membran plasma dari dalam ke
luar sel (sekresi) dengan cara menggabungkan vesikula berisi molekul tersebut
dengan membran plasma. Vesikula transpor yang lepas dari aparatus Golgi
dipindahkan oleh sitoskeleton ke membran plasma. Ketika membran vesikula dan
membran plasma bertemu, molekul lipid membran menyusun ulang dirinya sendiri
sehingga kedua membran bergabung. Kandungan vesikulanya kemudian tumpah ke luar
sel. Banyak sel sekretoris menggunakan eksositosis untuk mengirim keluar
produk-produknya. Misalnya sel tertentu dalam pankreas menghasilkan hormon
insulin dan mensekresikannya ke daam darah melalui eksositosis. Contoh lain
adalah neuron atau sel saraf yang menggunakan eksositosis untuk melepaskan
sinyal kimiawi yang merangsang neuron lain atau sel otot. Ketika sel tumbuhan
sedang membuat dinding, eksositosis mengeluarkan karbohidrat dari vesikula
Golgi ke bagian luar selnya.
2. Endositosis sel memasukkan makromolekul dan materi
yang sangat kecil dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma.
Langkah-langkahnya pada dasarnya merupakan kebalikan dari eksositosis. Sebagian
kecil luas membran plasma terbenam ke dalam membentuk kantong. Begitu kantong
ini semakin dalam, kantong terjepit, membentuk vesikula yang berisi materi yang
telah terdapat diluar selnya.
Terdapat
tiga jenis endositosis yaitu :
a. Fagositosis (pemakan seluler) berasal dari bahasa
yunani phagein “makan” dan cytos “sel”, berupa padatan yang ukurannya lebih
besar. Sel menelan suatu partikel dengan pseudopod yang membalut disekeliling
partikel tersebut dan membungkusnya di dalam kantong berlapis-membran yang
cukup besar untuk digolongkan sebagai vakuola. Contoh cilliata atau organisme
mikroskopik lain yang dimakan atau ditelan oleh amoeba. Selama fagositosis
mangsa menjadi tidak berdaya oleh sekresi dari sel pemangsa (Fagositik)
b. Pinositosis
(peminum seluler) dari bahasa yunani pinein “minum” dan cytos “sel”, sel
“meneguk” tetesan fluida ekstraseluler dalam vesikula kecil. Karena salah satu
atau seluruh zat terlarut yang larut dalam tetesan tersebut dimasukkan ke dalam
sel, pinosistosis tidak spesifik dalam substansi yang ditranspornya.
Pinositosis merupakan gejala umum yang terjadi pada berbagai macam sel seperti
leukosit, sel-sel ginjal, epithelium usus, makrofag hati dan sel akar tumbuhan.
Pinositosis dapat terjadi jika terdapat konsentrasi yang cocok dari protein,
asam amino atau ion-ion tertentu pada medium sel.prosesnya adalah menempelnya
bahan penyebab (inducer) pada reseptor khusus pada membrane plasma kemudian
diikuti dengan terjadinya lekukan (invaginasi) dari membrane membentuk selubung
atau membrane pinositik.
c. Endositosis
yang diperantarai reseptor, hampir sama dengan pinositosis hanya saja, selektif
terhadap substansi yang ditranspornya. Endositosis yang diperantarai reseptor
memungkinkan sel dapat meperoleh substansi spesifik dalam jumlah yang melimpah
sekalipun substansi itu mungkin saja konsentrasinya tidak tinggi dalam fluida
seluler. Misalnya, sel manusia menggunakan proses ini untuk menyerap kolesterol
dan digunakan dalam sintesis membran dan sebagai prekursor untuk sintesis
steroid lainnya.
2.6 REPRODUKSI SEL
a. Pembelahan sel
amitosis
Pembelahan
sel amitosis adalah proses pembelahan dari sel 1 menjadi 2 sel tanpa melalui
fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Proses pembelahan secara langsung
disebut juga pembelahan amitosis atau pembelahan binner. Pembelahan secara
amitosis berlangsung spontan tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan
binner banyak dilakukan organisme uniseluler (bersel satu), seperti bakter,
protozoa dan mikrolga (alga bersel satu yang bersifat mikroskopis). Setiap
terjadi pembelahan biner, satu sel akan membelah menjadi dua sel yang identik
(sama satu sama yang lain). Dua sel ini akan membelah lagi menjadi empat,
begitu seterusnya.
Pembelahan
binner di mulai dengan pembelahan inti sel menjadi dua, kemudian diikuti
pembelahan sitoplasma. Akhirnya, sel terbelah manjadi dua sel anakan.
Pembelahan biner dapat organisme prokariotik atau eukariotik tertentu.
Perbedaan antar organisme prokariotik dan eukariotik, terutama berdasarkan pada
ada tidaknya memberan inti selnya. Membera inti sel tersebut membatasi cairan
pada inti sel (nukleuplasma) dengan cairan di luar inti sel, tempat terdapatnya
organel sel (sitoplasma). Organisme prokariotik tidak mempunyai memberan inti
sel, sedangkan organisme eukariotik mempunyai memberan inti sel. Oleh karena
itu, eukariotik dikatakan mempunyai inti sel (nukleus) sejati.
Pembelahan
biner pada organisme prokariotik terjadi pada bakteri, DNA bakteri terdapat
pada daerah yang disebit nukleoid. DNA pada bakteri relatif lebih kecil
dibandingkan dengan DNA pada sel eukariotuik. DNA pada baktei berbentuk
tunggal, panjang dan sirkuler sehingga tidak perlu di kemas menjadi kromosom
sebelum pembelahan. Proses pembelahan sel pada bakteri dapat dilihat pada
gambar di bawah ini :
b. Pembelahan sel
mitosis
Pembelahan
Mitosis adalah pembelahan pada sel tubuh (soma). Fungsinya untuk pertumbuhan
dan regenerasi sel serta reproduksi aseksual. Pembelahan mitosis menghasilkan 2
sel anakan yang identik dengan induknya. Jika sel induk yang membelah
mengandung kromosom diploid (2n), maka sel anakan yang di hasilkan juga 2n.
pada mitosis hanya terjadi 1 kali pembelahan yang diawalininterfase.
Tahap-tahap pembelahan mitosis dan proses yang terjadi secara urut sebagai
berikut.
1.
Profase
Profase
: Tahap ini merupakan fase pembelahan mitosis yang paling lama dan paling
banyak memerlukan energi. Peristiwa yang berlangsung selama profase adalah
sebagai berikut:
§
benang
kromatin menjadi kromosom, lalu kromosom mengganda menjadi dua kromatid tetapi
masih melekat dalam satu sentromer
§
membran
inti dan nukleolus lenyap
§
sentrosom
memisah menjadi dua sentriole, dan diantaranya terbentang benang spindle
2. Metaphase
Metafase : Pada
tahap ini kromosom terletak berjajar pada bidang ekuator. Bagian sentromer
kromosom berikatan dengan kinetokor yang berhubungan dengan benang spindel.
Pada fase ini kromosom tampak paling jelas terlihat sehingga jumlahnya mudah
diidentifikasi. Metafase adalah tahap yang memerlukan energi terkecil dan waktu
yang paling singkat.
3. Anafase
Anafase : Saat
anafase sentromer membelah, lalu benang spindel menarik kromosom menuju kutub
sel yang berlawanan. Pergerakan kromosom tersebut dipengaruhi oleh enzim
dynein.
4. Telofase
Telofase
: Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut:
Ü
Kromosom
berubah menjadi benang kromatin
Ü
Membran
inti dan nukleolus terbentuk kembali
Ü
Terjadi
sitokinesis (pembagian sitoplasma) sehingga dihasilkan dua sel yang identik
dengan sel semula
c. Pembelahan
sel meiosis
Meiosis merupakan
pembelahan pada sel kelamin ( gamet/ gonad). Meiosis juga disebut pembelahan
reduksi, yaitu pembelahn sel induk diploid (2n) menghasilkan 4 sel anakan
haploid (n). meiosis berperan untuk meng hasilkan gamet yang secara genetic
tidak identik (hanya setengah dari induknya), sehingga menyebabkan adanya
variasi genetik. Terjadi dua kali pembelahan pada meiosis(meiosis tahap I
meiosis tahap II) tanpa diselingi interfase. Tahap-tahap pembelahan meiosis dan
proses yang terjadi secara urut sebagai berikut.:
Meiosis
I
1. Prophase I
Tahap-tahap
yang terjadi saat prophase I:
Ä
Nukleus
mulai menghilang
Ä
Benang
romatin memendek dan menebal menjadi kromosom
Ä
Kromoson
mereplikasi diri menjadi kromatid.
