CATATAN KULIAH PENGANTAR BIOTEKNOLOGI

MINGGU I (PENGANTAR KULIAH)

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.[1] Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya.[1] Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.
Bioteknologi secara sederhana sudah dikenal oleh manusia sejak ribuan tahun yang lalu. Sebagai contoh, di bidang teknologi pangan adalah pembuatan bir, roti, maupun keju yang sudah dikenal sejak abad ke-19, pemuliaan tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru di bidang pertanian, serta pemuliaan dan reproduksi hewan.[2] Di bidang medis, penerapan bioteknologi pada masa lalu dibuktikan antara lain dengan penemuan vaksin, antibiotik, dan insulin walaupun masih dalam jumlah yang terbatas akibat proses fermentasi yang tidak sempurna. Perubahan signifikan terjadi setelah penemuan bioreaktor oleh Louis Pasteur.[1] Dengan alat ini, produksi antibiotik maupun vaksin dapat dilakukan secara massal.
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat pesat, terutama di negara negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya berbagai macam teknologi semisal rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, pengembangbiakan sel induk, kloning, dan lain-lain.[3] Teknologi ini memungkinkan kita untuk memperoleh penyembuhan penyakit-penyakit genetik maupun kronis yang belum dapat disembuhkan, seperti kanker ataupun AIDS.[4] Penelitian di bidang pengembangan sel induk juga memungkinkan para penderita stroke ataupun penyakit lain yang mengakibatkan kehilangan atau kerusakan pada jaringan tubuh dapat sembuh seperti sediakala.[4] Di bidang pangan, dengan menggunakan teknologi rekayasa genetika, kultur jaringan dan DNA rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul karena mengandung zat gizi yang lebih jika dibandingkan tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap hama maupun tekanan lingkungan.[5] Penerapan bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup dari polusi. Sebagai contoh, pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian zat-zat yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru.[2]
Kemajuan di bidang bioteknologi tak lepas dari berbagai kontroversi yang melingkupi perkembangan teknologinya. Sebagai contoh, teknologi kloning dan rekayasa genetika terhadap tanaman pangan mendapat kecaman dari bermacam-macam golongan.
Bioteknologi secara umum berarti meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. Aplikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fungsi biologis suatu organisme dengan menambahkan gen dari organisme lain atau merekayasa gen pada organisme tersebut.[2]
Perubahan sifat Biologis melalui rekayasa genetika tersebut menyebabkan “lahirnya organisme baru” produk bioteknologi dengan sifat – sifat yang menguntungkan bagi manusia. Produk bioteknologi, antara lain[2]:
Bioteknologi memiliki beberapa jenis atau cabang ilmu yang beberapa diantaranya diasosikan dengan warna, yaitu:[10]
• Bioteknologi merah (red biotechnology) adalah cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioeknologi di bidang medis.[10] Cakupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap preventif, diagnosis, dan pengobatan. Contoh penerapannya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin, penggunaan sel induk untuk pengobatan regeneratif, serta terapi gen untuk mengobati penyakit genetik dengan cara menyisipkan atau menggantikan gen abnomal dengan gen yang normal.[10]
• Bioteknologi putih/abu-abu (white/gray biotechnology) adalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam industri seperti pengembangan dan produksi senyawa baru serta pembuatan sumber energi terbarukan.[10] Dengan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir/ragi, enzim-enzim juga organisme-organisme yang lebih baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. Pelindian (bleaching) minyak dan mineral dari tanah untuk meningkakan efisiensi pertambangan, dan pembuatan bir dengan khamir.[10]
• Bioteknologi hijau (green biotechnology) mempelajari aplikasi bioteknologi di bidang pertanian dan peternakan.[10] Di bidang pertanian, bioteknoogi telah berperan dalam menghasilkan tanaman tahan hama, bahan pangan dengan kandungan gizi lebih tinggi dan tanaman yang menghasilkan obat atau senyawa yang bermanfaat. Sementara itu, di bidang peternakan, binatang-binatang telah digunakan sebagai “bioreaktor” untuk menghasilkan produk penting contohnya kambing, sapi, domba, dan ayam telah digunakan sebagai penghasil antibodi-protein protektif yang membantu sel tubuh mengenali dan melawan senyawa asing (antigen).[10]
• Bioteknologi biru (blue biotechnology) disebut juga bioteknologi akuatik/perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik.[10] Salah satu contoh yang paling tua adalah akuakultura, menumbuhkan ikan bersirip atau kerang-kerangan dalam kondisi terkontrol sebagai sumber makanan, (diperkirakan 30% ikan yang dikonsumsi di seluruh dunia dihasilkan oleh akuakultura). Perkembangan bioteknologi akuatik termasuk rekayasa genetika untuk menghasilkan tiram tahan penyakit dan vaksin untuk melawan virus yang menyerang salmon dan ikan yang lain. Contoh lainnya adalah salmon transgenik yang memiliki hormon pertumbuhan secara berlebihan sehingga menghasilkan tingkat pertumbuhan sangat tinggi dalam waktu singkat.[11][12]
MINGGU II ( REKAYASA GENETIKA DALAM BIOTEKNOLOGI)

