Download - Biokedokteran selaput sel.ppt
1
STRUKTUR DAN FUNGSI DINDING SELSTRUKTUR DAN FUNGSI DINDING SEL
A.A. PengantarPengantar
B.B. Dinding Sel ProkariotikDinding Sel Prokariotik
C.C. Dinidng Sel EukariotikDinidng Sel Eukariotik
STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SELSTRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL
A. Fungsi Membran Sel A. Fungsi Membran Sel
B. Model dan Penemuan B. Model dan Penemuan
C. Komposisi KimiaC. Komposisi Kimia
D. Model Transport Melalui Membran SelD. Model Transport Melalui Membran Sel
STRUKTUR DAN FUNGSI STRUKTUR DAN FUNGSI SELAPUT SELSELAPUT SELDrs. Ainur Rofieq, M.Kes.Drs. Ainur Rofieq, M.Kes.
2
A. Pengantar A. Pengantar • Fungsi dinding sel: protection supporting menahan tekanan osmotik dari dalamsel• Susunan kimia dan struktur pada prokariotik
berbeda dengan eukariotik
STRUKTUR DAN STRUKTUR DAN FUNGSI DINDING SELFUNGSI DINDING SEL
3
B. Dinding Sel ProkariotikB. Dinding Sel Prokariotik
• Dinding sel prokariotik (terutama bakteri) tak mudah diwarna
• Metode pewarnaan bakteri Hans Christian Gram (1853 - 1938)
• Berdasarkan hasil pewarnaan ada dua kelompok bakteri: gram + dan gram –
4
Perbedaan Dinding Sel Gram + Perbedaan Dinding Sel Gram + dengan Sel Gram –dengan Sel Gram –
5
Susunan dinding sel bakteri Susunan dinding sel bakteri gram + gram +
L ap isanP ep tid o glik an
A sam T eik o at(T eich oid A cid )
A sam L ip o teik o at(L ip oteich oid A cid )
P o lisak arid a
D in d in g SelB ak teri G ram +
-Lapisan paling luas
-60 s/d 100 %-tersusun dari dua molekul: N-asetil muramat & N-asetil glukosamin
-antigenik bagi sel inang -determinan identifikasi gram+-mengatur kolonisasi pem-belahan sel
-ada dua macam:AT-ribitol (alkohol-gula-5C) dan AT-gliserol (alkohol-gula-3C)
-AT-gliserol berikatan dengan fosfolipid membran sel asam lipoteikoat (lipoteichoic acid)
-berikatan pada lap. peptidoglikan
-
6
Susunan dinding sel bakteri Susunan dinding sel bakteri gram gram ––
P ep tid o glik an
L ap isanP erip lasm a
L ip o p ro tein
F o sfo lip id
P ro tein
M em b ranL u ar
L ip id a- A
I n ti p o lisak arid a
A n tigen - O
L ip o p o lisak arid a
D in d in g SelB ak teri G ram -
10 s/d 10 s/d 20%20%
- Porin - Porin - MP-A-- MP-A-ProteinProtein
Ikatan: Ikatan: glukosamin glukosamin
dengan dengan fosfolipidfosfolipid
- Toksisitas dalam sel - Toksisitas dalam sel hewan hewan
- Endotoksin- Endotoksin
7
Sifat Dinding Sel Sifat Dinding Sel ProkariotikProkariotik• Sulit diwarnai dengan pewarna umum• Enzim lisozim dapat melarutkan dinding sel pada
lapisan peptidoglikan Pada lingkungan normal dinding sel hancur dan
sel mati • bakteri gram + lisozim + sukrosa 10-20%
protoplas• Bakteri gram – lisozim + sukrosa 10-20%
sferoplas
– Use a question related to audience need.– Pay a sincere compliment.– Relate a relevant incident.