Ä
Kromosom
menggandakan diri hingga jumlahnya dua kali kromosom awal.
Ä
Kromatid
menebal,memendek dan menyebar memenuhi nucleus
Ä
Kromosom
yang homolog membentuk sinapsis.
Ä
Homolog
tersusun atas 4 kromatid/ tetra
Ä
Membran
inti mulai menghilang
Ä
Pembentukan
benang-benang spindel yang berasal dari mikrotubulus.
Ä
Kedua
pasang sentrisol memisah menuju kutub yang berawanan.
2.
Metaphase I
Separuh
tetrad berpindah ke bagian antara kutub dan bagian tengah sel. Yang mana masing
masing tetrad memiliki homolog di bagian yang berlawanan. Bagian ini sering
disebut dengan “metaphase plate”. Spindle menempel pada sentromer masing masing
kromosom. Kedua kinetokor pada pasangan kromosom akan berpindah ke kutub yang
sama. Sehingga kromosom akan bertempelan dengan spindle dari kutub yang sama.
Ini adalah perbedaan besar antara mitosis dan meiosis. Hal ini mengakibatkan
pada anaphase I, setengah dari kromosom akan berpindah ke bagian sel yang
berbeda.
Tahap-tahap yang
terjadi pada Metaphase I:
·
Tetrad
membagi diri di ekuator, sehingga setengahnya saling menghadap ke kutub yang
berlawanan.
·
Tetrad
yang telah membelah menggantung ke spindle dengan menggunakan sentromer
·
Benang-benang
spindle semakin terlihat jelas
3. Anaphase I
Pada
fase ini, sel mulai memanjang. Kedua homolog pada setiap pasangan kromosom
terpisah dan berpindah ke kutub yang berlawanan, ditarik oleh mikrotubulus
spindle aparatus. Hal ini berbeda dengan mitosis, yang mana sentromer akan
membelah sehingga kromosom akan terbagi dua dan berpindah ke masing-masing
kutub. Tapi pada anaphase I, hal ini tidak terjadi. Sehingga jumlah kromosom
adalah setengah dari jumlah induk. Walau jumlah kromosomnya masih sama dengan
induknya.
Tahap-tahap
yang terjadi pada anaphase I:
Ø
Benang
spindle menarik kromosom menuju masing-masing kutub yang berlawanan.
Ø
Masing-masing
kutub separuh dari jumlah kromosom (tidak terjadi pembelahan
sentromer).mendapatkan
Ø
Karena
sentromer tidak membelah, maka setiap kutub akan mendapatkan kromosom yang
masih berpasangan dalam bentuk tetrad. Hal ini berbeda dengan pembelahan
mitosis yang mana sentromer membelah sehingga masing-masing kutub mendapatkan
kromosom yang sama.
4. Telophase
I
Pada
setiap kutub, terdapat setengah jumlah kromosom induk. Tapi setiap kromosom
masih dalam bentuk tetrad. Sebuah “alur pembelahan” sudah terbentuk. Dan pada
akhir dari fase ini, sel induk telah terbagi menjadi dua sel anakan. Pembagian
sitoplasma ini disebut dengan sitokinesis. Pada beberapa organisme membran inti
muncul, tahap pertengahan ini disebut dengan interkinesis. Tapi pada beberapa
organisme lain, misal tumbuhan, tahap interkinesis tidak ditemukan, dan
langsung ke tahap pembelahan selanjutnya(Meiosis II).
Tahap-tahap
yang terjadi pada telophase I:
ü Membran nucleus
terbetuk disekeliling kromosom pada setiap kutub dan kromoson memanjang.
ü Proses sitokinesis
ü Terjadi pembagian
sitoplasma dan organela-organela lain
ü Didapatkan 2 sel
anakan yang haploid (n)
Proses
sitokinesis bukan merupakan salah satu bagian dari proses meiosis. Sitokinesis
proses pembagian sitoplasma menjadi dua. Proses ini dimulai dengan pemanjangan
sel pada saat anaphase dan berakhir pada saat telophase.
Setelah
telophase, sel akan mengalami masa interkinesis. Ini adalah masa istirahat
untuk melanjutkan ke proses meiosis II. Pada masa ini, membran inti mulai
terlihat kembali. Namun kromosom-kromosom masih dalam bentuk kromatid-kromatid
yang terikat dalam sentromer, tidak menjadi kromatin. Pada beberapa organisme,
fase ini tidak tampak terjadi.
Sel
anakan yang dihasilkan dalam proses meiosis I mengandung jumlah kromatid yang
sama dengan induknya. Tapi tetap disebut haploid karena kromosom-kromosom
tersebut adalah homolog.
Meiosis
II
Merupakan
bagian kedua dalam proses meiosis. Tahap ini dimulai dengan dua sel anakan yang
dihasilkan dari proses meiosis I. Adapun tahap-tahap yang terjadi sebagai
berikut:
1. Prophase
II
Kromosom-kromosom
masih dalam bentuk kromtid-kromatid dan sailng berpasangan, tapi belum terikat
oleh benang-benang spindle. Jika sebelumnya terjadi masa interkinesis, membran
inti akan mulai melebur kembali.
Tahap-tahap
yang terjadi pada prophase II:
¶
Kromosom
masih berpasangan dengan sentromer
¶
Kromosom
tidak menggandakan diri.
¶
Membrane
nucleus melebur kembali.
¶
Sentriol
(pada sel hewan) membelah diri, memisah ke kutub-kutub yang berlawan.
¶
Benang-benang
spindle mulai terbentuk.
2. Metaphase
II
Spindle mulai
menarik kromosom ke bagian kutub. Tidak seperti metaphase I, kinetokor dari
masing-masing sentromer saling berikatan dengan spindle yang berasal dari kutub
yang berlawanan.
Tahap-tahap yang
terjadi pada metaphase II:
·
Kromatid
terletak di bagian ekuator, bergantung pada spindle melalui sentromer.
·
Sentromer
membelah sehingga kromosom menjadi dua.
·
Benang-benang
spindle tampak semakin jelas
·
Benang-benang
spindle mulai mengikat kromosom di sentromer.
3. Anaphase
II
Selama
anaphase II kromatid-kromatid pada masing-masing kromosom membelah menjadi dua
dan bergerak ke kutub yang berlawanan. Ketika kromosom tertarik oleh spindle,
kita dapat melihat bentuk V dari kromosom yang mana lengan dari kromosom
tersebut berada di belakang. Kutub-kutub akan semakin menjauh sehingga sel
menjadi bertambah panjang.
Tahap-tahap
yang terjadi pada anaphase II:
Kromatid yang telah
terbagi menjadi dua dibawa ke masing-masing kutub sel. Hal itu terjadi
karena adanya benang-benang spindle yang menarik masing masing bagian kromosom
ke bagian masing-masing kutub. Sehingga
masing-masing kutub mendapatkan bagian yang sama dengan kromosom induk.
4. Telophase
II
Selama telophase II,
kromosom mencapai kutub yang berlawanan. Terjadi sitokinesis, sehingga dua sel
hasil dari meriosis I akan menjadi empat sel. Membran nukleus pun mulai
terbentuk. Sekarang proses meiosis telah selesai.
Tahap-tahap
yang terjadi pada telophase II:
¶
Benang-benang
kromosom sudah berada di daerah kutub masing masing.
¶
Kromosom
mulai menipis, kemudian berubah menjadi benang-benang kromatin yang tipis.
¶
Membran
nucleus mulai terbentuk.
¶
Nukleolus
mulai muncul kembali.
¶
Pada
bidang ekuator terjadi penebalan plasma.
¶
Sel
terbentuk menjadi empat sel anakan yang haploid(n).
Perbedaan miosis i
dan miosis ii
Prophase I : menggandakan
diri hingga jumlahnya dua kali kromosom awal.
Prophase II : Kromosom
tidak menggandakan diri.
Anafase I : Benang spindle menarik kromosom menuju
masing-masing kutub yang berlawanan.
Anafase II : benang-benang
spindle yang menarik masing masing bagian kromosom ke bagian masing-masing
kutub.
Telofase I : Didapatkan
2 sel anakan yang haploid
Telofase II : Sel
terbentuk menjadi empat sel anakan yang haploid(n)
2.7 GENETIKA
A. Materi
Genetik
Manusia
sejak dulu sangat tertarik pada pewarisan sifat atau hereditas. Manusia telah
mengetahui pentingnya pewarisan sifat dalam keluarga, produksi tanaman, dan
ternak. Gregor Mendel adalah orang
pertama yang mempelajari pewarisan sifat secara ilmiah. Sekitar 1857.