Rekayasa genetika adalah prosedur dasar dalam menghasilkan suatu produk bioteknologi. Secara umum, rekayasa genetika melakukan modifikasi pada mahluk hidup melalui transfer gen dari suatu organisme ke organisme lain. Prosedur rekayasa genetika secara umum meliputi[2]:
1. Isolasi gen.
2. Memodifikasi gen sehingga fungsi biologisnya lebih baik.
3. Mentrasfer gen tersebut ke organisme baru.
4. Membentuk produk organisme transgenik.

Prosedur pembentukan organisme transgenic ada dua, yaitu:
1. Melalui proses introduksi gen
2. Melalui proses mutagenesis
[sunting] Proses introduksi gen
Beberapa langkah dasar proses introduksi gen adalah[2]:
1. Membentuk sekuen gen yang diinginkan yang ditandai dengan penanda yang spesifik
2. Mentransformasi sekuen gen yang sudah ditandai ke jaringan
3. Mengkultur jaringan yang sudah mengandung gen yang ditransformasikan
4. Uji coba kultur tersebut di lapangan
[sunting] Mutagenesis
Memodifikasi gen pada organisme tersebut dengan mengganti sekuen basa nitrogen pada DNA yang ada untuk diganti dengan basa nitrogen lain sehingga terjadi perubahan sifat pada organisme tersebut, contoh: semula sifatnya tidak tahan hama menjadi tahan hama. Agen mutagenesis ini biasanya dikenal dengan istilah mutagen. Beberapa contoh mutagen yang umum dipakai adalah sinar gamma (mutagen fisika) dan etil metana sulfonat (mutagen kimia).[5]
[sunting] Human Genome Project
Human Genome Project adalah usaha international yang dimulai pada tahun 1990 untuk mengidentifikasi semua gen (genom) yang terdapat pada DNA dalam sel manusia dan memetakan lokasinya pada tiap kromosom manusia yang berjumlah 24.[12] Proyek ini memiliki potensi tak terbatas untuk perkembangan di bidang pendekatan diagnostik untuk mendeteksi penyakit dan pendekatan molekuler untuk menyembuhkan penyakit genetik manusia [12]
[sunting] Aplikasi di Bidang Medis
Aplikasi dari bioteknologi medis sudah berlangsung lama, sebagai contoh 100 tahun lalu lintah umum digunakan untuk merawat penyakit dengan cara membiarkan lintah menyedot darah pasien bloodletting| bloodletting. Hal ini dipercaya dapat menghilangkan darah yang sudah terjangkit penyakit. Pada zaman sekarang, lintah ditemukan memiliki enzim pada kelenjar salivanya yang dapat menghancurkan gumpalan darah yang bila tidak dihancurkan dapat menyebabkan strok dan serangan jantung. Selain contoh tersebut, terdapat banyak aplikasi bioteknologi di bidang medis sebagai berikut.
[sunting] Sel Punca
Sel punca adalah jenis sel khusus dengan kemampuan membentuk ulang dirinya dan dalam saat yang bersamaan membentuk sel yang terspesialisasi. Aplikasi Terapeutik Sel Stem Embrionik pada Berbagai Penyakit Degeneratif. Dalam Cermin Dunia Kedokteran, meskipun kebanyakan sel dalam tubuh seperti jantung maupun hati telah terbentuk khusus untuk memenuhi fungsi tertentu, stem cell selalu berada dalam keadaan tidak terdiferensiasi sampai ada sinyal tertentu yang mengarahkannya berdiferensiasi menjadi sel jenis tertentu. Kemampuannya untuk berproliferasi bersamaan dengan kemampuannya berdiferensiasi menjadi jenis sel tertentu inilah yang membuatnya unik . Karakteristik biologis dan diferensiasi stem cell fokus pada mesenchymal stem cell. Cermin Dunia Kedokteran
Aplikasi dari sel punca diantaranya adalah pengobatan infark jantung yaitu menggunakan sel punca yang berasal dari sumsum tulang untuk mengganti sel-sel pembuluh yang rusak (neovaskularisasi). Aplikasi terapeutik sel stem embrionik pada berbagai penyakit degeneratif. Cermin Dunia Kedokteran . Selain itu, sel punca diduga dapat digunakan untuk pengobatan diabetes tipe I dengan cara mengganti sel pankreas yang sudah rusak dengan sel pankreas hasil diferensiasi sel punca. Hal ini dilakukan untuk menghindari reaksi penolakan yang dapat terjadi seperti pada transplantasi pankreas dari binatang. Sejauh ini percobaan telah berhasil dilakukan pada mencit
Bioteknologi adlah Istilah Bioteknologi pertama diperkenalkan oleh Karl Ereky pada tahun 1917.
Bioteknologi adlah cabang ilmu yg mempelajari pmanfaatan makhluk hidup mwpun produk dari makhluk hidup dlm proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.
Bioteknologi adalah proses transformasi dgn memanfaatkan pengetahuan biologi, biokimia, mikrobiologi, biologi molekuler, biofarmasi dan kemajuan rekayasa (keteknikan) dalam sebuah penelitian memakai sel hidup yang akan membawa penemuan baru dan penyempurnaan pemecahan masalah di berbagai bidang kehidupan.
Bioreaktor atau dikenal juga dengan nama fermentor adalah sebuah peralatan atau sistem yang mampu menyediakan sebuah lingkungan biologis yang dapat menunjang terjadinya reaksi biokimia dari bahan mentah menjadi bahan yang dikehendaki. Reaksi biokimia yang terjadi di dalam bioreaktor melibatkan organisme atau komponen biokimia aktif (enzim) yang berasal dari organisme tertentu, baik secara aerobik maupun anaerobik. Sementara itu, agensia biologis yang digunakan dapat berada dalam keadaan tersuspensi atau terimobilisasi. Contoh reaktor yang menggunakan agensia terimobilisasi adalah bioreaktor dengan unggun atau bioreaktor membran.
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolisme total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.
DNA (deoxyribose nucleic acid) merupakan komponen penyusun kehidupan. Zat inilah yang membuat lebah adalah seekor lebah dan kanguru adalah kanguru. DNA adalah apa yang membuat tiap-tiap individual (apapun jenis dan spesiesnya) unik.
Ia terdapat pada semua organisme hidup dari mulai bakteri terkecil sampai ikan paus raksasa. Molekul ini tidak hanya menentukan sifat fisik, seperti warna rambut dan warna mata, tapi juga kemungkinan penyakit yang dimiliki. DNA adalah material pembawa sifat yang dapat ditemukan pada sel. Ia menyediakan instruksi untuk membuat, menjaga, dan mengatur kerja sel dan organisme.
MINGGU III ( MENGENAL DNA)

