Sel Tubuh Pada Manusia

SEL
Sel adalah untuk kehidupan struktural dan fungsional terkecil dari tubuh. Sebagian besar reaksi kimia untuk memepertahankan kehidupan berlangsung dalam sel. Sel dan zat intraseluler membentuk keseluruhan jaringan tubuh.
A. Jumlah sel. Ada triliunan sel dalam tubuh manusia. Sebagai contoh, jumlah total sel darah merah dalam tubuh manusia dengan ukuran tubuh rata-rata adalah 25 triliun.
B. Bentuk sel
1. Bentuk dasar dari sel yang diisolasi adalah bulat, seperti sel darah, sel lemak dan sel telur.
2. Bentuk sferikal dasar biasanya berubah karena spesialisasi sel berdasarkan fungsinya. Contoh, sebuah sel saraf berbentuk seperti bintang dengan prosesus yang panjang dan sel otot polos berbentuk seperti spindel.
3. Penggepengan sel terjadi karena kontak dengan permukaan. Bentuk permukaan sel terjadi akibat tekanan dari banyak permukaan
C. Ukuran sel
1. Sel tubuh manusia adalah sel mikroskopik yang berdiameter sekitar 10 µm sampai 30 µm.
2. Ukuran sel dibatasi agar tidak tumbuh terlalu besar karena sel harus mempertahankan suatu area permukaan (membran plasma) yang memadai untuk menampung pergantian antara nutrisi dan sampah.
a. Secara matematis, jika ukuran ruang sel bertambah, maka volumenya bertambah lebih cepat dibandingkan bidang permukaannya. Dengan demikian, semakin besar ukuran sel, maka membran sel yang berhubungan dengan masa sitoplasmanya semakin sedikit.
b. Sel-sel besar memperluas batasan ukuran mereka dengan cara memodifikasi membran plasmanya. Contoh, bidang permukaan yang ada mungkin bertambah melalui invaginasi atau proyeksi penggandaan yang disebut mikrovilus.


D. Fungsi sel dalam semua sel adalah sama.
1. Sel mempetahankan suatu barier yang selektif (membran plasma) di antara sitoplasma dan lingkungan ekstraseluler. Semua zat yang, masuk atau keluar sel harus melewati barrier. Dervatif membran plasma yang melalui serangkaian pembungkus kompleks, membagi interior sel dan membentuknya menjadi banyak komparteman untuk aktifitas spesifik.
2. Sel yang berisi materi hereditas membawa instruksi dalam bentuk kode untuk proses sintesis sebagian besar komponen selular. Materi hereditas ini sebelumnya digandakan melalui reproduksisel, sehingga setiap sel baru membawa satu penuh instruksi.
3. Sel malakukan aktivitas metabolik, yang dikatalis reaksi kimia sehingga terjadi proses sintesis penguraian molekul organik.
KOMPONEN SEL
A. Gambaran singkat. Badan sel memiliki empat bagian dasar: membrane plasma (plasmalemma, membran sel); sitoplasma, yang merupakan protoplasma sel; berbagai organel sitoplasma yaitu struktur tetap yang melakukan fungsi metabolik spesifik; dan nukleus, tempat materi genetik berada.
B. Membran plasma (sel) memisahkan bagian interior sel dari lingkungan ekstraselular. Model cairan mozaik adalah konsep terbaru mengenai membran.
1. Struktur. Membran plasma tersusun dari lapisan ganda molekul lipid dengan beberapa protein globular yang tertanam di dalamnya. Tebal lapisan ini sekitar 6 samapai 10 nm. (1 nanometer [nm] )
a. Fasfolipid adalah lipid yang paling sering ditemukan dalam membran.
Lipid lainnya adalah kolesterol dan glikolipid, yang merupakan gabungan karbohidrat dan lipid.
1) Molekul foslipid disusun dalam dua baris parallel (lapisan ganda)
2) Di setiap baris, bagian kepala molekul berupa fosfat polar yang dapat larut dalam air mengarah pada dua permukaan.
3) Bagian ekor molekul berupa asam lemak non-polar yang tidak dapat larut dalam air mengarah ke pusat lapisan ganda.

b. Protein dibagi dalam dua kategori; integral dan perifer
1) Protein integral membentuk mayoritas protein membran. Molekul ini menembus dan tertanam dalam lapisan ganda, terikat pada bagian ekor nonpolar.
• Protein transmembran menyebar ke seluruh lapisan ganda dan membentuk saluran (pori-pori) untuk trnspor zat yang melewati membran
• Protein integral bisa juga muncul sebagian pada satu atau beberapa permukaan. Protein tersebut memiliki beberapa fungsi.
i. Beberapa protein integral berfungsi sebagai enzim permukaan sel.
ii. Protein integral yang berkaitan dengan karbohidrat kimia dan sel lain, seperti kelenjar endokrin.
iii. Sebagaian yang lain juga berfungsi sebagai pemberi tanda, atau antigen, yang menjadi identitas jenis sel.
