TUGAS BIOLOGI SELNama : GloriaNIM : 3311141099Kelas : Farmasi – C

DISCUSION AND REVIEW

Two fundamentally different classes of cells

1. Compare a prokaryotic and eukaryotic cell on the basis of structural, functional and metabolism differences.

Berdasarkan ciri – ciri :

No

PROKARIOT EUKARIOT

1. Tidak memiliki inti yang sebenarnya, materi inti tersebar dalam sitoplasma karena tidak mempunyai membrane inti

Memiliki nukleus yang sebenarnya karena materi inti dilingkupi oleh membran inti

2. Memiliki DNA yang lebih sederhana, lebih sedikit mengandung pasangan basa nukleotida, berbentuk sirkuler

Memiliki DNA yang lebih kompleks, lebih banyak mengandung pasangan basa nukleotida, sehingga harus digulung pada protein histon (ada histonnya)

3. Hanya memiliki kromosom tunggal Memiliki kromosom lebih dari 1 (satu)4. Tidak memiliki intron, hanya ekson Memiliki intron dan ekson5. Memiliki operon Tidak memiliki operon6. Proses transkipsi dan translasi dapat

terjadi secara simultanTranskipsi terjadi di inti, dan translasi terjadi di sitoplasma. Keduanya tidak dapat berjalan secara bersamaan.

7. Proses transkipsi terjadi lebih sederhana Transkipsi lebih rumit terjadi, dikarenakan akses RNA polymerase terhadap DNA lebih lama akibat DNA dikemas secara kompak dengan protein histon

8. Proses regulasi sintesis protein lebih sederhana

Proses regulasi sintesis proteinnya lebih kompleks

Berfasarkan Struktur : Struktur Sel Prokariotik

a. Dinding Sel yang tersusun dari atas peptidoglikan, lipid dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan memberi bentuk yang tetap.Pada dinding sel terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul - molekul.

b. Membran Plasma

yang tersusun atas molekul lipid dan protein dan berfungsi sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan di sekirnya, dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan ion - ion dari dalam.

c. Sitoplasma yang tersusun dari air, protein, lipid, mineral dan enzim yang berfungsi untuk mencerna makanan secara ekstraselular untuk melakukan metabolisme sel.

d. Mesosom yaitu membran plasma yang melekuk ke dalam membentukbangunan. Fungsinya sebagai pengahasil energi

e. Ribosom merupakan tempat berlangsungnya sintesis proteinf. DNA (Asam Deoksiribonukleat), berfungsi sebagai pembawa infor

masigenteika, yaitu sifat - sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya

g. RNA (Asam Ribonukleat), RNA berfungsi membawa kode-kode gentikasesuai pesanan DNA.

Struktur Sel Eukariotika. Membran Sel (selaput Plasma) yaitu selaput selektif permeabel,

artinyahanya dapat dilaui molekul-molekul tertentu, seperti glukosa, asam amino.Gliserol dan berbagai ion.

b. Sitoplasma adalah materi yang mengisi antara inti dan selaput plasma.

c. Sitoskleton atau rangka sel tersusun atas tiga jenis serabut yaitumikrofilamen, mikrotubulus dan filamen intermediar.

d. Nukleus merupakan organel terbesar di dalam sel yang berperan pentingpada sel sebagai pengendali kegiatan sel.

e. Retikulum Endoplasma merupakan organl yang tersusunoleh membranyang terbentuk seperti jala dan berfungsi sebagai saluran penghubung antaranukleus dengan bagian luar sel.

f. Ribosom yaitu bagian terkecil dari sel dan berfungsi sebagai tempat sintesis potein

g. Kompleks golgi yaitu mempunyai hubungan erat dalam sekresi protei sel.

h. Lisosom merupakan membran kantong kecil yang berisi enzimhidrolitik (lisozom).

i. Badan Mikro yaitu berisi enzim katalase.j. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel,dehi

drogenasi, fosforilasi oksidatif dan sistem electronk. Kloroplas berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.