Bentuk DNA
Pada tahun 1953, berdasar hasil penelitian dari Rosalind Franklin, James Watson and Francis Crick, DNA diketahui berbentuk double helix. Terdiri dari dua pita yang berpilin menjadi satu.
Gambar di tengah menunjukkan model double helix, yang merupakan struktur DNA. Ingat bahwa double helix terdiri dari dua rantai, satu berwarna biru, dan satunya kuning. Contoh helix misalnya pada rajutan tali, seperti pada gambar sebelah kanan.
Penyusun Utama DNA
Sesuai dengan namanya, DNA, Deoxyribose Nucleic Acid. Penyusun utama DNA adalah gula ribose yang kehilangan satu atom oksigen (deoksiribose).
Perhatikan gambar di atas, pada deoksiribose, satu atom oksigen pada salah satu atom C ribose hilang.
Tiap pita/rantai double helix terbuat dari unit-unit berulang yang disebut nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari tiga gugus fungsi; satu gula ribose, triphosphate, dan satu basa nitrogen.
Satu hal yang perlu diingat adalah posisi triphosphate dan basa nitrogen yang terikat pada ribosa. Gugus triphosphat terikat pada atom C no 5′ dari ribosa (Lihat gambar di atas). Gugus triphosphate ini hanya dimiliki oleh nukleotida bebas. Sedangkan nukleotida yang terikat pada rantai DNA kehilangan dua dari gugus phosphate ini, sehingga hanya satu phosphate yang masih tertinggal.
Ketika nukleotida bergabung menjadi DNA, nukleotida-nukleotida tersebut dihubungkan oleh ikatan phosphodiester. Ikatan kovalen yang terjadi antara gugus phosphate pada satu nukleotida, dengan gugus OH pada nukleotida lainnya. Sehingga setiap rantai DNA akan mempunyai ‘backbone’ phosphate-ribosa-phosphate-ribosa-phosphate. Dan seterusnya..
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa ‘backbone’ DNA akan mempunyai ujung 5′ (dengan phosphate bebas yang terikat), dan ujung 3′ (dengan gugus OH bebas). Pada gambar tersebut, tiap-tiap nukleotida dibuat berbeda warna agar lebih jelas.
Basa Nitrogen Pada DNA
Pada struktur DNA, gula ribosa dan gugus phosphate yang terikat adalah sama. Yang berbeda hanyalah pada basa nitrogen. Jadi sebetulnya perbedaan disebabkan oleh variasi susunan dari basa-basa nitrogen yang terdapat pada rantai DNA. Ada empat macam basa nitrogen. Adenin, Cytosine, Guainne, dan Thym
Ketika basa-basa nitrogen tersebut terikat dalam nukleotida, maka penamaan-pun berubah. Ingat kembali penjelasan di awal tentang nukelotida. Nukleotida terdiri dari gugus triphosphate dan satu basa nitrogen yang terikat pada satu molekul ribose. Nah.. basa-basa nitrogen ini apabila terikat pada ribose membentuk nukleotida maka penamaannya-pun berubah.
Adenin menjadi 2′deoxyadenosine triphosphate, cytosin menjadi 2′deoxycytidine triphosphate, guainne menjadi 2′deoxyguanosine triphosphate, dan Thymine menjadi 2′deoxythymidine triphosphate. Disingkat menjadi A, C, G, dan T.