2) Protein perifer terikat longgar pada permukaan membran dan dapat dengan mudah terlepas dari membran tersebut. Fungsinya mungkin terlibat dalam struktur pendukung dan perubahan bentuk membran saat pembelahan atau pergerakan sel.
c. Karbohidrat juga berkaitan dengan molekul lipid atau protein berkaitan sisi pengenal permukaan untuk dihasilkan untuk interaksi antar sel, seperti mempertahankan sel-sel darah merah agar tetep terpisah atau memungkinkan penggabungan sel-sel yang sama untuk membentuk sebuah jaringan.
2. Fungsi membran plasma. Selain fungsi sisi reseptor dan komunikasi sel yang dijelaskan di atas, membrane sel juga berfungsi sebagai suatu barier permeabel yang selektif untuk mengatur aliran zat ke dalam dan ke luar sel
C. Komponen sitoplasma
1. Organel. Organel adalah komponen tetap sitoplasma. Sebagian besar organel dibungkus semacam membran yang mirip dengan membran plasma. Membran tersebut memisahkan organel dari lingkungan plasma di sekitarnya dan memungkinkan pembentukan kompartemen untuk aktivitas metaboliknya.
a. Mitokondria ditemukan pada hampir semua sel, tetapi tidak ditemukan dalam sel darah merah. Jumlahnya dalam sel berhubungan dengan konsumsi energi sel.
1) Struktur
(a) Mitokondria tampak seperti batang atau filamen yang bergerak dengan konstan dalam sebuah sel hidup.
(b) Setiap mitokondria terdiri dari membran terluar halus dan membran terdalam yang membentuk lipatan disebut Krista. Krista menonjol menyerupai rak ke dalam mitokondria dan menambah bidang permukaan membran bagian dalam.
(c) Ruang antar Krista dipenuhi matriks, yang berisi protein, DNA, RNA dan ribosom.
2) Fungsi
(a) Mitokondria sering disebut sebagai pembangkit tenaga sel karena fungsi terpentingnya adalah memproduksi energi dalam bentuk ATP
(b) Energi tersebut dihasilkan dari penguraian nutrient seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak.
(c) Enzim yang dibutuhkan untuk melepas energi secara kimia, terlokalisasi dalam matriks mitokondria dan partikel kecil pada Krista.
b. Ribosom
(1) Struktur
(a) Ribosom adalah garmula kecil berwarna hitam (berdiameter 25 nm) yang tersusun dari RNA ribosomal dan hampir 80 jenis protein
(b) Ribosom ditemukan sebagai granula individual atau dalam kelompok disebut poliribosom.
(c) Ribosom bisa bebas dalam sitoplasma (ribosom bebas) atau melekat pada membran retikulum endoplasma.
(2) Fungsi
(a) Ribosom merupakan tempat sintesis protein.
(b) Ribosom bebas terlibat dalam sitesis protein untuk dipakai sel itu sendiri; misalnya, dalam pembaharuan enzim dan membran. Ribosom yang berkaitan merupakan tempat berlangsungnya sintesis protein yang merupakan produk sekretori yang akan dikeluarkan sel
c. Retikulum endoplasma
(1) Struktur
(a) Retilkulum endoplasma tersusun dari jaringan-jaringan rongga (sisterna) datar yang dilapisi membran, yang menyambung membran plasma dan membran nuklear.
(b) Ada dua jenis retikulum endoplasma: retikulum endoplasma kasar (granular), yang membrannya memiliki ribosom, dan retikulum endoplasma halus (agranular), yang tidak memiliki ribosom. Dalam sel yang mengandung kedua jenis retikulum endoplasma tersebut, retikulum endoplasma kasar bersambungan dengan retikulum endoplasma halus.
(2) Fungsi
(a) Retikulum endoplasma merupakan tempat utama sintesis produk sel dan juga berperan dalam transport dan penyimpanannya.
(b) Retikulum endoplasma kasar menonjol dalam sel yang khusus untuk sekresi protein seperti enzim pencernaan.
(c) Retikulum endoplasma halus banyak terdapat dalam sel beberapa kelenjar endokrin yang menyintesisi hormon dan dalam hati, tempat retikulum endoplasma terlibat dalam sistesis lipid dan kolesterol serta pemecahan glikogen.
(d) Pada otot, retikulum endoplasma halus disebut retikulum sarkoplasma dan turut berperan dalam proses kontraksi.


d. Aparatus golgi ada dalam sebagian besar sel, tetapi paling banyak dibentuk dan dipelajari ada sel glandular
(1) Struktur
(a) Aparatus golgi mengandung 6 sampai 7 kantong datar yang terikat membran atau sisterna masing-masing bentuknya agak melekuk. Kantong tersebut tersusun seperti mangkuk terbalik.
(b) Permukaan konveks susunan menghadap ke retikulum endoplasma dan nukleus permukaan konkaf menghadap ke permukaan eksternal sel.
(c) Biasanyan ada banyak vesikel transpor di sisi perifer tonjolan dan biasanya ada sedikit penebalan vakuola yang berukuran lebih besar pada salah satu kutub.