Tempat prokariotik dan eukariotik

Prokariota tidak memiliki nukleus dan organel lainnya, secara khusus, wadah yang terikat membran, sedangkan eukariota memiliki mereka. Bahkan, kata “eukariota” berarti “inti sejati.” Pada eukariota genom sel yang terletak pada nukleus. Transkripsi dengan demikian terjadi dalam inti, dan transkrip mRNA kemudian diekspor melalui pori-pori inti (pori-pori pada selubung nukleus) ke sitoplasma untuk diterjemahkan. Sebaliknya, transkripsi dan translasi prokariotik tidak spasial atau temporal terpisah.

Inisiasi Transkripsi

Elemen Promotor adalah urutan DNA pendek yang mengikat faktor inisiasi transkripsi sel. Prokariota memiliki tiga elemen promotor. Eukariota memiliki satu set jauh lebih besar dari elemen promotor,

yang utama adalah kotak TATA. Faktor inisiasi transkripsi eukariotik merakit sebuah kompleks inisiasi, yang memisahkan pada akhir inisiasi. Faktor inisiasi transkripsi prokariotik tidak merakit sebuah kompleks inisiasi.

Ribosom sel prokariotik dan eukariotik

Ribosom adalah lokasi terjemahan terdiri dari RNA dan protein yang mengikat mRNA sel dan tRNA. Prokariota memiliki ribosom 70S sedangkan eukariota memiliki ribosom 80S . “S” mengacu pada koefisien sedimentasi, sebuah ukuran seberapa besar partikel, massa dan bentuk. Sebuah ribosom 80S terdiri dari ribosom subunit 40S dan subunit 60S sementara 70S terdiri dari subunit 30S dan subunit 50S.

Polisistronik mRNA sel prokariotik dan eukariotik

Selain memiliki transkripsi yang berbeda dan mesin translasi, prokariota dan eukariota berbeda dalam regulasi gen mereka. Reagulasi eukariotik jauh lebih kompleks dan sering bergantung pada berbagai mekanisme umpan balik, proses perkembangan dan faktor lingkungan. Sebaliknya, prokariota mengatur seluruh jalur metabolisme daripada mengatur masing-masing enzim secara terpisah. Enzim bakteri untuk jalur tertentu yang berdekatan satu sama lain pada DNA sel dan ditranskripsikan menjadi satu mRNA. mRNA ini disebut polisistronik mRNA. Ketika sel membutuhkan lebih atau kurang enzim di jalur ini, secara sederhana mentranskripsi lebih atau kurang dari mRNA jalur itu.

Badan inti

Sel prokariotik dan eukariotik keduanya memiliki badan inti yang mengandung kromosom. Kromosom adalah helai bahan genetik terdiri dari asam deoksiribonukleat, atau DNA. Eukariota memiliki inti sejati, yang terdiri dari satu atau lebih pasang kromosom linear, dan dipisahkan dari bagian sel dengan membran inti. Nukleus juga berisi nukleolus, yang merupakan struktur yang merakit komponen yang diperlukan untuk sintesis protein. Sebaliknya, badan inti prokariotik, atau nukleoid, tidak memiliki membran inti. Ini berisi satu kromosom melingkar terdiri dari DNA, dan tidak memiliki nukleolus.

Struktur sel prokariotik dan eukariotik

Sel prokariotik dan eukariotik dikelilingi oleh membran plasma yang membuat sel menjadi utuh, dan mengatur perjalanan zat ke dalam dan keluar dari sel. Semua prokariota memiliki dinding sel yang kaku yang mengelilingi membran plasma. Beberapa eukariota – seperti tanaman,

alga dan jamur – juga memiliki dinding sel. Lainnya, seperti hewan dan sel protista, tidak. Selain nukleus, sel eukariotik mengandung organel mikroskopis, termasuk ribosom, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, mitokondria dan berbagai jenis vesikel, yang masing-masing melakukan fungsi khusus. Beberapa eukariota juga memiliki kloroplas, di mana fotosintesis terjadi. Dengan pengecualian dari ribosom, prokariota tidak memiliki organel. Karena kesederhanaan mereka, prokariota jauh lebih kecil daripada eukariota. Hal ini memungkinkan nutrisi untuk cepat mencapai setiap bagian dari interior sel.