8
C. Dinding Sel EukariotikC. Dinding Sel Eukariotik• Struktur umum sel Eukariotik
Diagram sel tumbuhan (salah satu sel eukariotik)Ada tiga bagian utama sel; dinding sel, protoplas, dan vakuola central
9
Struktur dinding sel Struktur dinding sel eukariotikeukariotik
• Bagian fundamental– Lamela tengah– dinding sel primer– dinding sel sekunder
10
Struktur dinding sel Struktur dinding sel eukariotik eukariotik
11
Struktur Struktur dinding dinding sel sel eukariotieukariotikk
12
• Lamela tengah– lapisan pembatas antar sel– Lapisan perekat antar sel– komposisi: air dan pektin (bersifat koloid + elastis)
• Dinding sel primer– dinding sel sejati– terbentuk segera setelah mitosis (fusi antar vesikel
aparatus golgi)– penebalan pertumbuhan– komposisi: selulosa, hemiselulosa, pektin, air– sifat: (1) meningkatkan luas permukaan, (2)
merubah ketebalan/menipis• Dinding sel sekunder
– Pembentukan: dinding sel primer berhenti membesar zat pembentuk dinding sel terus dibentuk disimpan pada permukaan dalam dinding sel primer terjadi penebalan mengisi sebagian besar ruang sel disebut dinding sel sekunder atau dinding sel tersier
– Komposisi: selulosa dan lignin (zat kayu) menyebabkan sel mempunyai fungsi mekanik dan kondusif.
13
Struktur kimia dinding sel Struktur kimia dinding sel eukariotikeukariotikKomponen utama selulosa (± 10.000 unit
glukosa)• Ratusan selulosa berkumpul mikrofibril • Mikrofibril daerah misel dan daerah antar
misel • Mikrofibril saling menjalin membentuk
jaringan tiga dimensi yang merupakan struktur dinding sel
14
Struktur Struktur kimia kimia dinding dinding sel sel eukariotieukariotikk
15
Arah dan proses pertumbuhan Arah dan proses pertumbuhan mikrofibril mikrofibril
•Bila mikrofibril pada sel embrio tersusun acak pertumbuhan sel pada semua arah sama bentuk bulat
•Bila mikrofibril pada sel embrio tersusun searah pertumbuhan sel tidak pada semua arah kearah tegak lurus pada arah mikrofibril sel berbentuk silindris
• Bagaimana pertumbuhan dinding sel?
16
Contoh pertumbuhan sel Contoh pertumbuhan sel eukariotik eukariotik •Urutan pembesaran sel bentuk lonjong pada sel akar tumbuhan (proses pembesaran sel diikuti pembesaran dinidng sel primer dan vakuola sentral)
17
• Ada tiga bahan lain: (1) lignin, (2) kutin, dan (3) suberin
• Lignin- Lignin → menentukan kekuatan mekanis- Lignifikasi bermula dari lamela tengah → menyebar
kedalam dinding sel primer dan sekunder- Efek lignifikasi → mengubah sifat fisik dan kimiawi
(dinding sel lebih keras dan lebih tahan tekanan daripada selulosa)
- Lignifikasi → tidak mengubah permeabilitas dinding sel terhadap air bahan terlarut
Bahan lain penyusun dinding sel
18
Kutin - Kutin → pada permukaan sel epidermis daun dan
batang - Lapisan terluar kutin → lapisan nonseluler →
kutikel- Efek kutinisasi → sel tidak permeabel dengan air
Suberin- Lapisan sel epidermis yang tua → dilapisi
pelindung felem → suberin- Suberin → selulosa dinding sel primer- Sifat → sama dengan kutin
19
A. Fungsi Membran SelA. Fungsi Membran SelPenjelasan:
• Membatasi dan mengisolasi sel dan organela
• bahan yg dikontrol: bahan-bahan yg menentukan lingkungan dalam sel dan homeostasis
• juga mengirimkan sinyal
• sebagai tempat katalisis enzimatik
• penghubung & komunikasi antar sel
• untuk mendapatkan bentuk sel dan proses pergerakan
STRUKTUR DAN STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SELFUNGSI MEMBRAN SEL
20
B. Model dan PenemuanB. Model dan PenemuanCharles Overton: sel akar tanaman Senyawa hidrofobik dapat masuk ke
dalam sel, senyawa hidrofilik tidak kolesterol dan lesitin
Irving Langmuir: membran selapis dg dua bagian
permukaan kepala hidrofilik yang didalam air, dan ekor hidrofobik menghadap udara