(2) Fungsi
(a) Aparatus Golgi merupakan tempat akumulasi, konsentrasi, pembungkusan, dan modifikasi kimia produk sekretori yang disentesisi dalam retikulum endoplasma kasar
i. Vesikel transpor terlepas dari retikulum endoplasma dan membawa hasil sekresi ke apparatus golgi, tempat sekresi bergabung dengan sisternanya.
ii. Vakuola tebal yang besar akan mengonsentrasi sekresi rapat dan membungkusnya menjadi granula sekretori.
iii Garnula sekretori (zimogen) yang besar dan terbungkus rapat dengan membran, mengeluarkan isinya melalui proses eksositosis akibat stimulasi hormon dan saraf
iv. Aparatus Golgi secara kimia juga memodifikasi molekul bergabung dengan membran plasma. Aparatus Golgi ini menambahkan residu asam lemak pada protein tertentu untuk mengubahnya menjadi lipoprotein, dan bersintesis serta melekatkan rantai sisi karbohidrat pada protein untuk membentuk glikoprotein.
(b) Apparatus golgi memproses protein yang berfungsi secara intraselular seperti enzim lisosom.
e. Lisosom ditemukan pada sel, kecuali sel-sel darah merah dan sel kulit yang telah terkeratinisasi sempurna pada permukaan tubuh.
(1) Struktur
(a) Libosom adalah vesikel kecil yang terikat membran, mengandung hampir 50 jenis enzim hidrolitik, yang mampu menguraikan hampir semua jenis makromolekul (protein, lipid, karbohidrat, asam nukleat, dll)
(b) Lisosom primer hanya mengandung enzim, lisosom sekunder mengandung enzim dan materi terdegradasi.
(2) Fungsi
(a) Fungsi utama lisosom adalah untuk pencernaan intraselular. Lisosom memegang peran dalam proses normal dan patologis.
(b) Pada sel fagostik, agens yang berpotensi membahayakan seperti bakteri, virus, atau toksin akan dimakan sel tersebut. Agens tersebut akan melebur dengan lisosom primer untuk membentuk lisosom sekunder yang kemudian dicerna.
(c) Lisosom juga berperan dalam pertumbuhan dan perbaikan selular normal dengan cara memindahkan komponen selular yang sudah rusak atau berlebihan. Produk yang dicerna kemudian didaur ulang dalam sel untuk memungkinkan terjadinya pembaharuan dan rekonstruksi isi sel.
(d) Kerusakan sel akibat sejumlah pengaruh fisik atau kimia dapat menyebabkan membran lisosom hancur dan enzim terlepas ke dalam sitoplasma. Autolisis atau pencernaan sel yang dihasilkan menjadikan lisosom disebut kantong bunuh diri untuk sel.
(e) Beberapa penyakit metabolik, dikenal sebagai penyakit penyimpanan (storage disease) disebabkan faktor kongnital (bawaan lahir) yaitu tidak adanya salah satu enzim lisosom. Akibatnya terjadi akumulasi abnormal dari zat yang dapat mengganggu fungsi normal sel.
f. Peroksisom (mikrobodi)
(1) Sruktur. Peroksison adalah organel kecil, sferikel yang terikat pada membran serta mengandung enzim destruktif.
(2) Fungsi. Peroksison berfungsi untuk melindungi sel dari pengaruh hidrogen peroksida yang merusak. Peroksisom juga berfungsi dalam metabolisme lipid.
g. Nukleus adalah organel terbesar. Organel ini ada didalam seluruh sel tubuh kecuali pada sel darah merah matang, yang kehilangan intinya saat berkembang. Umumnya setiap sel memiliki satu nukleus namun beberapa sel raksasa seperti sel megakaroisit sumsum tulang belakang, sel,osteoklas tulang, dan sel otot rangka, memiliki beberapa nukleus.
(1) Struktur
(a) Membran nuklear disusun dari membran ganda dipisah oleh ruang perinuklear.
i. Membran dalam halus, sedangkan membran luar biasanya mengandung ribosom dan menyatu dengan retikulum endoplasma.
ii. Membran dalam dan luar bergabung dalam interval jarak yang tidak beraturan di sekitar nukleus untuk membentuk pori-pori nuklear, sehingga memungkinkan terjadinya pertukaran zat antara nukleus dan sitoplasma.
(b) Kromatin terlihat seperti gumpalan tidak beraturan atau granula basofik kuat, atau benda berwarna biru yang menyebar ke seluruh nuklus.
i. Kromatin disusun dari rantai pilin DNA yang terikat pada protein basa histon, beragam jumlah RNA, dan protein nonhiston lain serta system enzim.
ii. Pada sel yang membelah, kromatin menebal dan berpilin menjadi suatu unit khusus, kromosom. Sel menusia berisi 23 pasang kromosom. Sel manusia berisi 23 pasang kromosom.
(c) Nukleoplasma adalah matriks yang menyelubungi kromatin. Matriks ini tersusun dari protein, metabolit, dan ion.
(d) Nukleolus adalah struktur sferikal yang tersusun dari RNA dan pada setiap jenis sel yang berbeda. Pada sel yang tidak mensintesis protein, misalnya spermatozoa, tidak ditemukan nucleolus.
(2) Fungsi
(a) Nukleus sangat penting untuk keseluruhan aktivitas selular.
(b) Nukleus mengandung materi genetik sel (DNA) yang mengkode informasi untuk mengontrol sintesis protein dan memproduksi sel, dua fungsi sel yang sangat penting.