1. Kromosom
Kromosom berasal
dari kata chrome artinya berwarna dan soma artinya badan. Oleh karena itu,
kromosom dapat diartikan sebagai badan yang menyerap warna. Kromosom terdapat
pada nukleus (inti sel) setiap sel. Kromosom dapat diamati pada tahap metafase
saat pembelahan mitosis maupun meiosis.
a) Struktur
Kromosom
Kromosom
terdiri atas sentromer dan lengan kromosom. Sentromer tidak mengandung gen dan
merupakan tempat melekatnya kromosom. Jika dilihat menggunakan mikroskop,
sentromer terlihat terang karena kemampuan menyerap zat warna yang rendah.
Sentromer memiliki fungsi penting dalam pembelahan sel mitosis dan meiosis yang
akan Anda pelajari pada bab berikutnya. Lengan kromosom merupakan bagian
kromosom yang mengandung gen. setiap kromosom memiliki satu atau dua lengan.
Setiap lengan kromosom, terdapat benang halus yang terpilin. Benang-benang
halus tersebut dikenal dengan kromatin. Benang-benang kromatin juga merupakan
untaian DA (deo yribonucleic acid) yang
berpilin dengan protein histon. Bentuk
ikatan DNA dan protein histon disebut juga nukleosom.
b) Bentuk Kromosom
Kromosom
memiliki bentuk yang berbeda-beda. Berdasarkan panjanglengan yang dimilikinya
kromosom dibedakan menjadi metasentrik, submetasentrik, akrosentrik, dan telosentrik
1) Metasentrik,
kromosom jenis ini memiliki panjang lengan yang relative sama sehingga
sentromer berada di tengah-tengah kromosom.
2) Submetasentrik,
kromosom jenis ini memiliki satu lengan kromosom lebih pendek sehingga letak
sentromer sedikit bergeser dari tengah kromosom.
3) Akrosentrik, pada
kromosom ini salah satu lengan kromosom jauh pendek dibandingkan lengan
kromosom lainnya.
4) Telosentrik,
kromosom ini hanya memiliki satu buah lengan saja sehingga letak sentromernya
berada di ujung kromosom.
c) Jumlah kromosom
Semua
makhluk hidup eukariotik memiliki jumlah kromosom yang berbeda-beda. Pada sel
tubuh atau sel somatis, jumlah kromosom umumnya genap, karena kromosom sel
tubuh selalu berpasangan. Jumlah kromosom sel somatis tersebut terdiri atas 2
set kromosom (diploid, 2n), dari induk jantan dan induk betina. Berikut ini
tabel jumlah kromosom beberapa makhluk hidup.
Pada
sel gamet atau sel kelamin, seperti sel telur dan sel sperma, hanya memiliki
setengah dari jumlah kromosom sel tubuh. Jumlah kromosom sel gamet hanya satu
set atau haploid (n). Pada manusia dengan jumlah kromosom sel somatis 46, sel
telur atau sel sperma hanya memiliki 23 kromosom. Adanya fertilisasi (peleburan
sel telur dan sel sperma) mengembalikan jumlah kromosom sel tubuh menjadi 46
buah.
d) Tipe Kromosom
Kromosom
dalam tubuh berdasarkan pengaruhnya terhadap penentuan jenis kelamin dan sifat
tubuh dibedakan menjadi dua, yaitu:
1) Autosom, disebut
juga kromosom biasa atau kromosom tubuh. Autosom tidak menentukan jenis kelamin
organisme. Pada manusia dengan jumlah kromosom sel somatis 46 buah, memiliki 44
autosom. Selebihnya, 2 kromosom, adalah kromosom kelamin. Penulisan autosom
dilambangkan dengan huruf A sehingga penulisan autosom sel somatis manusia
adalah 44A atau 22AA.
2) Gonosom, disebut
juga kromosom kelamin atau kromosom seks. Gonosom dapat menentukan jenis
kelamin makhluk hidup. Jumlahnya sepasang pada sel somatis. Pada manusia dengan
jumlah kromosom sel somatis 46 buah, terdapat 44 autosom dan 2 gonosom.
Terdapat 2 jenis gonosom, yaitu X dan Y. Umumnya pada makhluk hidup, gonosom X
menentukan jenis kelamin betina dan gonosom Y menentukan jenis kelamin jantan.
Susunan gonosom wanita XX dan gonosom pria XY. Oleh karena itu, penulisan
kromosom sel somatic (2n) adalah 44A + XY (pria) atau 44A + XX (wanita). Adapun
untuk sel gamet (n) adalah 22A + X atau 22A + Y.
2. DNA DAN RNA
Asam
nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika
unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut
dioksiribonukleat(DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut
asam ribonukleat(RNA).
DNA
dan RNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan fisika yang sama sebab antara
unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama yaitu melalui jembatan
fosfodiester antara posisi 3′ suatu mononukleotida dan posisi 5′ pada
mononukleotida lainnya(Harpet, 1980).
Asam-asam
nukleat seperti asam dioksiribosa nukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA)
memberikan dasar kimia bagi pemindahan keterangan di dalam semua sel. Asam
nukleat merupakan molekul makro yang memberi keterangan tiap asam nukleat
mempunyai urutan nukleotida yang unik sama seperti urutan asam amino yang unik
dari suatu protein tertentu karena asam nukleat merupakan rantai polimer yang
tersusun dari satuan monomer yang disebut nukleotida(Dage, 1992).
Dua
tipe utama asam nukleat adalah asam dioksiribonukleat(DNA) dan asam
ribonukleat(RNA). DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan
pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan
tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu dalam sebagian
besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul RNA, satu tipe RNA,
yaitu messenger RNA(mRNA), meninggalkan inti sel dan mengarahkan tiosintesis
dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode
DNA-nya(fessenden, 1990).
Meskipun
banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan dengan DNA, antara
lain yaitu(Poedjiati, 1994):
1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan
bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa.
2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda,
bentuk molekul RNA berupa rantai tunggal yang terlipat, sehingga menyerupai
rantai ganda.
3. RNA mengandung basa adenin, guanin dan
sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA
mengandung urasil.
4. Jumlah guanin dalam molekul RNA tidak perlu
sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama dengan
urasil.
Selain itu perbedaan RNA dengan DNA yang lain
adalah dalam hal(Suryo, 1992):
1.
Ukuran dan bentuk
Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari
molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal.
Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman, RNA merupakan pita double namun
tidak terpilih sebagai spiral.
2.
Susunan kimia
Molekul RNA juga merupakan polimer nukleotida,
perbedaannya dengan DNA yaitu:
a. Gula yang menyusunnya bukan dioksiribosa,
melainkan ribosa.
b. Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin
seperti DNA, tetapi urasil.
3.
Lokasi
DNA pada umumnya terdapat di kromosom,
sedangkan RNA tergantung dari macamnya, yaitu:
a. RNA d(RNA duta), terdapat dalam nukleus,
RNA d dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus.
b. RNA p(RNA pemindah) atau RNA t(RNA
transfer), terdapat di sitoplasma.
c. RNA r(RNA ribosom), terdapat didalam
ribosom.
4.
Fungsinya
DNA berfungsi
memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung
dari macamnya, yaitu:
a. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA,
prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel.
b. RNA t, mengikat asam amino yang ada di
sitoplasma.
c. RNA t, mensintesa protein dengan
menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir
berupa polipeptida.
3. KODE GENETIK
Kode
genetik adalah suatu informasi dengan menggunakan huruf sebagai lambang basa
nitrogen (A, T, C, dan G) yang dapat menerjemahkan macam-macam asam amino dalam
tubuh. Dengan kata lain, kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida
pada DNA atau RNA untuk menentukan urutan asam amino pada saat sintesis
protein. Macam molekul protein tergantung pada asam amino penyusunnya dan
panjang pendeknya rantai polipeptida.
Pada
tahun 1968, Nirenberg, Khorana dan Holley menerima hadiah nobel untuk penelitian
mereka yang sukses menciptakan kode-kode genetik yang hingga sekarang kita
kenal. Seperti kita ketahui saat ini, ada 20 macam asam amino penting yang
dapat dirangkai membentuk jutaan polipeptida.
Untuk
memudahkan mempelajarinya, asam amino ditulis secara singkat dengan
mencantumkan 3 huruf pertama dari nama asam amino itu.
Yang
menjadi masalah bagaimana 4 basa nitrogen ini dapat mengkode 20 macam asam
amino yang diperlukan untuk mengontrol semua aktifitas sel?