Fungsi hidup

Semua sel mereplikasi melalui proses yang disebut pembelahan sel. Prokariota membagi melalui pembelahan biner, di mana satu sel terbagi menjadi dua bagian yang hampir sama. Pembelahan sel eukariotik membutuhkan mitosis, yang merupakan proses yang kompleks yang melibatkan duplikasi kromosom dalam nuklus. Sel kelamin eukariotik, seperti telur dan sperma, membagi dengan proses yang sama dengan mitosis, yang disebut meiosis. Sel prokariotik mungkin atau mungkin tidak membutuhkan oksigen untuk melakukan fungsi mempertahankan hidup, sementara sel-sel eukariotik membutuhkan oksigen. Sel-sel dari kedua jenis dapat bergerak menggunakan proyeksi mirip rambut yang disebut silia atau flagela. Beberapa eukariota memiliki silia atau flagela. Beberapa prokariota memiliki flagela, tetapi semua dari mereka tidak memiliki silia.

Organisme representatif

Para ilmuwan mengklasifikasikan organisme hidup menurut kelompok, berdasarkan karakteristik bersama. Salah satu klasifikasi tersebut adalah kingdom. Keenam kingdom adalah Archaebacteria, Eubacteria, Protista,Fungi, Plantae dan Animalia. Archaebacteria dan Eubacteria adalah prokariota. Archaebacteria adalah organisme uniseluler umum ditemukan di lingkungan yang keras. Eubacteria berkembang di mana-mana, dan merupakan jenis bakteri bersama yang kebanyakan orang akrab. Protista (seperti protozoa dan ganggang), fungi, tumbuhan dan hewan eukariota.

2. What is the importance of cell differentiation ?Diferensiasi sel adalah proses yang terlihat dalam organisme multisel. Di sini, langsung dari waktu setelah pembuahan, zigot mulai berdiferensiasi menjadi jaringan khusus sel. Diferensiasi adalah proses umum dalam sel induk dewasa yang membelah dan berdiferensiasi menjadi sel anak yang lebih khusus. Ada berbagai jenis sel dalam

tubuh manusia. Sebuah sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis sel yang membentuk tubuh dikenal sebagai sel pluripotent. Sel-sel ini dikenal sebagai sel induk embrionik pada hewan dan mamalia. Sebuah sel yang dapat berdiferensiasi menjadi hampir semua jenis tipe sel, termasuk sel-sel plasenta dikenal sebagai sel totipoten.

Mengapa Diferensiasi Sel Penting?

Setelah diferensiasi ini dimulai, sel terikat dengan nasib itu dan harus terus menyusuri jalan nya diferensiasi. Setiap jenis sel yang berkembang menciptakan protein spesifik jaringan, yang hanya ditemukan dalam jenis sel dan apa yang memberikan struktur dan fungsi yang unik.Sel harus memiliki struktur yang berbeda karena mereka memiliki fungsi yang berbeda. Sebuah sel sperma   memiliki fungsi yang sangat berbeda dari sel kulit atau sel hati. Jika sel sperma tidak berbentuk seperti itu, itu akan memiliki waktu yang sangat sulit berenang ke telur untuk membuahi itu.Sel-sel tertentu di mata dikenal sebagai batang dan kerucut yang dirancang untuk menerima cahaya dan melihat benda-benda. Mereka membentuk cara mereka karena ini memungkinkan mereka untuk melakukan pekerjaan mereka secara efektif. Jika mereka berbentuk cara lain, mereka tidak akan bisa berfungsi dengan baik, dan Anda tidak akan dapat melihat dengan sangat baik.