2. Mikrofilamen, mikrotubulus, sentriol, dan silia serta flagella. Selain organel yang berlapis membran, sitoplasma juga mengandung jaring-jaring komponen struktural yang kompleks.
a. Mikrofilamen
(1) Struktur
(a) Mikrofilamen adalah benang silinder solid yang terbuat dari protein dan ditemukan di berbagai tempat dalam sel.
(b) Mikrofilamen biasanya ditemukan dalam bentuk berkas yang disebut fibril., terletak tepat di bawah membran plasma.
(2) Fungsi
(a) Mikrofilamen bertanggung jawab atas kontraktilitas sel, Yang merupakan sifat semua sel tetapi berkembang dengan baik pada sel-sel otot.
(b) Kontraktilitas bertanggung jawab untuk daya gerak sel dan gerakan yang berkaitan dengan fogositosis, pinositosis, dan pembelahan sel.


b. Mikrotubulus
(1) Struktur
(a) Mikrotubulus merupkan pipa berongga, panjang 20 nm sampai 25 nm, tersebar dalam sitoplasma semua sel.
(b) Mikrotubulus tersusun dari molekul tubilin protein.
(2) Fungsi
(a) Mikrotubulus berkontribusi dalam sitokeleon, atau elemen penunjang sel.
(b) Mikrotubulus juga terlibat dalam pembelahan sel, pergerakan sel dan transpor zat dari satu area ke area lain.
c. Sentriol
(1) Struktur
(a) Pada sel yang tidak membelah, dua sentriol berada di dekat nukleolus dan apparatus Golgi di sebuah bidang khusus yang disebut sentrosom.
(b) Dua anggota pasangan sentriol, yang satu sama lain tersusun berpendikular, disebut diplosom.
(c) Dinding setiap sentriol mengandung sembilan susunan mikrotubulus yang masing-masing terdiri dari tiga subunit yang disebut triplet.
(2) Fungsi
(a) Sentriol berfungsi dalam pembelahan sel dan juga menjadi tempat pembentukan silia dan flagella.
(b) Sentriol bereplikasi dan membelah sendiri sebelum pembelahan sel. Setelah bereplikasi, setiap sentriol asli dan tiruannya pindah ke kutub nuklear yang berlawanan untuk memulai pembentukan apparatus spindel saat pembelahan sel.
(c) Badan basal adalah bentuk sentriol yang berada dalam membran plasma pada sel yang memiliki silia dan flagella. Badan basal mengatur pembentukan mikrotubulus yang membuat silia dan flagella.
d. Silia dan flagella
(1) Struktur
(a) Silia dan flagella adalah prosesus motil yang menjulur ke luar permukaan sel.
(b) Silia dan flagella terdiri dari mikrotubulus longitudinal tersusun sebagai dua tubulus tunggal yang dikelilingi sebuah cincin ganda dengan sembilan ruang.
(c) Silia berukuran pendek dan sangat banyak permukaan sel serta menjulur ke luar sepeti bulu mata. Kelompok silia terombang-ambing dalam gelombang yang tidak serempak terlihat seperti lading gandum yang tertiup angin.
(d) Flagela lebih panjang dari silia dan berbentuk seperti cambuk. Pada dasarnya hanya ada satu flagella per sel. Flagela memiliki gerakan bergelombang yang menyebar di keseluruhan panjangnya. Flagela terpanjang berukuran 56 nm, adalah ekor spermatozoa.
(2) Fungsi
(a) Silia dan flagella, keduanya berfungsi dalam pergerakan
(b) Sillia mampu memindahkan cairan atau lapisan mukosa melalui permukaan sel di tempatnya berada, sedangkan flagella sel sperma berfungsi untuk mendorong sel.
e. Inklusi sitoplasma adalah komponen selular sementara yang disintesisi sel atau diambil dari sekeliling sel. Komponen ini tidak penting untuk kehidupan atau untuk aktivitas selular dan mengandung berbagai materi seperti granula pigmen, glikogen, dropplelipid, kristal, dan granula sekretori.

PERGERAKAN MATERI MENEMBUS MEMBRAN SEL
A. Prinsip dasar. Pemeliharaan kehidupan sel bergantung pada kesinambungan gerakan materi ke dalam dan keluar sel. Nutrisi harus masuk, sampah harus keluar, dan ion-ion harus digerakan ke dua arah tersebut. Pergerakan menembus membran plasma terjadi melalui mekanisme transpor pasif dan transpor aktif.
B. Meknisme transpor aktif merupakan proses fisik yang tidak perlu mengeluarkan energi selular atau metabolik, tetapi memakai sumber energi eksternal, misalnya panas. Mekanisme ini meliputi difusi, dialisis, osmosis, difusi terfasilitasi, dan filtrasi.