Perhatikan bahwa ada dua pasang basa yang mirip. A dan G sama-sama mempunyai dua cincin karbon-nitrogen, disebut golongan purine. Sedangkan C dan T hanya mempunyai satu cincin karbon-nitrogen, masuk golongan pirimidin.
Penyebab Bentuk DNA Double Helix
Interaksi ikatan hidrogen antara masing-masing basa nitrogen menyebabkan bentuk dari dua rantai DNA menjadi sedemikian rupa, bentuk ini disebut double helix. Interaksi spesifik ini terjadi antara basa A dengan T, dan C dengan G. Sehingga jika double helix dibayang kan sebagai sebuah tangga spiral, maka ikatan basa-basa ini sebagai anak tangga-nya. Lebar dari ‘anak tangga’ adalah sama, karena pasangan basa selalu terdiri dari satu primidin dan satu purin.
DNA dapat mengalami kerusakan, biasa disebut mutasi. Zat yang menyebabkan kerusakan pada DNA disebut mutagen, yang akan merubah susunan dan keteraturan dari DNA. Mutagen bisa berupa oksidator kuat, alkylating agen, dan juga radiasi elektromagnetik seperti sinar UV, dan sinar X. Tipe kerusakan tergantung dari jenis mutagen. Makhluk hidup yang mengalami mutasi bisa mengalami kematian dan bisa juga bertahan hidup, yang biasa dikenal dengan istilah mutan.
Disarikan dari berbagai sumber.
MINGGU IV ( SEL PROKARIOT DAN SEL EUKARIOT)
berbeda dengan prokariot. Ukuran sel eukariot lebih besar dan memiliki struktur yang lebih kompleks daripada prokariot. Sel prokariot dan eukariot memiliki perbedaan utama yaitu keberadaan membran inti sel. Inti sel pada prokariot tidak diselubungi oleh membran inti, inti selnya terkumpul di tengah sel. Berikut ini adalah perbandingan antara sel prokariot dengan sel eukariot (Prescott et all, 2004:96-97)
Tabel. Perbandingan antara sel prokariot dan eukariot
Karakteristik Prokariot Eukariot
Ukuran sel umumnya 0,5-5 μm 10-100 μm
Inti sel Tidak terbungkus membran inti sehingga tidak disebut nukleus tetapi nukleiod Inti sejati yang terbungkus membran inti dan memiliki nukleolus
Organel yang terbungkus membran Tidak ada Ada, seperti lisosom, kompleks golgi, mitokondria, retikulum endoplasma, dan kloroplas
Flagel Tersusun atas 2 berkas protein Lengkap, tersusun atas mikrotubulus rangkap
Glikokaliks Ada, berupa kapsul atau lapisan lendir Ada pada sel yang tidak memiliki dinding sel
Dinding sel Biasanya ada, tersusun atas peptidoglikan Jika ada, struktur kimia sederhana
Vesikel gas Ada Tidak
Membran sel Tanpa karbohidrat dan biasanya tanpa sterol Sterol dan karbohidrat ada sebagai reseptor
Sitoplasma Tanpa sistoskeleton atau aliran sitoplasmik Ada sistoskeleton dan terjadi aliran sitoplasmik
Ribosom Ukuran kecil (70s) Ukuran besar (80s)
Kromosom (DNA) Kromosom tunggal melingkar tanpa protein histon Kromosom linear melipat dengan terikat protein histon
Pembelahan sel Pembelahan biner Mitosis
Rekombinasi seksual Tanpa meiosis, hanya transfer fragmen DNA Meiosis
Sensitivitas terhadap antibiotik Sensitif Tidak sensitif
Like
Be the first to like this post.