Para
peneliti melakukan penelitian pada bakteri E. Coli. Mula mula digunakan basa
nitrogen kode singlet (kode yang terdiri atas satu huruf atau satu basa), maka
diperoleh 4 (41) asam amino saja yang dapat diterjemahkan. Padahal ke 20 asam
amino itu harus diterjemahkan semua agar protein yang dihasilkan dapat
digunakan. Kemudian para ilmuwan mencoba lagi dengan kodeduplet (kombinasi dua
basa), namun baru dapat menerjemahkan 16 (42) asam amino. Ini pun belum cukup.
Kemudian yang terakhir dicoba adalah kodetriplet (kombinasi 3 basa) yang dapat
menerjemahkan 64 (43) asam amino.
Berdasarkan
hasil berbagai percobaan, terbukti bahwa kombinasi tiga basa adalah yang paling
mungkin untuk mengkode asam amino. Tiga basa tersebut yang mewakili informasi
bagi suatu asam amino tertentu dinamakan kode triplet atau kodon.
HAL
ini tidak mengapa, meskipun jumlah asam amino ini melebihi jumlah 20 macam asam
amino. Terjadi suatu “kelimpahan” dalam
kode genetika, di mana terdapat lebih dari satu kodon memberi kode bagi satu
asam amino tertentu. Misalnya asam amino phenilalanin yang merupakan kode
terjemahan dari kodon UUU atau UUC. Istilah yang diberikan oleh para ahli
genetika pada kelimpahan semacam ini adalah degenerasi atau mengalami
redundansi. Dapat dikatakan kode genetik bersifat degeneratif dikarenakan 18
dari 20 asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon, yang disebut kode
sinonimus. Hanya metionin dan triptofan yang mempunyai kodon tunggal. Kodon
sinonimus mempunyai perbedaan pada urutan basa ketiga.
Selain
itu terdapat pula kodon-kodon yang memiliki fungsi yang sama. Misalkan fungsi
kodon asam asparat (GAU dan GAS) sama dengan fungsi kodon asam tirosin
(UAU,UAS) dan juga triptopan (UGG). Hal ini justru sangat menguntungkan pada
proses pembentukkan protein karena dapat menggantikan asam amino yang kemungkinan
rusak.
Proses
sintesis protein (polipeptida) baru akan diawali apabila ada kodon AUG yang
mengkode asam amino metionin, karenanya kodon AUG disebut sebagai kodon
permulaan (kode ‘start’). Sedangkan berakhirnya proses sintesis polipeptida
apabila terdapat kodon UAA, UAG, dan UGA (pada prokariotik) dan UAA (pada
eukariotik). Kodon UAA,UAG, dan UGA tidak mengkode asam amino apapun dan
merupakan agen pemotong gen (tidak dapat bersambung lagi dengan double helix
asam amino) disebut sebagai kodon terminasi/kodon nonsense (kode ‘stop’). Kode
genetik berlaku universal, artinya kode genetik yang sama berlaku untuk semua
jenis makhluk hidup.
Dengan
adanya kodon permulaan dan kodon terminasi, berarti tidak semua urutan basa berfungsi sebagai kodon. Yang berfungsi
sebagai kodon hanyalah urutan basa yang berada di antara kodon permulaan dan
kodon terminasi. Urutan basa yang terletak sebelum kodon permulaan dan setelah
kodon penghenti tidak dibaca sebagai kodon.
4. REPLIKASI DNA
1. Pengertian Replikasi DNA
Replikasi
adalah proses duplikasi DNA secara akurat. genom manusia pada satu sel terdiri
sekitar 3 milyar dan pada saat replikasi harus diduplikasi secara akurat
(persis tidak boleh ada yang salah). Replikasi adalah transmisi vertical (dari
sel induk ke sel anak supaya informasi genetik yang diturunkan sama dengan sel
induk). Replikasi hanya terjadi pada fase S (pada mamalia), Replikasi terjadi
sebelum sel membelah dan selesai sebelum fase M.
Salah
satu sumber kesalahan DNA adalah pada kesalahan replikasi yang dipengaruhi oleh
berbagai factor, diantaranya karena kondisi lingkungan dan kesalahan replikasi
sendiri sehingga menyebabkan terjadinya mutasi. Supaya replikasi sel dari
generasi ke generasi tidak terjadi kesalahan maka perlu ada repair DNA. Selain
karena kesalahan replikasi, DNA juga sangat rentan terhadap bahan kimia,
radiasi maupun panas (hal yang dapat menyebabkan mutasi pada DNA pada saat
replikasi).
Replikasi
terjadi dengan proses semikonservatif karena semua DNA double helix. Hasil
replikasi DNA double strand. Kedua DNA parental strand bisa menjadi template
yang berfungsi sebagai cetakan untuk proses replikasi: Semikonservaative
process. Primer strand : Pada 3’ dia akan melepaskan 2P dipakai sebagai energy
untuk menempelkan, tetapi pada 5’ P tidak bisa dilepas karena ketiga P
dibutuhkan sehigga tidak ada energy sehingga tidak pernah terjadi sintesis dari
3’-5’, tetapi dari 5’-3’, jadi yang menambah selalu ujung 3’
2. Perbedaan Replikasi DNA dan Trankripsi DNA
yaitu :
Enzim
yang berperan dalam proses transkripsi dan replikasi berbeda Pada proses
transkripsi, enzim yang berperan RNA polymerase. transkripsi DNA : terjadi pada
saat akan terjadi sintesis protein (ekspresi gen); yang dipakai cetakan hanya
salah satu untai DNA(3’-5’)
replikasi
DNA : sebelum fase mitosis (fase S) dalam siklus sel; kedua untai induk dipakai
sebagai cetakan untuk di replikasi.
3. DNA polymerase
Pada
proses replikasi DNA terdapat enzim sentral, yaitu DNA polymerase. Pada proses
replikasi, DNA polymerase hanya bisa menempel pada gugus OH (hidroksil) dimana
gugus OH hanya ada pada ujung 3’ sedangkan ujung 5’ adalah ujung fosfat. (ciri
utama DNA polymerase). Ciri kedua: DNA polymerase tidak bisa mensintesis/
menempelkan DNA ke pasangan-nya kalau tidak ada primer (lokomotif). Sifat dari
DNA polymerase dia hanya bisa mensintesis DNA dari arah 5’-3’ sehingga
pertumbuhan dari 5’-3’ karena penambahan pada ujung 3’, dimana pada ujung 3’
ada ujung hidroksil.
Ciri
lain DNA polymerase: membutuhkan primer, tidak bisa mensintesis DNA tanpa adanya
primer, primer yang dipakai adalah RNA (sekitar 4-5 basa dan dilanjutkan DNA).
DNA yang dibutuhkan adalah DNA primase untuk meletakkan RNA pada tempatnya. DNA
primase untuk mensintesis RNA sebagai lokomotif (4-5 basa). Bila lokomotif
sudah jadi maka akan di-take over oleh DNA polymerase, dan yang ditambahkan
adalah DNA.
Pada
Proses replikasi di butuhkan titik awal (replication origin) biasa di singkat
ORI. Contoh pada plasmid (prokariot), terdapat proses replikasi yang dimulai
pada replication origin dan mengembang sampai dihasilkan 2 plasmid yang sama
persis. Tetapi pada eukariot (mamalia) lebih kompleks tetapi tetap membutuhkan
replication origin.
Pada
mamalia ada beberapa replication origin (replication bubble) yang akan
bergabung satu sama lain. DNA harus terbuka dahulu baru bisa digandakan. Origin
replication disebut sebagai unique sequence yang merupakan pertanda sebagai
tempat proses/titik mulai terjadinya replikasi, dimana ada protein tertentu
yang akan mengenali sequence. Pada bakteri (prokariot) hanya butuh satu titik
ORI (origin of replication) sedangkan pada mamalia (eukariot) butuh beberapa
ORI karena kalau hanya 1 ORI akan butuh waktu 3 minggu untuk mereplikasi 3
milyard DNA. Sehingga pada mamalia ada 30.000 titik ORI yang bekerja secara bersamaan
sehingga fase S untuk replikasi hanya butuh beberapa jam saja.
Untuk
replikasi perlu sequence tertentu yaitu yang disingkat (ACS) merupakan urutan
basa yang sangat terjaga karena urutan basa tersebut dikenali oleh protein
Origin Recognition Complex (ORC) sehingga bila ORC mengenali sequence maka
replikasi dapat dimulai. ORI lebih global sedangkan ACS sudah pada sequence
(pada urutan basa tertentu). Replikasi terjadi pada fase S sedangkan
transkripsi bisa terjadi pada fase S atau G1 dimana terjadi sintesis protein
maka bisa terjadi transkripsi.