1. Difusi adalah gerakan acak partikel (molekul atau ion) karena pengaruh energi thermalnya sendiri, dari tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi lebih rendah, atau gerakan “downhill” (turun bukti).
a. Difusi dalam cairan adalah gerakan partikel zat terlarut dalam pelarut ke semua arah melalui suatu larutan, atau menuju dua arah melalui membran yang permeabel.
b. Difusi saring adalah pergerakan partikel dari area berkonsentrasi tinggi menuju area berkonsentrsi lebih rendah; yaitu sejalan dengan gradient konsentrasinya sendiri.
c. Kecepatan difusi saring partikel dalam suatu larutan semakin bertambah karena faktor-faktor berikut:
1. Gradien konsentrasi tinggi karena partikel yang terkandung lebih banyak.
2. Berat molekul rendah karena molekul yang besar tidak mudah dipindahkan dengan cara bertubrukan satu sama lain.
3. Peningkatan suhu karena suhu yang tinggi meningkatkan gerakan acak partikel.
d. Difusi setara terjadi setelah ekuelibrium tercapai: yaitu, setelah difusi saring zat terlarut ke suatu arah dan pelarut (sloven) kearah yang berlawanan mengakibatkan hilangnya gradien knsentrasi
e. Difusi sederhana pada zat yang menembus membran plasma berlangsung melalui lapisan ganda lipit atau melalui saluran protein.
1. Zat yang larut dalam lemak, berukuran kecil, non-polar dan tidak bermuatan seperti oksigen, karbon diosida, lemak, hormon steroid, dan alkohol, berdifusi melalui lapisan ganda lipid.
2. Zat polar yang bermuatan listrik atau zat yang larut pada non- lipid, berdifusi melalui pori-pori protein.
f. Salah satu contoh difusi yang berlangsung dalam tubuh adalah pertukaran oksigen dan karbon diksida di paru-paru.
1. Oksigen yang dihirup berdifusi melalui membran sel paru keluar dari paru-paru, atau yang pada saat itu berknsentrasi tingi, masuk ke dalam kapilar darah di sekitar paru-paru.
2. Karbon dioksida berdifusi keluar dari sel tubuh masuk ke kapilar darah untuk dibawa dalam darah paru-paru.Karbon dioksida kemudian berdifusi dari kapilar darah di sekitar paru-paru.
2 Dialisis adalah pemisahan partikel zat terlarut kristalit. Yang berdiameter kurang dari 1 nm (misalnya,ion,glukosa,oksigen) dengan berdifusi melalui membran yang permeabel untuk partikel tersebut, tetapi tidak bermeabel untuk partikel zat yang terlarut koloit, yang berdiameter 1 nm sampai 10 nm (misalnya,protein darah).
3. Osmosis adalah difusi saring molekul air melalui membran permeabel selektif :yaitu, membran yang tidak dapat dilewati secara bebas oleh semua zat terlarut yang ada
a. Pada osmosis, molekul air bergerak menembus membran dari area berkonsentrasi air tinggi ke area berkonsentrasi air yang lebih rendah.
b. Osmosis molekul air ke dalam larutan yang lebih kental (konsentrasi air lebih rendah) meningkatkan volume dan tekanan hidrostatik larutan.
c. Tekanan osmotik suatu larutan adalah tekanan potensial yang dinyatakan dalam istilah gaya atau tekenan yang dibutuhkan untuk menghentikan osmosis air selanjutnya.
1) Tekanan osmotik adalah tekanan yang terbentuk dalam larutan akibat osmosis saring yang berlangsung dalam larutan tersebut.
2) Tekanan osmotik suatu larutan tergantung pada jumlah partikel zat terlarut per volume unit larutan.
a. Untuk zat non elektrolit yang tidak larut dalam air (seperti glukosa), jumlah partikel zat terlarut dalam larutan adalah konsentrasi molar larutan tersebut.
b. Untuk zat elektrolit yang memang larut dalam air seperti natrium klorida jumlah partikel dalam larutan ditentukan berdasarkan konsentrasi molar dan jumlah ion yang terbentuk dari setiap molekul.
3) Osmolalitas cairan adalah kadar partikel zat terlarut dalam cairan.
a. Satu osmol sama dengan 1 mol (6.02 x 10²³ molekul atau campuran ion dan molekul) zat yang dilarutkan dalam 1000 g air. Miliosmol (mOsm), atau I / 1000 kali dari satu osmol, dipakai untuk menyatakan konsentrasi zat terlarut dalam cairan tubuh.
b. Kebanyakan cairan tubuh memiliki osmolalitas, sebesar 300 mOsm
4) Dua jenis larutan dengan konsentrasi partikel zat terlarut yang sama, bersifat iosmotik satu sama lain.
a. Larutan hiperosmotik memiliki konsentrasi partikel zat terlarut dan tekanan osmotik yang lebih besar dibandingkan larutan yang encer (cair)
b. Larutan hipoosmotik adalah larutan yang lebih encer, hanya mengandung sedikit konsentrasi partikel zat terlarut, dan tekanan osmotik yang lebih rendah dibandingkan dengan larutan yang kental.
5) Tonisitas dipakai untuk menjelaskan pengaruh larutan terhadap bentuk atau “tonus” sel menurut hukum osmosis
a. Larutan disebut isotonik terhadap cairan sitoplasma sel jika larutan memiliki konsentrasi yang sama dengan konsentrasi partikel yang tidak dapat berdifusi.
b. Larutan atau cairan ekstraselular disebut hipotonik terhadap sel jika larutan lebih encer dibandingkan isi selular.
c. Larutan disebut hipertonik terhadap sel jika larutan tersebut lebih kental dibandingkan isi sel.