Setiap organisme tersusun dari salah satu diantara dua jenis sel yang secara struktural berbeda, sel prokariotik dan sel eukariotik. Hanya bakteri dan arkhea; alga hijau biru yangmemiliki sel prokariotik. Sedangkan protista, tumbuhan, jamur dan hewan semuanya mempunyaisel eukariotik.
Kenapa dinamakan sel prokariotik dan eukariotik? Apa perbedaannya? Mari kita pelajari.
Sel Prokariotik. Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani, pro yang berarti“sebelum” dan karyon yang artinya “kernel” atau juga disebut nukleus. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus. Materi genetiknya (DNA) terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebutnukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah nukleoid ini dengan bagian sellainnya. Sedangkan sel eukariotik, eu berarti “sebenarnya”dan karyon berarti nukleus. Eukariotik mengandung pengertian memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh selubung nukleus
Penelitian menunjukkan bahwa satuan unit terkecil dari kehidupan adalahSel. Kata “sel” itusendiri dikemukakan olehRobert Hooketahun1665yang berarti “kotak-kotak kosong”, setelah ia mengamati sayatan gabus dengan mikroskop.Selanjutnya disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat yang dinamakanProtoplasma.Istilah protoplasma pertama kali dipakai olehJohannes Purkinje; menurut Johannes Purkinje protoplasma dibagi menjadi dua bagian yaitu Sitoplasma dan Nukleoplasma. Robert Brownmengemukakan bahwa Nukleus (inti sel)adalah bagian yang memegang peranan penting dalam sel,Rudolf Virchowmengemukakan sel itu berasal dari sel (OmnisCellula E Cellula).
Berdasarkan hasil pengamatannya, para ahlimenggolongkan sel menjadi dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.Penggolongan ini didasarkan atas ukuran dan struktur intemal atau kandungan organel selnya. Sel prokariotik memiliki struktur yang sederhana,. misalnya bakteri, ganggang hijau-biru, danmikoplasma. Sedangkan, sel eukariotik memiliki struktur yang lebih kompleks, misalnya protista,fungi, tumbuhan, dan hewan.