E.Gorter & F.Grendel: eritrosit membran dua lapis lemak ikatan
polar hidrofilik menghadap ke ke permukaan dlm sel, dan ikatan non-polar keluar permukaan
Hugh Davson dan James Danielli: membran dua lapisan lemak yang
kutup polarnya diselaputi protein lamellae
“Protein-lipid sandwich”
1899
1905
1925
1935
21
J. David Robertson: mikroskop elektron membran: “trilaminar railroad
track structure” 7,5 nm (2,5nm; 3,5nm; 2,5nm) unit membran
tidak populer banyak kritik
S. Jonathan Singer & Garth Nicolson: membran dua lapisan “fluid
mosain model” penyusun utama phosfolipid
dan protein (integral dan perifer)
Nigel Unwin & Richard Handerson: Bacteriorhdodopsin membran dalam “fluid mosaic
model bagian protein yg terpenting segment transmembran
helical transmembran segmen
1972
1979
22
Struktur “Fluid Mosaic Models”Struktur “Fluid Mosaic Models”
23
Model ”Membran Protein Structure”Model ”Membran Protein Structure”
24
Struktur protein & lipid dalam membran”Struktur protein & lipid dalam membran”
25
Struktur karbohidrat dalam membranStruktur karbohidrat dalam membran
26
Fluiditas membran Fluiditas membran
27
C. Komposisi Kimia C. Komposisi Kimia
• Semua membran sel protein, lemak (lipid), dan karbohidrat
• Perbandingan dalam sel berbeda-beda
• Contoh:
membran: protein lipid KH
Eritrosit mns 49% 43% 8%
Liver tikus 44% 52% 4%
Amoeba 54% 42% 4%
28
Ragam dan komposisi lemak Ragam dan komposisi lemak • Lipid penyusun
membran fosfolipid , glikolipid, kolesterol, dan lemak lain
• kolesterol hanya sel eukariotik
• komponen fosfolipid asam lemak, gliserol, asam fosfat, dan ikatan hidroksi
• fosfolipid membran sel punya polaritas kecuali fosfatidilserin dan fosfatidilinositol (netral)
• fosfilipid netral pada bagian dalam membran
29
Polaritas fosfolipid dalam Polaritas fosfolipid dalam membranmembran
30
Dimanakah Dimanakah biosintesis biosintesis fofolipid?fofolipid?
31
Asal membran organela sel?Asal membran organela sel?
32
D.D. Model Transport Melalui Model Transport Melalui Membran SelMembran Sel
CytosolEkstrasel
PengantarPengantar
33
Ada 2 macam model transport nutrienAda 2 macam model transport nutrien
melalui membran sel:melalui membran sel:
1.1. Transport pasifTransport pasif
Transport melalui membran, searah Transport melalui membran, searah gradient konsentrasi, dan tidak gradient konsentrasi, dan tidak menggunakan energimenggunakan energi
2.2. Transport menggunakan energiTransport menggunakan energi
Transport melalui membran, umumnya Transport melalui membran, umumnya berlawanan arah dengan gradient berlawanan arah dengan gradient konsentrasi, menggunakan energi konsentrasi, menggunakan energi (biasanya ATP)(biasanya ATP)
Macam TransportMacam Transport
34
Transport PasifTransport Pasif• Berdasarkan mekanisme dan fasilitas transport, Berdasarkan mekanisme dan fasilitas transport,
ada 3 macam transport: (1) transport difusi ada 3 macam transport: (1) transport difusi sederhana atau transport difusi pasif; (2) transport sederhana atau transport difusi pasif; (2) transport difusi berfasilitas; dan (3) osmosisdifusi berfasilitas; dan (3) osmosis
• Transport difusi sederhana (difusi pasif)Transport difusi sederhana (difusi pasif)
35
• Osmosis Osmosis
••
•
•••
••
•••
••• ••
•
••
••
••
••
•••
•• •
••
•
••
•
•
•• •
•
•
••
• •••
•••
••• ••
•
••
••
••
••
••
•
•
••
••
•
•
••
•
••
•
Selaput semipermiabel
Air
Larutan hipotonik
Larutan hipertonik
36
• Transport difusi berfasilitas (melalui protein Transport difusi berfasilitas (melalui protein carrier)carrier)
37
• Transport difusi berfasilitas Transport difusi berfasilitas
→ Protein transport ada dua macam protein Protein transport ada dua macam protein carrier dan protein channelcarrier dan protein channel
