MUHAMMAD ARIEF RAHMAN: BIOLOGI SEL

TUGAS KELOMPOK

MATA KULIAH	:	BIOLOGI SEL
DOSEN PENGASUH	:	Drs. Ahmad Nafarin, M.Si

MAKALAH

INTI SEL

KELOMPOK IV

Nama : 1.Arief Rahman

2. Novi Dahlina

3. Nor Zakiah

Jurusan : Pendidikan Biologi

SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PERSATUAN GURU REPUBLIK INDONESIA

BANJARMASIN

2008

A. Pengertian

Inti sel merupakan pusat pengatur berbagai aktifitas sel. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Nukleus mengandung DNA dalam jumlah besar yang disebut gen. Gen yang terdapat pada kromosom berfungsi untuk sintesa RNA yang mengatur karakteristik dari protein yang diperlukan untuk berbagai aktifitas enzimatik, serta mengatur reproduksi sel. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Nukleus merupakan organel pertama yang ditemukan, yang pertama kali dideskripsikan oleh Franz Bauer pada 1802 dan dijabarkan lebih detil oleh ahli botani Skotlandia, Robert Brown pada tahun 1831.

B. Siklus Hidup Sel

Siklus hidup sel terdapat 2 bentuk inti penting yaitu :

1. Interfase (tidak aktif membelah atau stadium istirahat)

Periode interfase yaitu :

- Periode saat sel istirahat setelah menjalani mitosis

- Periode pada saat sel secara aktif membentuk protein, lemak, dan potongan-potongan RNA

- Periode pada waktu penyalinan DNA

2. Mitosis (pembelahan sel)

C. Bagian-bagian Inti Sel

Inti sel terdiri atas beberapa bagian berikut :

Selubung inti (membran inti)

Elemen struktural utama nukleus adalah membran inti, suatu membran lapis ganda yang membungkus keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasma sel. Membran tersebut dipisahkan oleh spatium perinucleus. Lapisan luarnya kurang padat dan ditempeli oleh butiran yang diduga adalah ribosom, sedangkan lapisan dalamnya dipenuhi oleh butiran kromatin. Lapisan luar berperan untuk menjaga keberadaan lubang inti dan bentuk inti, dan lapisan dalam berfungsi memegang bagian-bagian dari khromatin interfase.

Sifat membran inti yang tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti (porus nuclearis) agar molekul dapat bergerak melintasi membran.

Nukleoplasma (matriks inti)

Nukleoplasma merupakan plasma yang terdapat di dalam nukleus. Tersusun atas molekul asam inti, protein inti, dan benang kromatin.

Anak inti (nukleolus)

Pengamatan dengan mikroskop elektron, anak inti terlihat sebagai gambaran spons karena adanya bagian gelap dan terang. Bagian gelap terdiri atas 3 komponen dengan struktur yang berbeda.

Meskipun bagian dalam nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA. Nukleolus berfungsi sebagai tempat sintesis nukleoplasma dan rRNA.

Secara umum anak inti dibedakan atas 3 komponen berikut :

a. daerah granuler, terdiri dari butiran-butiran.

b. daerah fibriler, terdiri atas benang-benang dan diduga mengandung ribosom.

c. daerah amorf, mengandung matriks anak inti yang digunakan untuk mengikat 2 komponen diatas.

Kromatin

Untuk setiap jenis sel tampak adanya perbedaan ukuran dan penyebaran butir-butir kromatin, hal ini disebabkan oleh proses sintesis protein setiap jenis sel tidaklah sama. Pada inti interfase, kromatin tersebar pada seluruh inti, dan sebaliknya pada inti mitosis tidak terlihat butir-butir kromatin tetapi hanya benang-benang kromosom. Penelitian menunjukkan bahwa waktu interfase butir-butir kromatin masih dihubungkan satu sama lain, yang merupakan kemasan benang-benang kromosom.

Pada sel interfase, dibedakan dua macam kromatin :

a. Heterokhromatin, benang kromatin yang bergelung sehingga tampak seperti butir-butir.

b. Ekhromatin, bagian benang kromatin yang tidak bergelung.

D. Kromosom, DNA dan RNA

1. Kromosom

Susunan kimia kromosom terdiri atas DNA, RNA, dan nukleoprotein. Nukleoprotein terdiri atas berbagai jenis protein, seperti histon dan protamin. Panjang kromosom pada tiap-tiap makluk hidup berbeda-beda berkisar antara 0,2-20 mikron. Pada umumnya semakin sedikit jumlah kromosom pada suatu makluk hidup semakin panjang ukuran kromosomya.