Saat
awal akan di mulainya repliaksi, pada G1 akhir ORC mengenali sequence ACS,
kemudian ada molekul lain, juga helikase yang membentuk pre-replicative complex
(pre-RC). selanjutnya pada fase S degradasi fosporilasi ORC, degradasi
fosforilasi Cdc6 maka terbentuk bubble replication. Helikase membuka pilinan,
topoisomerase yang memotong pada titik tertentu.
secara
singkat dalam siklus sel : Pada fase G2/M sudah ada 2 copy. Pada fase G1
persiapan, S proses replikasi, G2/M sudah selesai
4. Proses replikasi DNA
Pertama
adanya replication origin, kemudian pembukaan local DNA helix dan adanya RNA
primer synthesis. Replikasi:> ORC menempel pada ACS (ORI) :> sehingga
pilinan membuka dengan bantuan helikase. Helikase akan menempel untuk membuka
pilinan (helix). DNA double helix (bentuk terpilin). Untuk mereplikasi bila
bentuknya terpilin tidak akan pernah bisa sehingga perlu dibuka pilinannya.
Bila membuka pilinan pada salah satu ujung maka ujung yang lain akan semakin kuat
pilinannya sehingga perlu daerah tertentu yang dipotong untuk membuka pilinan
tesebut yang dilakukan oleh helikase. Perlu DNA primase untuk membuat RNA
primer sintesis, karena DNA polymerase tidak bisa mensintesis tanpa ada primer.
Kemudian
terjadi proses replikasi. Karena arah DNA anti parallel maka perlu
Leading-strand dan lagging strand. Dari ORI didapatkan 2 replication fork.
Ada
ORI dan helikase yang membuka pilinan terus sampai terbentuk replication
bubble.
Proses replikasi
yang di perlukan utama:
1. ORI
2. Helikase
3. Replication
bubble
Selanjutnya
perlu primase untuk membuka primary. Merah RNA, Biru DNA. Bubble semakin besar,
replikasi berlanjut dan 1 ORI akan membentuk 2 replication fork.
Replication
fork pada plasmid
Terdapat
2 parental strand (run occusite direction) yang bersifat antiparalel: 5’-3’ dan
3’-5’. DNA polymerase hanya mensintesis/mempolimerasi dari arah 5’-3’. Satu
strain bisa secara kontinyu disintesis yaitu yang 5’-3 (leading strain).
Sementara yang 3’-5’ tidak bisa dibentuk, tetapi tetap harus dibentuk dengan
5’-3’, sehingga perlu satu strain yang terbentuk dari small discontinue peaces
yang disebut sebagai lagging strain. Small peaces disebut okazaki fragmen.
Pada
leading strand karena arahnya sudah dari 5’-3’ maka tinggal menambah saja.
Sedangkan pasangannya (lagging strain) karena arahnya 3’-5’ maka hanya diam,
tetapi pada titik tertentu akan ditambahkan primase lagi dan akan mensintesis
lagi dari arah 5’-3’ (okazaki fragmen: fragmen2 potongan kecil yang terjadi
pada saat replikasi pada lagging strain)-> Pada lagging strand arahnya dari
3’-5’
Okazaki
fragment: fragment potongan kecil pada saat replikasi yang terjadi pada lagging
strand template. Yang terjadi pd Okazaki fragment (OF): kita punya RNA primer
sehingga di OF ada RNA-DNA hybrid. Tetapi RNA harus dibuang oleh RNase H.
Setelah itu untuk menggantikan RNA dibutuhkan polymerase delta (delta) yang
bisa bersifat exonuclease tetapi juga bisa bersifat endonuclease, yaitu
mereplace atau menempatkan dNTP. Pada saat RNA dibuang maka akan digantikan
dengan DNA polymerase delta yang baru sampai hilang sama sekali. Tetapi masih
belum lengkap karena masih ada celah sehingga perlu DNA ligase untuk
menempelkan. Akhirnya diperoleh 2 strain yang sama persis.
Protein
yang dibutuhkan dalam replication fork yaitu:
- Helicase:
fungsinya untuk membuka (unwinding) parental DNA
- Single-stranded
DNA-binding protein: untuk menstabilisasi unwinding, untuk mencegah DNA yang
single-stranded agar tetap stabil (tidak double straded lagi).
- Topoisomerase:
untuk memotong (breakage) pada tempat-tempat tertentu.
DNA
Polimerase yang memiliki DNA single-strand binding protein monomer yang
bertugas untuk mencegah supaya DNA tidak hanya menempel dengan lawannya tetapi
juga bisa membentuk hairpins.
Karena
sudah terbuka sehingga ada basa-basa tertentu yang saling berpasangan sehingga
terbentuk hairpins. Supaya tidak terbentuk hairpins maka didatangkan single
strand binding protein supaya tetap lurus dan tidak berbelok-belok.
Topoisomerase,
cirinya memotong DNA pada tempat tertentu sehingga mudah untuk memutar karena
sudah dipotong. Tugasnya adalah memasangkan kembali DNA yang terpotong.
Protein
aksesori:
Brace
protein, : Replication factor C (RFC), supaya DNA polimerasenya menempelnya
stabil (tidak mudah terlepas dari DNA template).
Sliding-clamps
protein, supaya kedudukannya stabil dan tidak goyang2.
Proses
pada leading dan lagging strand berlangsung secara bersamaan, tetapi proses
pada lagging bertahap. Ada DNA polimerase dan sliding clamps. Sintesis terjadi
pada leading strand terlebih dahulu. Pada tahap tertentu DNA primase akan
ditambahkan sehingga clamps-nya datang lagi. Setelah proses replikasi selesai
maka RNA akan segera dibuang digantikan dengan DNA yang baru.
Perangkat
untuk replikasi: DNA polimerasi, brace, clamp, DNA helicase, single-strand
binding protein, primase, topoisomerase.
Setelah
direplikasi ujung DNA harus ada telomere (ujung DNA). Bila tidak ada telomere
maka kromosom akan saling menempel sehingga kromosom tidak 46 tetapi dalam
bentuk gandeng2 (tidak diketahui).
Chromosome
end:
Pada
lagging strand, di akhir replikasi ujungnya akan dihilangkan, RNA juga akan
dihilangkan, sehingga hasil replikasi menjadi lebih pendek. Hal ini terjadi
karena menggunakan primer RNA untuk proses replikasi, dan RNA primer setelah
replikasi harus dibuang dan tidak bisa digantikan. Untuk mengatasinya maka
diadakan telomerase yang dibuat berkali-kali. (slide 76: TTGGGGTTGGGTTGGGG).
Telomer dibuat oleh enzim telomerase. Telomer: ujung yang merupakan non coding
DNA sehingga kalau memendek tidak akan menjadi masalah karena tidak mengkode
apapun. Telomer diadakan untuk mengantisipasi pada saat replikasi karena DNA
akan memendek. EXTENDS 3’ PRIMARY GENE --> TELOMERE, dan enzim yang
membuatnya : telomerase. Semua sel selain stem sel tidak punya telomere. Pada
saat sel replikasi maka akan selalu memendek. Sampai pada suatu titik tertentu
yang merupakan signal bagi sel untuk berhenti membelah. Karena kemampuan sel
untuk membelah dibatasi oleh panjangnya telomerase. Pada saat telomere memendek
sampai batas tertentu maka akan memberikan sinyal bagi sel untuk berhenti
membelah. Sedangkan pada stem sel yang memiliki telomerase, maka kemampuan
membelahnya tidak terbatas karena pada saat telomere habis maka telomerase akan
membentuk telomere baru. Hal ini yang dimanfaatkan oleh sel kanker karena sel
kanker memiliki telomerase sehingga sel kanker dapat terus membelah. Manusia
memiliki kemampuan replikasi sel yang terbatas karena keterbatasan telomere,
shg bila telomere habis sel akan berhenti membelah.
5. Tahapan-tahapan dalam proses replikasi
§ Inisiasi,
DNA dalam sel-sel eukaryotik memiliki ARCs (autonomously replicating sequence)
yang berperan sebagai asal muasal replikasi dan mereka saling berlawanan dari
asal bakterial (ORI). ARCs terdiri atas 11 pasangan landasan rentetan tambah
dua atau tiga rentetan nucleotida pendek tambahan dengan 100 hingga 200
pasangan landasan sepanjang area DNA. Grup utama dari enam protein, secara
kolektif dikenal dikenal sebagai ORC
(Origin Recognition Complex), mengikat asal muasal replikasi, menandai
replikasi DNA dengan tepat pada saat waktu yang sesuai melalui siklus sel.
Pengenalan situs awal replikasi, oleh suatu protein komponen polymerase DnaA
yang dihasilkan oleh gen dnaA.