→ Transport yang terjadi Transport yang terjadi searah dengan searah dengan gradien konsentrasigradien konsentrasi antara ekstrasel dan antara ekstrasel dan cytosolcytosol
→ → Protein transport dapat membuka karena Protein transport dapat membuka karena dua macam rangsangan; listrik atau kimiawidua macam rangsangan; listrik atau kimiawi
→ → Sistinuria: penyakit dimana sel-sel ginjal Sistinuria: penyakit dimana sel-sel ginjal tidak memiliki carrier protein tidak memiliki carrier protein
→ → Nutrient (molekul): gula, asam amino, Nutrient (molekul): gula, asam amino, nukleosida, dan molekul-molekul berukuran nukleosida, dan molekul-molekul berukuran kecilkecil
38
• Transport difusi berfasilitas (melalui protein Transport difusi berfasilitas (melalui protein channel ion) channel ion)
Contoh yg melalui protein channel ions Contoh yg melalui protein channel ions transport K+ transport K+
dan Cl- yang menyebabkan membuka/menutup “guard dan Cl- yang menyebabkan membuka/menutup “guard
cell” pada stomata tumbuhancell” pada stomata tumbuhan
Mekanisme 1: Mekanisme 1:
konsentrasi Kkonsentrasi K++ dan Cl dan Cl- - di luar guard cell di luar guard cell Protein channel Protein channel
ions teraktifasi ions teraktifasi K K+ + dan Cldan Cl-- masuk ke dalam guard cell masuk ke dalam guard cell
mendorong air berosmosis ke dalam guard cell mendorong air berosmosis ke dalam guard cell tekanan tekanan
turgor turgor stomata membuka stomata membuka
39
40
Mekanisme 2: Mekanisme 2:
Ketika stomata membuka Ketika stomata membuka CO CO22 dari lingkungan dari lingkungan
masuk masuk aktifitas fotosintesis aktifitas fotosintesis pada stomata pada stomata air air
dalam sel-sel daun ditransfer ke akar dalam sel-sel daun ditransfer ke akar sel-sel sel-sel
mesofil daun membentuk hormon asam absisik mesofil daun membentuk hormon asam absisik
(abscissic acid) (abscissic acid) protein channel ions teraktifasi protein channel ions teraktifasi
KK+ + dan Cldan Cl-- keluar guard cell keluar guard cell mendorong air mendorong air
berosmosis ke luar guard cell berosmosis ke luar guard cell tekanan turgor tekanan turgor
stomata menutupstomata menutup
41
• Perbedaan Perbedaan kecepatan kecepatan transport difusi transport difusi sederhana sederhana (difusi pasif) (difusi pasif) dengan dengan transport difusi transport difusi berfasilitasberfasilitas
42
Transport Menggunakan EnergiTransport Menggunakan Energi
• Berdasarkan mekanisme dan fasilitas transport, Berdasarkan mekanisme dan fasilitas transport,
ada 3 macam transport: (1) transport aktif; (2) ada 3 macam transport: (1) transport aktif; (2)
endositosis; dan (3) exocytosisendositosis; dan (3) exocytosis
43
• Transport aktifTransport aktif Melalui suatu protein transport Melalui suatu protein transport
Ada 3 jenis protein transport: Pumpa P-class, Pumpa F dan V-Ada 3 jenis protein transport: Pumpa P-class, Pumpa F dan V-class, dan pumpa ABC superfamilyclass, dan pumpa ABC superfamily
44
Mekanisme transport aktif melalui pumpa p-classMekanisme transport aktif melalui pumpa p-class
45
Mekanisme transport aktif melalui protein P-classMekanisme transport aktif melalui protein P-class
46
Mekanisme transport aktif melalui protein ABC-superfamilyMekanisme transport aktif melalui protein ABC-superfamily
47
Perbandingan molekul-molekul yang melalui protein Perbandingan molekul-molekul yang melalui protein transport dalam transport aktiftransport dalam transport aktif
P-class Nutrien:H+, Na+, K+, Ca+,
Lokasi:Membran sel tumbuhan, fungi dan bakteri
F-class Hanya H+ Membran sel bakteri
V-class Hanya H+ Membran vokuola tanaman, yeast