Pada tiap kromosom selalu ada bagian kromosom yang menyempit tampak lebih terang dari yang lain dan membagi kromosom menjadi dua bagian, bagian itu disebut sentromir. Kromosom berdasar letak sentromir dapat dibagi menjadi beberapa bentuk diantaranya :

a). Metasentris, jika sentromir terletak pada median sentromir sehingga kromosom terbagi menjadi 2 bagian yang sama dan berbentuk seperti huruf V

b). Supmetasentris, jika sentromir terletak submedian (kearah salah satu ujung kromosom) sehingga kromosom terbagi menjadi dua bagian lengan yang tidak sama panjangnya ,dan berbentuk seperti huruf J.

c). Akrosentris, apabila sentromir terletak subterminal (didekat ujung kromosom) sehinggga kromosom tidak membengkok melainkan lurus seperti batang satu lengan kromosom sangat panjang sedang lengan yang lain sangat pendek.

d). Telosentris, apabila sentromir terletak diujung kromosom, sehingga kromosom hanya memiliki satu lengan saja yang sangat panjang.

Dikenal ada dua tipe kromosom pada makluk hidup yaitu

a). Autosom atau kromosom tubuh.

b). Seks kromosom, sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin.

2. DNA

DNA merupakan molekul yang menyampaikan informasi genetik atau sifat sel/organisme bersangkutan. DNA berbentuk sebagai dua untaian gugus nukleotid yang saling melilit sebagai heliks rangkap, setiap molekul nukleotid terdiri dari 3 gugus yakni gugus basa, gugus gula, dan gugus fosfat. DNA menyediakan informasi berbentuk sandi sebanyak 64 buah untuk sandi sintesis protein.

Banyaknya ADN diukur dengan pikogram ( 1 pg = 10^-12 gram) banyaknya ADN konstan dari generasi kegenerasi berikutnya. Bentuk ADN pada sel dengan nukleos sejati adalah lurus tak bercabang sedangkan pada sel dengan tanpa inti sejati berbentuk benang bulat. Ukuran panjang ADN mulai 5- 500mikron.

Gugus posfat dan pentosa membentuk struktur fisik DNA, sedangkan gugus basa membawa informasi genetik. Pada DNA, adenin selalu berikatan dengan thymine dan guanin selalu terikat dengan sitosine. Karena DNA berlokasi pada inti sel sedang hampir semua aktifitas sel terjadi pada sitoplasma, maka dibentuklah RNA yang dapat berdifusi menuju sitoplasma untuk mengatur sintesa protein yang spesifik. Proses pembentukan RNA diatur oleh DNA melalui proses transkripsi.

Pada tahun 1950 hukum Ekivalen Chergaff mengemukakan bahwa :

a. jumlah purin adalah sama dengan jumlah pirimidin (A + G = T + S)

b. banyaknya adenin sama dengan banyaknya timin ( A = T )

c. banyaknya guanin sama dengan banyaknya sitosin ( G = S )

Pengemasan DNA dalam inti dapat terjadi dikarenakan adanya protein pengikat yang dinamakan histon. Fungsi histon dalam mengatur penempatan DNa dalam inti, dilakukan secara bertingkat. Tingkat pertama, DNA dikemas dalam satuan berbentuk cakram yang dinamakan nukleosom. Selanjutnya pada tingkat kedua, nukleosom disusun menjadi benang dalam beberapa lipatan.

Pada sel eukariotik, transkripsi dan translasi tidak berlangsung secara gabungan seperti halnya pada sel prokariotik. Transkripsi berlangsung dalam inti dengan didahului menghasilkan pre-RNA dalam inti, yang kemudian akan menjadi mRNA. Sedangkan translasi berlangsung dalam sitoplasma.

Sebagai pembawa informasi genetika ADN mempunyai 2 fungsi yaitu

1. Fungsi heterokatalitik, ADN mensintesa molekul kimia lainnya

2. Fungsi autokatalitis,ADN mensintesis dirinya sendiri.

Menurt Waston dan Crick replikasi ADN dimulai dari putusnya ikatan hidrogen yang kemudian diikuti oleh berputarnya dan memisahnya kedua pita polinikleotida jadi tiap pita pada double helix mampu menjadi pencetak pita yang lain. Berdasar penelitian ada 3 cara replikasi molekul ADN.

a). Semikonservatif, dua pita double helix memisahkan diri, tiap pita akan berperan sebagai parental untuk membentuk pasangan pita yang baru.

b). Konservatif duoble helix, parental tetap utuh tetapi mampu membentuk double helix yang baru

c). Dispersif dua parental, pada double helix terputus-putus dan tiap putusan membentuk pasangan pita pasangannya.dan menghasilkan double helix yang baru.

3. RNA

Sel eukariotik mempunyai paling sedikit 3 jenis RNA, yaitu mRNA, tRNA, dan rRNA. Sintesis RNA pada prokeriotik berbeda dengan sel eukariotik, karena sel prokariotik hanya membutuhkan satu jenis polimerase RNA, sedang pada eukariotik dibutuhkan 3 jenis polimerase.