§ Terbentuknya
Garpu Replikasi. Garpu replikasi atau cabang replikasi (replication
fork) ialah struktur yang terbentuk ketika DNA bereplikasi. Garpu replikasi ini
dibentuk akibat enzim helikase yang memutus ikatan-ikatan hidrogen yang
menyatukan kedua untaian DNA, membuat terbukanya untaian ganda tersebut menjadi
dua cabang yang masing-masing terdiri dari sebuah untaian tunggal DNA.
Masing-masing cabang tersebut menjadi “cetakan” untuk pembentukan dua untaian
DNA baru berdasarkan urutan nukleotida komplementernya. DNA polimerase
membentuk untaian DNA baru dengan memperpanjang oligonukleotida (RNA) yang
dibentuk oleh enzim primase dan disebut primer.
§ Pemanjangan
Untaian DNA. DNA polimerase membentuk untaian DNA baru dengan
menambahkan nukleotida dalam hal ini, deoksiribonukleotida ke ujung 3′
hidroksil bebas nukleotida rantai DNA yang sedang tumbuh. Dengan kata lain,
rantai DNA baru (DNA “anak”) disintesis dari arah 5′→3′, sedangkan DNA
polimerase bergerak pada DNA “induk” dengan arah 3′→5′. Namun demikian, salah
satu untaian DNA induk pada garpu replikasi berorientasi 3′→5′, sementara
untaian lainnya berorientasi 5′→3′, dan helikase bergerak membuka untaian
rangkap DNA dengan arah 5′→3′. Oleh karena itu, replikasi harus berlangsung
pada kedua arah berlawanan tersebut
§ Pembentukan Leading strand. Pada replikasi DNA,
untaian pengawal (leading strand) ialah untaian DNA disintesis dengan arah
5′→3′ secara berkesinambungan. Pada untaian ini, DNA polimerase mampu membentuk
DNA menggunakan ujung 3′-OH bebas dari sebuah primer RNA dan sintesis DNA berlangsung
secara berkesinambungan, searah dengan
arah pergerakan garpu replikasi.
§ Pembentukan
Lagging strand. Lagging strand ialah untaian DNA yang terletak pada sisi
yang berseberangan dengan leading strand pada garpu replikasi. Untaian ini
disintesis dalam segmen-segmen yang disebut fragmen Okazaki. Panjang fragmen
okazaki mencapai sekitar 2.000 nukleotides panjang dalam sel-sel bakterial dan
sekitar 200 panjang nukelotides dalam
sel-sel eukaryotic. Pada untaian ini, primase membentuk primer RNA. DNA
polimerase dengan demikian dapat menggunakan gugus OH 3′ bebas pada primer RNA
tersebut untuk mensintesis DNA dengan arah 5′→3′. Fragmen primer RNA tersebut
lalu disingkirkan (misalnya dengan RNase H dan DNA Polimerase I) dan
deoksiribonukleotida baru ditambahkan untuk mengisi celah yang tadinya
ditempati oleh RNA. DNA ligase lalu menyambungkan fragmen-fragmen Okazaki
tersebut sehingga sintesis lagging strand menjadi lengkap.
DNA polymerases tidak mampu ‘mengisi’
ikatan covalent yang hilang. Celah yang tersisa direkat oleh DNA ligase. Enzim
ini mengkatalis pembentukan ikatan phosphodiester antara 3’ – OH dari salah
satu helaian dari 5’-P dari helaian yang lain.DNA ligase diaktifkan oleh AMP
(adenosine monophosphate) sebagai ‘cofactor’ (faktor pengendali). Dalam E.coli,
AMP dibawa dari nucleotide NAD+. Dalam sel-sel eukaryotik, AMP ditandai dari
ATP. Ligase-ligase tidak dilibatkan dalam pemanjangan rantai; melainkan, mereka
berperan pemasang enzim-enzim untuk perekatan ‘celah’ melalui molekul DNA.
§ Modifikasi
Post-Replikasi DNA, Setelah DNA direplikasikan, dua helaian tersintesis
terbaru dipasangkan ke modifikasi enzimatik. Perubahan-perubahan ini biasanya
melibatkan penambahan molekul-molekul tertentu untuk mengkhususkan titik-titik
sepanjang helix ganda. Pada cara ini, tags sel, atau label-label, DNA, sehingga
ini bisa membedakan material genetiknya sendiri dari berbagai DNA asing yang
mungkin bisa masuk ke dalam sel. Modifikasi post-replikasi DNA mungkin juga
mempengaruhi cara molekul diikat. DNA merupakan faktor utama modifikasi dengan
penambahan kelompok methyl ke beberapa adenine dan residu-residu cytosine. Grup
methyl ditambahkan oleh DNA methylasess setelah nucleotides telah digabungkan
dengan DNA polymerases.
Penambahan
methyl ke cytosine membentuk 5-methylcytosine dan methylasi dari adenine
membentuk 6-methyladine. Methyladine lebih umum daripada methylcytosine dalam
sel-sel bakterial, di mana dalam sel-sel eukaryotik, grup methyl paling banyak
ditambahkan ke cytosine. Methylase muncul hanya pada beberapa rentetan
nucleotide khusus. Dalam sel-sel eukaryotik, sebagai contoh, methylasi secara
umum muncul pada saat cytosine berdampingan ke guanine di sisi 3’-OH (5’
P-CG-3’OH).Pola methylasi bersifat spesifik untuk spesies yang diberikan,
berperan seperti tanda tangan untuk DNA spesies tersebut. Hal ini patut
diperhatikan karena grup methy melindungi DNA melawan perlawanan enzim-enzim
tertentu disebut ‘restriction endonucleases’ Oleh karena itu DNA asing
melalui sebuah sel dicerna dengan
‘restriction endonucleases’. Dalam sel tertentu, ‘restriction endonucleases’
bisa memotong DNA di titik khusus tertentu di mana DNA methylase menambah
sebuah grup methyl.
Pola
methylasi melindungi DNA dari cernaan oleh sel yang memiliki endonucleases tapi
tidak melawan pembatasan enzim-enzim yang diproduksi sel-sel spesies yang lain.
Pembatasan ini menyederhanakan pertukaran DNA antar sel dari spesies yang
diproduksi sel-sel spesies yang berbeda. Methylasi DNA pada titik-titik
tertentu mungkin akan berakhir pada konversi terdekat dari B-DNA ke
bentuk-bentuk Z-DNA. Dalam bentuk B-DNA, grup-grup hydropholic methyl dari alur
utama, menghasilkan pengaturan yang tepat. Dengan mengubahnya ke bentuk Z,
grup-grup methyl membentuk area hydropholik yang membantu menstabilkan DNA.
Konversi lokal ini (dari B-DNA ke Z-DNA) mungkin mempengaruhi fungsi beberapa
gen.
2.8 HOMEOSTATIS
Homeostasis
berasal dari bahasa Yunani : homeo berarti “sama”, stasis “mempertahankan
keadaan”, sehingga dapat diartikan sebagai suatu keadaan tubuh untuk
mempertahankan keseimbangan dalam menghadapi segala kondisi yang dihadapi.
Istilah ini digunakan oleh ahli fisiologi untuk menjelaskan pemeliharaan aneka
kondisi yang hampir selalu konstan di lingkungan dalam.
Homeostasis
dipertahankan oleh mekanisme fisiologis yang mengontrol fungsi tubuh dan
memantau organ tubuh. Untuk sebagian besar mekanisme ini dikontrol oleh sistem
saraf dan endokrin dan tidak mencakup perilaku sadar. Tubuh membuat penyesuaian
dalam frekuensi jantung, frekuensi pernapasan, tekanan darah, suhu tubuh,
keseimbangan cairan dan elektrolit, sekresi hormon dan tingkat kesadaran yang
semuanya ditujukan untuk memberi kontribusi bagi homeostasis.
DASAR-DASAR
HOMEOSTASIS
Ahli
ilmu faal Amerika Serikat Walter Cannon mengajukan 4 postulat yang mendasari
homeostasis, yaitu:
1. Peran
system saraf dalam mempertahankan kesesuaian lingkungan dalam dengan kehidupan.
2. Adanya
kegiatan pengendalian yang bersifat tonik.
3. Adanya
pengendalian yang bersifat antagonistik.
4. Suatu
sinyal kimia dapat mempunyai pengaruh yang berbeda di jaringan tubuh berbeda.
FAKTOR-FAKTOR
YANG DIPERTAHANKAN SECARA HOMEOSTATIS
Faktor-faktor
lingkungan internal yang harus dipertahankan secara homeostasis, yaitu :
1. Konsentrasi molekul
zat-zat gizi.