4. Difusi Terfasilitasi, disebut juga difusi diperantarai carrier, yaitu sutu mekanisme di mana molekul-molekul yang tidak larut dalam lemak dan terlalu besar untuk untuk dapat melewati saluran protein dibantu dengan carrier, yang merupakan molekul protein khusus pada permukaan eksternal membran.
a. Dalam difusi terfasilitasi, zat carrier bergabung dengan molekul zat terlarut untuk membentuk kompleks carrier-zat terlarut, yang dapat larut dalam lapisan ganda lipid, sehingga dapat membawa zat terlarut melewati membran.
1. Carrier menunjukan kekhususan; carrier sangat selektif dalam membedakan molekul-molekul yang berhubungan erat.
2. Difusi terfasilitasi dapat dihambat oleh molekul inhibitor kompetitif dan non-kompetitif yang sangat menyerupai molekul zat terlarut.
3. Kecepatan aliran zat terlarut pada perbedaan konsentrasi di kedua sisi membran, jumlah molekul yang ada. Dan seberapa cepat pembentukan kompleks carrier-zat terlarut berlangsung.
5. Filtrasi adalah kekuatan gerakan air dan molekul yang dapat berdifusi melewati membran plasma akibat tekanan mekanik atau tekanan cairan yang tinggi, misalnya tekanan hidrostatik atau tekanan darah. Tekanan darah menyebabkan terjadinya filtrsi yang melewati pembuluh darah khusus di ginjal sebagai langkah awal produksi urin.
C. Transpor aktif membutuhkan penggunaan energi metabolik yang diperoleh dari reaksi kimia selular dan menggerakkan molekul atau ion melawan gradient konsentrasinya; misalnya uphill (gerakan ke atas) dari area berkonsentrasi lebih rendah ke area berkonsentrsi lebih tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya pergerakan zat menyeberangi membran sel tanpa bergantung pada konsentrasi cairan ekstraselular dan intraselularnya.transpor aktif melibatkan mekanisme diperantai carrier dan tranpor massa berukuran besar.
1. Transpor aktif diperantarai carrier. Carrier adalah protein integral yang disebut “ pompa”. Misalnya pompa in natrium / kalium yang aktif dalam semua sel hidup dan pompa kalsium yang penting dalam kontraksi otot.
a. Pompa natrium/kalium adalah pompa yang menukar natrium intraselular dengan kalium ekstraselular. Pompa ini mempertahankan gradien ion yang menembus membran sel dan berkontribusi dalam terjadinya perbedaan voltase listrik dikenal sebagai ptensial membran.
b. Pemecahan ATP menjadi adenosine difosfat(adp) pada permukaan inferior membran akan melepas energi yang diperlukan untuk menjalankan pompa
c. Transpor berpasangan (ko-transpr) adalah gabungan antara difusi dan tranpor aktif.
1) Pada transpor berpasangan suatu transpor protein khusus dapat memasangkan transpor aktif suatu zat melawan gradien konsentrasinya sendiri dengan difusi pasif zat kedua.
2) Salah satu contoh system tranpor berpasangan adalah kotranspor ikatan natrium dalam ginjal. Pada mekanisme tersebut glukosa dan asam amino ditranspor secara aktif melewati sel-sel tubulus ginjal sedangkan natrium berdifusi secara pasif
2. Tranpor massa berukuran besar adalah suatu proses aktif yang menstranpor partikel besar dan makromolekul menembus membran sel plasma dengan membungkusnya dalam suatu bagian atau dengan melipat membran untuk membentuk kantong atau vesikel (vakuola) yang melekat pada membran. Transpor massa berukuran besar mencakup endositosis dan eksositosis.
a. Endositas (endo = bagian dalam) berarti masuk ke dalam sel. Endositas ini terdiri dari fagositosis dan pinositosis.
1. Fagositosis (fago = bagian dalam) berarti menelan suatu zat padat yang besar dengan cara melipat membran plasma untuk memebentuk suatu vesikel fagositik.
a) Vesikel fagositik bergabung dengan sebuah lisosom dan enzim lisosom untuk menghancurkan isi vesikel.
b) Sel-sel fagositik khusus dalam tubuh mengeluarkan sel benda asing dan bakteri yang tidak dapat dihancurkan
2. Pinositosis (pino = minum) berarti menelan tetesan kecil cairan ekstraselular yang mungkin mengandung nutrien yang sudah terurai dan memasukkannya ke dalam sel.
3. Endsitosisi diperantarai reseptor mengacu pada proses pengikatan molekul reseptor di permukaan sel dengan zat tertentu yang disebut ligan. Kompleks reseptor-ligan kemudian mengalami proses enodsitosis untuk biar masuk ke dalam sel.
b. Eksositosis merupakan kebalikan dari endositosis. Eksositsis adalah suatu metode untuk mengendalikan sel suatu substansi yang tidak diinginkan dan sekaligus sebagai suatu cara untuk melepas produk sel yang berguna ke dalam cairan ekstraselular.