Molekul ARN berbentuk pita lebih pendek dari ADN, tunggal atau pita doubel tetapi tidak berpilin seperti halnya pada ADN. Pita tunggal pada ARN dapat dijumpai pada virus TMV, sedangkan ARN doubel tidak berpilin dijumpai pada virus Reovirus.

Susunan kimiawi pada ARN terdiri dari polinukleotida artinya terdiri dari banyak ribonukleotida. Letak RNA tergantung dari jenis ARN itu sendiri, ARNd dijumpai pada nukleus, ARNt dijumpai pada sitoplasma,ARNr dijumpai pada ribosom.

Pada umumnya ARN dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu :

1. ARN genetik, ARN jenis ini hanya di jumpai pada Virus saja mengingat materi genetik dari virus hanya terdiri dari ADN saja atau ARN saja, tidak sama halnya pada makluk hidup yang harus memiliki ADN dan ARN sekaligus dalam unsur genetikanya.

2. ARN Non-genetik.

Berdasar tempat dan fungsinya dapat dibedakan 3 macam ARN yaitu :

ARN duta/messenger RNA. Berbentuk pita tunggal, terdapat didalam nuklius dibuat oleh ADN dalam suatu proses yang disebut transkripsi.

Sebelum ADN membentuk ARNd doubel helix akan membuka dengan bantuan enzim polimerase setelah ARNd selesai dicetak(membawa keterangan genetik ) ARNd akan meninggalkan nuklius dengan cara menembus dinding nuklius untuk menuju ribosom jadi fungsi dari ARNd adalah membawa kode genetik dari ADN.

ARN transper(pemindah)/soluble RNA (larut)

Dibuat didalam nuklius tetapi bertempat pada plasmasel,ARNt bertugas mengikat asam amino-asam amino didalam sitoplasma sebelum dapat diikat oleh ARNt asamamini bereaksi terlebih dahuludengan ATP (adenosin tripospat ) supaya berenergi dan aktif. ARNt membawa asam amino kedalam ribosom disinilah terjadiperubahan informasi genetik yang dinyatakan oleh urutan basa dari ARNd keurutan asam amino dalam protein yang dibentuk proses demikian disebut translasi.

ARN ribosom / ARNr

Dicetak didalam nuklius tetapi bertempat didalam ribosom.sel dengan inti sejati memiliki 3 macam ARNr yaitu 28s ARNr, 18s ARNr, 5s ARNr. Sedang sel dengan inti sejati memiliki 23s ARNr, 16s ARNr, 5s ARNr. Fungsi dari ARNr belumbanyak diketahui diduga berperan dalam sintesa protein dengan hasil akir berupa polipeptida.

Bila molekul mRNA kontak dengan ribosom, maka akan dibentuklah molekul protein disepanjang ribosom. Proses pembentukan protein ini disebut translasi. Jadi pada ribosom terjadi proses kimia penyusunan asam amino untuk membentuk protein.

Transfer RNA (tRNA) merupakan kelompok RNA yang terdiri atas berjenis-jenis molekul RNA yang secara spesifik dapat merangkaikan setiap jenis asam amino, setelah bagian lain dari molekul tRNA ini mengenal kodon untuk asam amino yang sama pada mRNA.

Ribosomal RNA (rRNA) merupakan RNA yang terdapat terbanyak di anatara jenis RNA yang dikenal dalam ribosom. Komposisi basa dalam rRNA agak berbeda dengan susunan gugus basa dalam DNA secara menyeluruh.

E. Sintesa Protein

Proses sintesa protein sangat rumit dan mempergunakan molekul-molekul serta organel sel seperti asam amino, ADN, asam ribonukleat (ARN), ribosom dan enzim-enzim.

Ribosom adalah struktur molekuler didalam sel yang memimpin berbagai interaksi yang ada hubungannya dengan sintesa protein.oleh karena itu protein mengandung faktor-faktor yang berfungsi sebagai enzim. Dalam menjalankan tugasnya ribosom membentuk suatu kelompok yang disebut poliribosom atau polisum. Sedangkan banyaknya polisom tergantung dari jenis protein yang akan dibentuk contoh untuk membentuk insulin diperlukan 5 polisom.

Beberapa tahap yang berlangsung dalam pembentukan protein ialah :

1. Proses transkripsi

Proses ini berlangsung di dalam inti sel. Mula-mula bagian dari double helix membuka dibawah pengaruh enzim polimerase. ARN polimerase perupakan holoenzim, terdiri dari dua subunit yaitu yang kecil dinamakan faktor sigma, sedang yang besar disebut enzim inti terdiri dari dua unit alpha,dua unit beta dan satu unit omega.