Sel-sel
membutuhkan pasokan molekul nutrient yang tetap untuk digunakan sebagai bahan
bakar metabolic untuk menghasilkan energi. Energy kemudian digunakan untuk
menunjang aktifitas-aktifitas khusus dan untuk mempertahankan hidup.
2. Konsentrasi O2 dan CO2
Sel
membutuhkan O2 untuk melakukan reaksi-reaksi kimia yang menarik sebanyak
mungkin energi dari molekul nutrien digunakan oleh sel. CO2 yang dihasilkan
selama reaksi-reaksi tersebut berlangsung harus diseimbangkan dengan CO2 yang
dikeluarkan oleh paru, sehingga CO2 pembentuk asam ini tidak meningkatkan
keasaman di lingkungan internal.
3. Konsentrasi zat-zat sisa
Berbagai
reaksi kimia menghasilkan proiduk-produk akhir yang berefek toksik bagi sel
apabila dibiarkan tertimbun melebihi batas tertentu.
4. pH.
Diantara
efek-efek paling mencolok dari p[erubahan keasaman lingkungan cairan internal
adalah perubahan mekanisme pembentuk sinyal listrik di sel saraf dan perubahan
aktifitas enzim di semua sel.
5. Konsentrasi air,garam-garam, dan
elektrolit-elektrolit lain
Karena
konsentrasi relative garam (NaCl) dan air di dalam cairan ekstrasel (lingkungan
internal) mempengaruhi berapa banyak air yang masuk atau keluar sel,
konsentrasi keduanya diatur secara ketat untuk mempertahankan volume sel yang
sesuai. Sel-sel tidak dapat berfungsi secara normal apabila mereka membengkak
atau menciut. Elektrolit lain memiliki bermacam-macam fungsi fital lainnya.
Sebagai contoh denyut jantung yang teratur bergantung pada konsentrasi kalium
di cairan ekstra sel yang relative konstan.
6. Suhu.
Sel-sel
tubuh berfungsi secara optimal dalam rentan suhu yang sempit. Sel-sel akan
mengalami perlambatanaktifitas yang hebat apabila suhunya terlalu dingin dan
yang lebih buruk protein-protein structural dan enzimatiknya akan terganggu
apabila suhunya terlalu panas.
7. Volume dan tekanan.
Komponen
sirkulasi pada lingkungan internal, yaitu plasma, harus dipertahankan pada
tekanan darah dan volume yang adekuat agar penghubung vital antara sel dan
lingkungan eksternal ini dapat terdistribusi ke seluruh tubuh.
KONTRIBUSI
BERBAGAI SISTEM BAGI HOMEOSTASIS
Homeostasis
sangat penting bagi kelangsungan hidup setiap sel, dan pada gilirannya, setiap
sel, melalui aktifitas khususnya masing-masing, turut berperan sebagai bagian
dari system tubuh untuk memelihara lingkungan internal yang digunakan bersama
oleh semua sel.Terdapat sebelas system tubuh utama, kontribusi terpenting
mereka untuk homeostasis dicantumkan sebagai berikut:
1. Sistem Sirkulasi. Merupakan
system transportasi yang membawa berbagai zat, misalnya zat gizi, O2, CO2, zat-zat
sisa,elektrolit, dan hormone dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya.
2. Sistem Pencernaan. Menguraikan makanan menjadi
molekul-molekul kecil zat gizi yang dapat diserap ke dalam plasma untuk didistribusikan ke
seluruh sel. Sel ini juga memindahkan air dan elektrolit dari lingkungan
eksternal ke lingkungan internal. System ini mengeluarkan sisa-sisa makanan
yang tidak dicerna ke lingkungan
eksternal melalui tinja.
3. Sistem Respirasi. Mengambil O2 dari udara dan mengeluarkan CO2 ke lingkungan
eksternal. Dengan menyesuaikan kecepatan pengeluaran CO2 pembentuk asam, system
respirasi juga penting untuk
mempertahankan pH lingkungan internal yang sesuai.
4. Sistem Kemih. Mengeluarkan kelebihan garam,
air, dan elektrolit lain dari plasma melalui urine, bersama zat-zat sisa selain
CO2.
5. Sistem
Rangka. Memberi penunjang dan proteksi bagi jaringan lunak dan organ-organ.
System ini juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan kalsium, suatu elektrolit
yang konsentrasinya dalam plasma harus dipertahankandalam rentang yang sangat
sempit. Bersama dengan system otot , system rangka juga memungkinkan timbulnya
gerakan tubuh dan bagian-bagiannya.
6. Sistem
Otot. Menggerakkan tulang-tulang yang melekat kepadanya. Dari sudut pandang
homeostasis semata-mata, sistem ini memungkinkan individu mendekati makanan dan
menjauhi bahaya. Selain itu, panas yang dihasilkan oleh kontraksi otot penting
untuk mengatur suhu. Karena berada di bawah kontrol kesedaran, individu mampu
menggunakan otot rangka untuk melakukan bermacam gerakan sesuai keinginan.
Gerakan-gerakan tersebut, berkisar dari keterampilan motorik halus yang
diperlukan, misalnya untuk menjahit sampai gerakan-gerakan kuat yang diperlukan
untuk mengangkat beban, tidak selalu diarahkan untuk mempertahankan homeostasis.
7. Sistem
Integument. Berfungsi sebagai sawar protektif bagian luar yang mencegahcairan
internal keluar dari tubuhdan mikroorganisme asing masuk ke dalam tubuh. System
ini juga penting dalam mengatur suhu tubuh. Jumlah panas yang dikeluarkan dari
permukaan tubuh ke lingkungan eksternal dapat disesuaikan dengan mengatur
produksi keringat dan dengan mengatur aliran darah hangat ke kulit.
8. Sistem
Imun. Mempertahankan tubuh dari seranganbenda asing dan sel-sel tubuh yang telah menjadi kanker.
System ini juga mempermudah jalan untuk perbaikan dan penggantian sel yang tua
atau cedera.
9. Sistem
Saraf. Merupakan salah satu dari dua system pengatur atau control utama tubuh.
Secara umum, system ini mengontrol dan mengkoordinasikan aktifitas tubuhyang
memerlukan respon cepat. System ini sangat penting terutama untuk mendeteksidan
mencetuskan reaksi terhadap berbagai perubahan di lingkungan internal. Selain
itu, system ini akan bertanggung jawab atas fungsi lain yang lebih tinggi yang
tidak seluruhnya ditujukan untuk mempertahankan homeostasis, misalnya
kesadaran, ingatan, dan kreatifitas.
10. Sistem
Endokrin. Merupakan system kontrol utainnya. Secara umum,
kelenjar-kelenjarpenghasil hormone pada system endokrin mengatur aktifitas yang
lebih mementingkan daya tahan (durasi) daripada kecepatan. System ini terutama
penting untuk mengontrol konsentrasi zat-zat gizi dan dengan menyesuaikan
fungsi ginjal, mengontrol volume serta komposisi elektrolit lingkungan
internal.
11. Sistem
Reproduksi. System ini tidak esensial bagi homeostasis, sehingga tidak penting
bagi kelangsungan hidup individu. Akan tetapi, system ini penting bagi
kelangsungan hidupsuatu spesies.
SISTEM
CONTROL HOMEOSTASIS
Untuk
mempertahankan homeostasis, tubuh harus mampu mendeteksi penyimpangan-penyimpangan
yang terjadi pada faktor-faktor lingkungan internal yang perlu dijaga dalam
retang yang sempit. Tubuh juga harus mampu mengontrol berbagai sistem tubuh
yang bertanggung jawab untuk menyesuaikan faktor-faktor itu.
Sebagai
contoh, untuk mempertahankan konsentrasi CO2 di cairan ekstrasel pada kadar
yang optimal, tubuh harus mampu mendeteksi adanya perubahan pada konsentrasi
CO2 dan kemudian dengan tepat mengubah aktifitas pernapasan, sehingga
konsentrasi CO2 kembali ke tingkat yang diinginkan.
Sistem
control yang beroperasi untuk mempertahankan homeostasis dapat dikelompokkan
menjadi dua kelas, yaitu:
1. Control
intrinsic
Control
intrinsik (local, intrinsic berarti ”di dalam”) terdapat di dalam atau inheren
bagi organ yang bersangkutan. Sebagai contoh, sewaktu suatu otot yang
beraktifitas menggunakan O2 dan mengeluarkan CO2 untuk menghasilkan energy yang diperlukan
untuk menjalankan aktifitas kontraktilnya, konsentrasi O2 turun dan CO2
meningkat di dalam otot tersebut.