1) Substansi yang akan dilepas dibungkus dalam vesikel, yang berfungsi dengan membran sel agar dapat keluar.
2) Contoh proses eksositosis adalah pelepasan poduk dari sel-sel sekretori pankrea dan pelepasan transmitter kimia dari sel-sel saraf di ujung saraf.
PEMEBELAHAN SEL
A. Replikasi DNA. Sebelum membelah, sel harus membuat salinan molekul DNA-nya, sehingga semua yang dibawa dapat diturunkan kepada keturunannya.
1. Struktur DNA merupakan suatu dasar karena kemampuannya untuk membawa informasi
a) Bentuk molekul DNA menyerupai tangga yang berpilin menjadi dobel helix. Unit struktural DNA adalah empat nukletida berbeda yang terpasang dalam satu rantai panjang DNA.
b) Setiap nukleotida mengandung fosfat, gula deksiribosa dan basa nitrogen yang tersusun dengan urutan demikian.
c) Keempat basa tersebut adalah adenine (A), guanine (G), sitsin (C), dan timin (T).
d) Bagian samping tangga DNA terbentuk dari gabungan fosfat dan gula. Hubungan silang (anak tanga) terbentuk dengan cara memasangkan basa dengan basamelalui ikatan hidrgen lemah.
e) Dalam pasangan basa yang lengkap, adenine hanya berikatan dengan timin (A-T, T-A), sedangkan guanine hanya berikatan dengan sitosin (G-C, C-G).
f) Meskipun hanya ada empat macam variasi ikatan, rangkaian linier tempat keempat ikatantersebut berada dapat memberikan beragam kombinasi yang hamper tak terhitung.
1. Rangkaian pasangan nukletida yang sebenarnya biasanya disebut kode genetik. Kode genetik inilah yang menjadi dasar informasi bilges dalam DNA.
2. Gen adalah suatu unit khas pada DNA atau bidang pengkodean dengan fungsi herediter (genetik) khusus. Atau, gen memeberi instruksi yang berkaitan dengan sistesis prtein tertentu, yang pada gilirannya, bertanggung jawab terhadap aktivitas lain dalam sel.
3. Genoma adalah tambahan yang melengkapi gen organisme.
g) Karena DNA berantai ganda, maka setiap rantai yang membawa rangkaian nukletida pasti merupakan pasangan dari rangkaian nukletida pada rantai di sebelahnya. Misalnya, jika kedua rantai tersebut didesain “l” dan “I’” maka, rantai “l’dapat berfungsi sebagai suatu pola untuk membuat sebuah rantai “l”’ bari dan “l” juga dapat berfungsi sebagai pola untuk membuat sebuah rantai “l” yang baru.
B. Kromosom pada sel manusia
1. Kromosom merupakan rantaian DNA yang berpilin dengan kuat dan mengandung protein
2. Semua sel somatik (tubuh) normal, kecuali sel kelamin (ovum dan spermatozoa), memiliki 46 kromosom, atau 23 pasang kromosom.
3. Dari 23 kromosom, 22 pasang di antaranya merupakan pasangan yang homolog (cocok) disebut autoso.
4. Pasangan keduapuluh tiga dikenal sebagai kromosom kelamin, X dan Y.
5. Sel yang memiliki anggota pasangan lengkap disebut dipolid (2n).
6. Mitosis adalah istilah untuk pembelahan nuklear dan sitloplasma pada sel somatik.
7. Meiosis adalah sejenis pembelahan khusus yang terjadi dalam pembentukan sperma dan ovum.
C. Siklus dan mitosis sel. Siklus sel. Pada sel yang mampu membelah diri, mengacu pada kejadian-kejadian dalam rentang kehidupan sel diperiode antara waktu sel tersebut terbentuk melalui pembelahan sel sampai waktu permulaan pembelahan sel berikutnya. Bagian terbesar siklus (sekitar 90%) digunakan untuk tumbuh dan bersintesis disebut interfase, dan bagian yang lebih kecil digunakan untuk pembelahan nuklear dan sel atau mitosis
1. Interfase terdiri dari
a. Pada fase g 1 (gap 1), sel secara metabolik sangat aktif. Semua komponen sel disintesis dan sel tumbuh dengan cepat.
b. Pada fase S (sintesis), sintesis protein berlanjut dan DNA serta protein kromosom (histon) direplikasi.
c. Fase g 2 (gap 2) merupakan priode penting dalam metabolisme dan pertumbuhan sel sebelum mitosis.
2. Mitosis terdiri dari penebalan dan pembelahan kromosom serta sitopkinesis, pembelahan aktual sitoplsma untuk membentuk dua sel anak.
a. Profase
1) Kromosom menebal menjadi pilinan yang kuat dan besar, serta menjadi terlihat.
2) Pasangan sentriol berpisah dan mula bergerak ke sisi nukleus yang berlawanan, digerakan dengan perpanjangan mikrotubulus yang terbentuk di antara sentriol.
3) Nukleus melebur dan membran nuklear menghilang, sehingga memungkinkan spindel memsuki nukleus.