Setelah double helix membuka maka pita ARNd dibentuk sepanjang salah satu dari pita ADN itu. Basa pada ARNd dikomplementer dengan basa yang menyusun ADN itu. Contoh jika urutan basa pada Adn adalah SGS GST GAT maka rantai pada ARNd adalah GSG SGA SUA. ARNd telah disalin oleh ADN untuk membawa kode-kode genetik proses seperti ini lah yang disebut transkripsi. Pita ADN yang dapat mencetak ARNd disebut pita sens, sedang pita ADN yang tidak dapat mencetak ARNd disebut pita nonsens

ARNd yang sudah terbentukmenerima pesan genetik dari ADN segera meninggalkan nuklius melalui pori-pori dari membran nuklius menuju ke ribosom dalam sitoplasma. ARNd menempatkan diri pada leher ribosom.

Sementara itu ARNt dalam sitoplasma mengikat asam amino yang telah berenergi dengan ATP.sebuah molekul ARNt mengikat satu macam asam amino saja.sehingga paling sedikit diperlukan 20 ARNt.pada proses pengikatan asam amino diperlukan enzim amino asil sintetase, maka paling sedikit diperlukan 20 enzim semacam ini. Selanjutnya ARNt yang telah mengikat asam amino akan menuju ribosom.

2. Proses translasi

Pada proses translasi dapat dibedakan menjadi beberapa peristiwa penting diantaranya:

a. Menempelnya ARNd pada ribosom 30S dan pembentukan poliribosom.

b. Pengikatan asam amino oleh ARNt/ARNp

Sementara itu ARNt akan mengikat asam amino yang terdapat didalam sitoplasma,sebelum asam amino diikat oleh ARNt terlebih dahulu asam amino diaktifkan dulu oleh ATP dan dipengaruhi oleh enzim aminosil sintetase dan dihasilkan aminoasil adenosin monopospat (AA-AMP) dan pospat anorganik (P). Kode dari ARNd tidak hanya dibaca oleh sebuah ribosom saja tetapi oleh banyak ribosom hal ini mengakibatkan terbentuknya poliribosom (penggabungan ribosom 30S dan ribosom 50S) menjadi ribosom 70S.

c. Permulaan dari sintesa protein

Setelah terbentuk ribosom 70S, di dalamnya terdapat ARNd yang selalu memiliki kode triplet permulaan (AUG atau AUA) yaitu ujung kodon AUG adalah untuk kode amino metionin oleh karena sintesa protein itu rantai peptida yang sselalu bertambah panjang dengan urutan dari gugus amino ke karboksil (-NH2 ke –COOH) maka fungsi formal dari metionin adalah menjamin sintesa protein sesuai dengan arah/tujuan.

d. Pemanjangan rantai peptida

Dengan terbentuknya ribosom 70S yang fungsional maka pemanjangan rantai polipeptida dimungkinkan dengan penambahan asam amino serta menggesernya ribosom seta RNAd dengan hadirnya molekul-molekul GTP pada tiap tahap tersedialah aminoasil ARNt baru pada sisi “A” dari ribosom. Jadi ARNt harus pada mengikatkan diri pada kodon berikutnya yaitu pada kodon sisi ”A”. Pada tahap berikutnya triplet kodon UUU mengikatkan diri pada aminoasil pada sisi”P” dengan bantuan enzim petidil transferase.

Jadi selama memanjangnya rantai polipeptida tiap ARNt yang bermuatan aminoasil masuk ke sisi “A;bergerak ke sisi ”P” kemudian ke sisi ”E” dan akirnya ARNd keluar dari ribosom.

Setelah sampai di ribosom, maka 3 basa dari ARNt yang berperan sebagai antikodon berpasangan dengan 3 basa dari ARNd yang disebut kodon. Misalkan ARNp dengan antikodon GSU sajalah yang dapat melepas asam amino yang dibawanya kepada kodon SGA dari ARNd.ribosom dengan ARNd bergerak satu dengan lainnya.sebuah asam amino ditambahkan pada protein yang terbentuk,setiap kali ribosom melalui 3 nukliotida ARNd yang baru.

ARNt berikutnya berpasangan dengan kodon ARNd berikutnya. Asam amino yang pertama berikutnya lepas dari ARNp yang membawanya dan berangkai dengan asam amino yang datang berikutnya,perangkaian ini dengan perantara peptida. Didalam ribosom terdapat ARNr yang berfungsi melengkapi penterjemahan pesan ADN yang dibawa ARNd dalam pembentukan protein tertentu. Proses penerusan pesan Adn lewat ARNd kepada ARNt dalam rangka pembuatan protein tertentu ini dinamakan penterjemahan atau translasi. ARNt pertama yang telah melepaskan asam amino tadi akan kembali ke sitoplasma untuk mengulangi kembali pengangkutan asam amino sampai terbentuk polipeptida/ protein tertentu.