1. Struktur Sel Prokariotik
Prokariotik meliputi archaebakteria (bakteri purba) dan eubakteria (bakteri modern / bakteri sejati) yang beranggotakan bakteri, mikoplasma dan alga hijau-biru. Ukuran sel prokariotik berkisar antara 0,5 -3 mm. Struktur umum sel prokariotik yang diwakili oleh bakteri berturut-turut mulai dari luar ke dalam adalah dinding sel, membran sel, mesosom, sitoplasma,ribosom dan materi inti (DNA dan RNA). Dinding sel bakteri berfungsi untuk menahan tekananosmotic sitoplasma, sehingga sel tidak mudah pecah akibat masuknya air kedalam sel, dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan atau mukopepetida yang dapat dipergunakan sebagai dasar penggolongan bakteri menjadi dua golongan , yaitu bakteri gram positif dan bakteri gramnegative. Pada bajteri gram positif, hamper 90% komponen dinding selnya tersusun atas peptidoglikan, sedangkan pada bakteri gram negative berkisar antara 5 – 20%.
Selaput sitoplasma atau membran sel bakteri berfungsi dalam seleksi dan pengangkutanlarutan ke dalam sel; berperan dalam transfer elektron dan fosforilasi oksidatil; pada bakteri aerob berperan dalam pengeluaran enzim hidrolitik; sebagai tempat enzim dan molekul pembawa yang berfungsi dalam biosintesis DNA, polimer dinding sel dan lipid selaput.Komponen utama membran sel tersusun atas lipid dan protein atau lipoprotein. Membran sel bakteri dan sianobakteri membentuk lipatan ke dalam yang dinamakan mesosom. Pada beberapa bakteri, mesosom berperan dalam pembelahan sel. Sedangkan pada sianobakteri, mesosom berfungsi sebagai kompleks fotosintetik yang mengadung pigmen fotosintesis.Di dalam sitoplasma terdapat kurang lebih 20.000 – 30.000 ribosom yang tersusun atasRNA dan protein. Ribosom merupakan tempat sintesis protein. Ribosom prokariotik tersusun atassub unit kecil dan sub unit besar yang berukuran 30 S dan 50 S (Svedberg). Pada saat prosestransaksi, kedua sub unit ini bersatu untuk menjalankan fungsinya. Di dalam sitoplasma jugaterdapat molekul protein dan enzim yang digunakan dalam setiap reaksi kimia di dalamsitoplasma. Bakteri juga menyimpan cadangan makanan di sitoplasma dalam bentuk granula-granula tidak larut air. Materi genetik sel prokariotik membentuk suatu struktur yang dinamakannukleoid, merupakan kromosom tunggal. Antara materi inti dengan sitoplasma tidak terdapat pembatas atau tidak memiliki membrane inti. Sel prokariotik mengandung sejumlah kecil DNAdengan total panjang antara 0,25 mm sampai 3 mm yang mampu mengkode 2000 – 3000 protein.

2. Struktur Sel Eukariotik
Sel eukariotik biasanya merupakan penyusun struktur makhluk hidup multi seluler. Seleukariotik tersusun atas membrane sel, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma,ribosom, komplek golgi, lisosom, badan mikro, mitrokondria, mikrotubulus dan mikro filamen.Organelorganel di dalam sel memiliki peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup seltersebut. Setiap organel di dalam sel memiliki fungsi yang berbeda – beda.