Melalui
kerja langsung pada otot polos di dinding pembuluh darah yang mengaliri
otot-otot tersebut, perubahan-perubahan kimiawi local tersebut menyebabkan otot
polos melemas dan pembuluh terbuka lebar untuk mengakomodasikan peningkatan
aliran darah ke otot tersebut. Mekanisme local ini ikut berperan mempertahankan
kadar O2 dan CO2 yang optimal di dalam lingkungan cair internal yang
mengelilingi sel-sel otot tersebut.
2. Control
ekstrinsik
Control
ekstrinsik (extrinsic berarti “di luar”), yaitu mekanisme pengatur yang
dicetuskan di luar suatu organ untuk mengubah aktifitas organ tersebut. Control
ekstrinsik berbagai organ dan system dilaksanakan oleh system saraf dan
endokrin, dua sistem kontrol utama pada tubuh.
Control
ekstrinsik memungkinkan pengaturan beberapa organ sekaligus untuk mencapai
suatu tujuan bersama; sebaliknya, control intrinsic berfungsi untuk melayani
organ tempat control tersebut bekerja. Mekanisme pengaturan keseluruhan yang
terkoordinasikan penting untuk mempertahankan keadaan stabil dinamis lingkungan
internal secara keseluruhan.
HOMEOSTASIS
FISIOLOGIS
Homeostasis
fisiologis dalam tubuh manusia dapat dikendalikan oleh sistem endokrin dan
saraf otonom. Prosesnya terjadi melalui empat cara, yaitu :
1. Self Regulation. Sistem
ini terjadi secara otomatis pada orang yang sehat. Contohnya : proses
pengaturan fungsi organ tubuh
2. Kompensasi. Tubuh
akan cenderung bereaksi terhadap ketidaknormalan yang terjadi didalamnya.
Misalnya apabila secara tiba – tiba lingkungan menjadi dingin, maka pembuluh
darah perifer akan mengalami konstriksi dan merangsang pembuluh darah bagian
dalam untuk meningkatkan kegiatan (misalnya menggigil) yang dapat menghasilkan
panas sehingga suhu tubuh tetap stabil, pelebaran pupil untuk meningkatkan
persepsi visual pada saat terjadi ancaman terhadap tubuh, dan peningkatan
keringat untuk mengontrol kenaikan suhu tubuh.
3. Umpan Balik Negatif.
Proses ini merupakan penyimpangan dari keadaan normal. Dalam keadaan abnormal,
tubuh secara otomatis akan melakukan mekanisme umpan balik untuk menyeimbangkan
penyimpangan yang terjadi.
4. Umpan Balik untuk
Mengoreksi Ketidakseimbangan Fisiologis. Contoh, apabila seseorang mengalami
hipoksia akan terjadi proses peningkatan denyut jantung untuk membawa darah dan
oksigen yang cukup ke sel tubuh.
TAHAPAN-TAHAPAN
HOMEOSTASIS
Homeostasis terdiri
dari 3 tahap:
1. Homeostasis primer.
Jika terjadi desquamasi dan luka kecil pada pembuluh darah, akan terjadi
homeostasis primer. Homeostasis primer ini melibatkan tunika intima pembuluh
darah dan trombosit. Luka akan menginduksi terjadinya vasokonstriksi dan sumbat
trombosit. Homeostasis primer ini bersifat cepat dan tidak tahan lama. Karena
itu, jika homeostasis primer belum cukup untuk mengkompensasi luka, maka akan
berlanjut menuju homeostasis sekunder.
2. Homeostasis
Sekunder.Jika terjadi luka yang besar pada pembuluh darah atau jaringan lain,
vasokonstriksi dan sumbat trombosit belum cukup untuk mengkompensasi luka ini.
Maka, terjadilah hemostasis sekunder yang melibatkan trombosit dan faktor
koagulasi. Homeostasis sekunder ini mencakup pembentukan jaring-jaring fibrin.
Homeostasis sekunder ini bersifat delayed dan long-term response. Kalau proses
ini sudah cukup untuk menutup luka, maka proses berlanjut ke homeostasis
tersier.
3. Homeostasis Tersier.
Homeostasis tersier ini bertujuan untuk mengontrol agar aktivitas koagulasi
tidak berlebihan. Homeostasis tersier melibatkan sistem fibrinolisis.
KETIDAKSEIMBANGAN
HOMEOSTASIS
Jika
satu atau lebih sistem tubuh gagal berfungsi secar benar, homeostasis terganggu
dan semua sel akan menderita karena mereka tidak lagi memperoleh lingkungan
yang optimal tempat mereka hidup dan berfungsi. Muncul beberapa keadaan
patofisiologis. Patofisiologis mengacu kepada abnormalitas fungsional tubuh
(perubahan fisiologi) yang berkaitan dengan penyakit. Jika gangguan terhadap homeostasis
menjadi sedemikian berat sehingga tidak lagi memungkinkan kelangsungan hidup,
timbul kematian.
Hampir
semua penyakit merupakan kegagalan tubuh mempertahankan homeostasis. Keberadaan
seseorang dilingkungan sangat dingin tanpa pakaian dan perlindungan dapat
berakibat fatal jika tubuhnya gagal mempertahankan suhu sehingga suhu tubuh
turun. Hal ini disebabkan oleh terganggunya proses-proses enzimatik sel yang
sangat bergangtung pada suhu tertentu.
Contoh
lain adalah kaehilangan drh dalam jumlah yang kecil mungkin tidak fatal karena
tubuh masih mampu mengkompensasi kehilangan tersebut dengan cara meningkatkan
tekanan darah mereabsorpsi cairan di ginjal dsb. Tetapi bila kehilangan darah
terjadi dalam jumlah yang besar, upaya untuk mengkompensasi tubuh mungkin tidak
memadai sehingga berakibat fatal.
Tanggung
jawab dokter dan para medis adalah untuk perawatan intensif untuk pasien-pasien
yang gawat. Berbagai indicator homeostasis akan dipantau di unit intensif
seperti frekuensi denyut jantung, tekanan darah, frekuensi pernapasan, suhu
tubuh, kimia darah, dan mengatur keluarnya cairan tubuh. Tujuan unit adalah
untuk mengambil alih fungsi homeostasis yang tidak dapat dilaksanakan oleh
pasien yang sedang sakit parah sahingga tidak mampu melakukan proses homeostasis
sendiri.
BAB III
KESIMPULAN &
SARAN
3.1 KESIMPULAN
Sel
merupakan unit terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis.Semua
fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat
berfungsi secara autonom asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi.Struktur
sel dan fungsi-fungsinya secara menakjubkan hampir serupa untuk semua
organisme, namun jalur evolusi yang ditempuh oleh masing-masing golongan besar
organisme (Regnum) juga memiliki kekhususan sendiri-sendiri. Sel-sel prokariota
beradaptasi dengan kehidupan uniselular sedangkan sel-sel eukariota beradaptasi
untuk hidup saling bekerja sama dalam organisasi yang sangat rapi.
Jaringan
komunikasi antara satu sel dengan yang lain menghasilkan suatu koordinasi untuk
mengatur pertumbuhan, reproduksi, osmoregulasi, dan lain-lain pada berbagai
jaringan maupun organ.sistem komunikasi ini selain dilakukan oleh sistem saraf,
juga dilakukan oleh sistem endokrin,atau bahkan sistem saraf bersama-sama
dengan sistem endokrin mengontrol aktivitas organ atau jaringan tubuh.kedua
sistem ini saling mengisi secara fungsional yang demikian luar biasa, sehingga
unsur-unsur saraf dan endokrin sering dianggap menyusun sistem neuroendokrin.
3.2
SARAN
Tubuh
kita ini terdiri dari banyak sel yang jumlahnya jutaan, dimana setiap sel
memiliki fungsinya masing – masing dalam tubuh kita jadi jagalah selalu
kesehatan tubuh biar sel dapat bekerja dengan baik dalam tubuh kita.
DAFTAR
PUSTAKA
- https://rasyidacid.wordpress.com/2009/12/08/makalah-biologi-“sel”/
- http://agronomiunhas.blogspot.co.id/2015/01/makalah-struktur-dan-organel-sel.html
- http://ristalikestar.blogspot.co.id/2014/08/jenis-jenis-sel-dan-fungsi-spesifik-sel.html
- http://garnisah.blogspot.co.id/2011/11/transpor-membran.html
- http://pharmacy-access.blogspot.co.id/2014/02/pembelahansel-amitosis-pembelahansel.html
- http://namnamnufi.blogspot.co.id/2015/04/makalah-homeostatis.html
- http://fathurrahmankidbuu.blogspot.co.id/2013/10/makalah-biologi-tentang-genetika.html
- http://cahyaaulia.blogspot.co.id/2013/12/makalah-anfisman-konsep-homeostatis_8.html
0 komentar:
Posting Komentar