ABC-sup. Sebagian besar ion dan molekul kecil
Membran sel bakteri (asam amino, gula, peptida)
48
Mekanisme transport aktif ditinjau dari Mekanisme transport aktif ditinjau dari pengangkutan nutrientpengangkutan nutrient• Ada dua mekanisme yaitu Ada dua mekanisme yaitu uniport uniport (trasnsport (trasnsport
aktif satu arah) dan aktif satu arah) dan cotransportcotransport (adalah (adalah transport suatu nutrien pada protein transport transport suatu nutrien pada protein transport yang diikuti oleh transport nutrien lain) yang diikuti oleh transport nutrien lain)
• Cotransport dibedakan menjadi 2 macam: Cotransport dibedakan menjadi 2 macam: Symport dan AntiportSymport dan Antiport
•
•Antiport
49
• Contoh symportContoh symport
50
• Contoh Contoh antiportantiport
51
• Contoh Contoh mekanisme mekanisme transport transport pada tanamanpada tanaman
52
• Contoh Contoh mekanisme mekanisme transport transport pada lumen pada lumen usususus
53
• Contoh Contoh mekanisme mekanisme transport transport pada pada lambung lambung
54
EndocytosisEndocytosis
• Endositosis adalah transport makromolekul ke Endositosis adalah transport makromolekul ke dalam sitosol dengan cara sel membentuk dalam sitosol dengan cara sel membentuk semacam kantung (vesikel) dari membran plasmasemacam kantung (vesikel) dari membran plasma
phagocytosis
55
• Phagocytosis
part of plasma
membrane extends
around substance,
and brings it into
cell.
• Brings in bacteria,
viruses, or aged red
blood cells.
56
• Macam phagocytosis Macam phagocytosis ada dua: ada dua:
(1) pagositosis biasa, (1) pagositosis biasa, terjadi pada protozoa terjadi pada protozoa terhadap partikel terhadap partikel makanan, sel-sel makanan, sel-sel makrofag terhadap sel-makrofag terhadap sel-sel debrissel debris
(2) pagositosis dengan (2) pagositosis dengan bantuan reseptor, bantuan reseptor, terjadi pada sel-sel yg terjadi pada sel-sel yg bertugas dalam sistem bertugas dalam sistem imunitas, yaitu: pada imunitas, yaitu: pada makrofag, mast sel, makrofag, mast sel, limfosit, monosit, dll.limfosit, monosit, dll.
57
Prinsip dari:Prinsip dari:
• Pinocytosis atau Pinocytosis atau endositosis biasaendositosis biasa
• Endocytosis dengan Endocytosis dengan bantuan reseptor bantuan reseptor
58
Protein dan Partikel Protein dan Partikel
(ligand) yang (ligand) yang
ditransport melalui ditransport melalui
proses endocytosis proses endocytosis
bantuan reseptorbantuan reseptor
59
Contoh endocytosis Contoh endocytosis dengan bantuan dengan bantuan reseltorreseltor
• Pada transport molekul Pada transport molekul LDL (LDL (Low Density Low Density LipoproteinsLipoproteins))
• Transport LDL ke Transport LDL ke sitosol sitosol mensuplai mensuplai kebutuhan asam kebutuhan asam amino, kolesterol, dan amino, kolesterol, dan asam lemakasam lemak
• Hiperkolesterolemia Hiperkolesterolemia reseptor LDL rusak reseptor LDL rusak
60
Contoh endocytosis Contoh endocytosis dengan bantuan dengan bantuan reseptorreseptor
• Pada siklus transferin. Pada siklus transferin. Transferin Transferin suatu suatu glikoprotein dalam glikoprotein dalam darah yang bertugas darah yang bertugas mentransport Fementransport Fe3+3+ sel-sel liver dan usus sel-sel liver dan usus ke semua sel-sel lainke semua sel-sel lain
• Selama transport Selama transport transferin transferin 2 jenis 2 jenis (ferrotransferin dan (ferrotransferin dan apotransferin)apotransferin)
61
EXOCYTOSISEXOCYTOSIS
• Vesicular transport that discharges substances from the cell.
• Vesicle fuses to plasma membrane and releases the contents into the ECF.
• Occurs in all cells, especially those secreting neurotransmitters, hormones, and digestive enzymes.