Berikut ini akan diuraikan tentang struktur dan fungsi :
a. Membran Sel
Sel memiliki struktur khusus yang berfungsi untuk memisahkan isi sel dengan lingkunganluarnya, struktur ini dinamakan membrane plasma atau membran sel. Membran plasma inimemiliki ketebalan antara 5 sampai 10 nm (nanometer), oleh karena itu hanya dapat dilihatdengan mikroskop elektron. Membran sel memiliki beberapa fungsi, antara lain yaitu:1) Sebagai pembungkus isi sel dan membentuk sistem endomembran di dalam sel, misalnyaretikulum endoplasma, aparatus Golgi, dan lisosom.2) Menyediakan selaput atau penghalang yang bersifat selektif permeabel. Membran sel berfungsi untuk menyaring masuknya zat-zat ke dalam sel sehingga tidak semua zat dapatmenembus membran sel.3) Sebagai sarana transpor larutan dari dan ke dalam sel. Membran sel berfungsi dalammembantu memasukkan dan mengeluarkan senyawa – senyawa tertentu dari dan ke dalam sel.4) Merespons terhadap sinyal dari luar. Pada membran sel terdapat protein integral yang berfungsi sebagai reseptor untuk menerima sinyal dari lingkungan sel.5) Untuk interaksi interseluler. Protein – protein membran sel dan glikoprotein sebagai perantarasel untuk berinteraksi dengan sel lain atau dengan lingkungan luarnya.6) Tempat aktivitas biokimiawi. Beberapa reaksi kimia dikatalisis oleh protein integral membranyang berfungsi sebagai katalisator.7) Untuk transduksi energi. Membran dalam (inner membrane) kloroplas berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam proses fotosintesis.Semua membran sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu lemak (lipid) dan proteinyang terikat secara non kovalen dan tersusun dalam suatu struktur yang menyerupai lembaran.Lembaran tersebut tersusun atas dua lapisan lemak yang dinamakan lipid bilayer. sedangkan protein terletak di antara lemak atau di permukaan lapisan lipid bilayer. Perbandingan jumlah,antara lemak dan protein bervariasi, tergantung dari jenis membran sel, misalnya membranretikulum endoplasma berbeda dengan membran Golgi, jenis organisme, misalnya membran seltumbuhan berbeda dengan membran sel hewan dan jenis sel, misalnya membran sel tulang berbeda dengan sel hati. Karbohidrat terikat secara kovalen, baik dengan lemak maupun protein.Karbohidrat yang terikat dengan lemak dinamakan glikolipid, sedangkan yang terikatdengan protein dinamakan glikoprotein. Baik glikolipid maupun glikoprotein berfungsi sebagaimedia interaksi dengan sel lainnya. sekitar 2 – 10 ppersen glikolrotein membangun membran plasma, tergantung dari tipe sel dun spesies. Fungsi glikolipid masih belum banyak diketahui,tetapi diduga berhubungan dengan tempat melekatnya beberapa mikroorganisme infektif.Kolesterol pada membran plasma hanya dijumpai pada sel hewan dan sekitar 50% dari lemak membran terdiri atas kolesterol. Fungsi kolesterol pada membrane berhubungan dengan rigiditasatau kekakuan membran.

Protein yang menyusun membran plasma tersusun atas lebih dari 50 jenis protein yang berbeda. Jenis-jenis tersebut terletak dengan orientasi tertentu pada lipid bilayer. Protein membran dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu:

1)Protein Integral, protein ini menembus lipid bilayer sehingga memiliki dua permukaan, yaitu permukaan yang mengarah ke lingkungan luar sel dan yang menghadap ke dalam sitoplasma

2) Protein perifer, Protein ini terdapat pada permukaan luar lipid bilayer atau pada permukaandalam-lipid bilayer. Ikatan antara protein perifer dengan lipid bilayer adalah non kovalen.