4) Mikrotubulus lain menyebar ke luar sentriol untuk membentuk aster.
b. Metafase
1) Kromosom (pasangan kromatid) berbaris pada bidang metafase atau bidang ekuator sel.
2) Sentromer pada semua kromosom saling berikatan.
3) Kinetochore memisah dan kromatid bergerak menjauh.


d. Anafase
1) Akibat perubahan panjang mikrotubulus di tempat pelekatannya, pasangan kromatid (sekarang dianggap sebagai satu kromosom) bergerak dari bidang ekuator ke setiap kutup.
e. Telofase
1) Dua nuclei kembali terbentuk disekitar kromosom.
2) Sitkinesis adalah pembelahan sitoplasma.
D. Meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi dalam pembentukan sel-sel kelamin (sel telur dan sperma).
1. Meiosis terdiri dari dua pembelahan nuklear dan selular.
2. Meiosis I memisahkan setiap pasangan kromosom homolog.
3. Meiosis II serupa dengan mitosis.
4. Hasil dan pentingnya pembelahan meiosis
SINTESIS PROTEIN
A. Prinsip dasar
1. Sintesis protein dikendalikan dari nukleus oleh DNA. DNA menentukan spesifikasi struktur semua molekul protein, terutama enzim yang mengkatalis seluruh selular termasuk sintesis DNA itu sendiri.
2. Peristiwa sintesis protein, sering disebut sebagai dogma sentral biologi molekular, dapat dijelaskan dengan diagram berikut :
DNA RNA protein
Traskripsi translasi
3. Bagian-bagian dari rangkain nukletida DNA disalin dalam RNA.
B. Langkah-langkah dalam sintesis protein
1. Traskripsi.
a. Untuk melakukan traskripsi diperlukan RNA polimerase, yang bertugas memasang
b. Segera setelah salinan mRNA lengkap, rantai dobel heliks DNA dan terbentuk kembali dan melepas mRNA.
c. mRNA keluar dari nukleus melaui pori-pri membran nukleus dan bergerak ke sitoplasma.
1) Pesan yang tertulis pada mRNA berbentuk kode genetik. Setiap kata pada kode terdiri dari tiga nukleotida yang berdekatan, atau triplet basa, yang membentuk kodon.
2) Triplet menentukan satu dari 20 jenis asam amino yang lazim ditemukan dalam protein. Misalnya, jika kdn berupa GAG, maka kode tersebut mewakili asam amino asam glutamate.
( Nukleotida pasangan yang terdapat dalam DNA adalah CTC )
3) Karena ada empat jenis nukletida, maka kemungkinan ada 43, triplet kodon, dan jenis asam amino yang dikodekan hanya ada 20.
a. Kode tersebut dikatakan berdegenerasi karena banyak asam amino yang tersusun lebih dari satu kodon.
Kode juga bersifat universal karena kodon yang sama mengandung asam amino yang sama pada seluruh makhluk hidup.
2. Translasi adalah sintesis protein berdasarkan translasi infrmasi rangkaian basa yang ada dalam kodon mRNA. Translasi memerlukan keterlibatan tRNA dan rRNA.
a. Molekul tRNA berukuran kecil, panjangnya hanya sekitar 70 sampai 90 nukleotida dan berada dalam sitoplasma.
b. Molekul rRNA membentuk inti struktural ribosom, kompleks yang terdiri dari rRNA dan hampir 100 jenis protein.
3. Inisasi pemsangan protein
a. Satu ribosom memiliki satu sub-unit kecil dan satu sub-unit besar
b. Antikodon dari molekul tRNA inisiator, membawa satu asam amino, mengenali dan berikatan dengan kodon pembuka pada mRNA umtuk membentuk kompleks inisiasi.
4. Pemanjangan rantai polipeptida
a. Selain sisi pengikat mRNA, setiap subunit ribosom yang lebih besar memiliki dua sisi pengikat tRNA
b. Molekul tRNA inisiator masuk dengan pas pada sisi P di subunit ribosom.
c. Jika inisiasi telah selesai, maka tRNA kedua (tRNA yang memiliki antikodon yang sesuai untuk kodon unutk mRNA) bergerak masuk kesisi A.
d. tRNA pada sisi P keluar dari ribosom dan menjauh mRNA. Kemudian tRNA melepas asam aminonya dan kembali bebas untuk mengikat asam amino lain.
e. Saat ribosom menggerakan tiga nukleotida ke sisi kanan molekul mRNA.
f. tRNA dengan asam amino yang melekat padanya bergerak ke sisi A.
g. setelah masing-masing asam amino berikatan dengan asam amino tetangga, tRNA dibebaskan sehingga keluar ke sitoplasma dan menjalani siklus ulang yaitu: menarik asam amino lain.
5. Terminasi
a. Jika ribosom bergerak ke salah satu dari beberapa terminasi mRNA atau kodon penghentian di sisi A, maka protein yang dilepas akan berikatan dengan kodon penghentian untuk mengakhiri proses translasi.
b. Rantai polipepda kemudian dilepas dari ribosom.
c. Protein yang dilepas bergerak menjauhi sisi A dan subunit ribosom memisah dan bergerak ke dalam sitplasma untuk melakukan siklus sinetis protein yang berikutnya.