3) Protein yang terikat lipid membran, Protein ini terikat secara kovalen dengan lipid bilayer dan terletak pada permukaan luar dari lipid bilayer.

b. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan sel yang dibungkus oleh membrane plasma. sitoplasmamengandung gula, asam amino, lemak,ion-ion dan senyawa kimia lain yang digunakan untuk metabolisme sel. Di dalam sitoplasma terdapat membran intrasel yang membungkus organel sel,misalnya membran yang membungkus mitokrondria, kloroplas, lisosom, peroksisom, retikulumendoplasma, dan badan Golgi. Bagian sitoplasma yang berada di antara organel dinamakansitosol. Volume sitosol lebih kurang 50% dari volume sel. Di dalam sitosol juga terdapat proteindan enzim-enzim untuk reaksi kimia.
c. Mitokondria
http://www.modares.ac.ir/elearning/Dalimi/Proto/Lectures/week2/mitochondrion2.gif Ukuran mitokondria bervariasi, tetapi rata-rata ukuran diameternya antara 0,2 – 0,7mikrometer (pm) dan panjangnya antara 1 – 4 mikrometer. Ukuran mitokondria ini hampir samadengan ukuran bakteri yang menunjukkan salah satu bukti evolusi bahwa mitokondria merupakan bakteri yang bersimbiosis dengan sel eukoriotik. Bentuk mitokondria bervariasi, tergantung dari jenis selnya, misalnya pada sel-sel awal embrio, bentuk mitokondrianya bulat atau oval,sedangkan pada sel-sel lain bentuknya seperti gelendong dan ada juga yang berbentuk pipa.Karena ukurannya yang relatif besat mitokondria dapat terlihat cukup jelas di bawah mikroskopcahaya. Pada umumnya, mitokondria tersebar secara acak di dalam sel dan cenderung berkumpul pada bagian sel yang banyak memerlukan energi, misalnya di sekitar gelendong pembelahan,atau di sekitar memmbran yang melakukan endositosis. Jumlah mitokondria di dalam sel bervariasi tergantung dari jenis sel, spesies organisme, dan keadaan fisiologi sel. Selsel yangmetabolismenya aktif banyak mengandung mitokondria dibandingkan sel-sel yang tidak aktif.Mitokondria memiliki kelenturan yang tinggi sehingga bentuknya dapat berubah-ubah dariwaktu ke waktu. Selain itu, mitokondria mampu bergerak atau berpindah dari satu tempat ketempat lain dalam sitoplasma. Bagian-bagian utama mitokondria dibedakan menjadi dua, yaitu bagian selaput atau membran dan bagian matriks. Membran mitokondria ada dua yaitu membranluar dan membran dalam. Antara membran dalam dan membran luar terdapat ruangantarmembran yang berisi berbagai macam enzim. Membran luar mitokondria lebih tipis dari pada membrane dalam yaitu kurang dari 6 nanometer, sedangkan membran dalam berukuranantara 6 – 8 nanometer. Membran dalam mitokondria membentuk juluran-juluran ke arah matrik sehingga memperluas permukaan dalamnva. Iuluran membran ke arah matriks ini dinamakantristae. Matriks mitokondria merupakan bagian mitokondria yang menyerupai gel. Di dalammatriks mitokondria terdapat ribosom, DNA, RNA dan beberapa protein yang larut dalam air serta filamen, dan granul. Pada membran dalam (inner membrane) mitokondria terdapat beberapa jenis protein yang terlibat dalam proses pembentukan ATP. Di dalam sel, ATPmerupakan molekul berenergi tinggi yang akan digunakan untuk metobolisme sel. Selain berfungsi menghasilkan energi dalam bentuk ATP, mitokondria juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan ion kalsium di dalam sel. Ion-ion ini disimpan dalam suatu badan khusus yangdinamakan granul. Mitokondria di dalam sel mampu menggandakan diri, sehingga jumlahnyadapat bertambah sesuai dengan kebutuhan energi sel.
d. Retikulum Endoplasma

Iklan
By budiyantoug

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s