Tubuh memiliki sejumlah besar sel dibedakan, tetapi sel-sel Anda juga berbeda dari sel-sel organisme lain, seperti tanaman, serangga, bakteri, ikan, mamalia, dan burung. Diferensiasi selular memungkinkan untuk keragaman besar ini hidup di Bumi, dan membuat kita masing-masing unik cocok untuk kondisi lingkungan kita.

Proses Diferensiasi sel

Setiap jenis sel khusus dalam suatu organisme mengungkapkan subset dari semua gen yang merupakan genom spesies tertentu. Setiap jenis sel didefinisikan oleh pola ekspresi gen. Dengan demikian diferensiasi sel, hanya transisi sel dari satu jenis sel ke yang lain dan melibatkan peralihan dari satu pola ekspresi gen ke yang lain. Dalam perkembangannya, dapat dipahami sebagai hasil dari jaringan regulasi gen.

Beberapa proses molekuler evolusi dilestarikan sering terlibat dalam mekanisme seluler yang mengontrol proses ini. Jenis utama dari proses molekuler yang mengontrol proses ini melibatkan sel sinyal. Banyak molekul sinyal yang menyampaikan informasi dari satu sel ke sel lain selama kontrol diferensiasi sel yang dikenal sebagai faktor pertumbuhan. Meskipun rincian dari jalur transduksi sinyal spesifik bervariasi, jalur ini sering berbagi langkah umum tertentu. Sebuah ligan yang dihasilkan oleh satu sel berikatan dengan reseptor di wilayah ekstraselular sel lain, dengan demikian, mendorong perubahan konformasi dalam reseptor. Karena bentuk domain sitoplasmik dari reseptor, perubahan reseptor memperoleh aktivitas enzimatik. Reseptor kemudian mengkatalisis reaksi yang memfosforilasi protein lain yang mengaktifkan mereka. Sebuah kaskade reaksi fosforilasi akhirnya mengaktifkan faktor transkripsi aktif atau protein sitoskeletal, yang memberikan kontribusi untuk proses diferensiasi dalam sel target.

Induksi embrio mengacu pada peristiwa kaskade pensinyalan, di mana sel atau jaringan memberi sinyal ke sel lain atau jaringan, dengan demikian, akhirnya mempengaruhi nasib perkembangan. Jaringan ini membantu dalam mengendalikan diferensiasi sel tetangga. Mekanisme penting lainnya termasuk dalam kategori pembelahan sel asimetris. Divisi ini menimbulkan sel anak, yang memiliki nasib perkembangan yang berbeda. Mereka dapat terjadi karena pemisahan determinan sitoplasmik atau karena sinyal. Di bekas proses, sel anak yang berbeda yang dibuat selama sitokinesis karena distribusi yang tidak merata dari regulasi molekul dalam sel induk. Sitoplasma yang berbeda yang masing-masing sel anak mewarisi hasil dalam pola yang berbeda dari

diferensiasi untuk masing-masing sel anak yang dihasilkan. Suatu jenis penting dari kontrol sinyal diferensiasi intraseluler akan mencakup molekul RNA. Ukuran sel pada akhir semua pembelahan sel yang menentukan apakah itu menjadi sel germinal khusus atau sel somatik.

Ini adalah proses yang rumit namun biasa yang terjadi di dalam tubuh kita. Ini memegang banyak peran penting karena dua alasan dasar. Pertama, hal ini membantu untuk mengidentifikasi sel induk, yang dapat digunakan di masa depan untuk menghadapi kondisi yang membutuhkan transplantasi dan membentuk dasar dari penelitian sel induk embrio. Juga, pada sitopatologi, tingkat diferensiasi sel digunakan sebagai ukuran perkembangan kanker, di mana istilah ‘kelas’ digunakan sebagai penanda untuk menentukan bagaimana sel yang berdiferensiasi adalah tumor. Dengan demikian, pentingnya proses ini tidak bisa dianggap remeh karena bisa memegang kunci untuk pengobatan masa depan untuk penyakit fatal.

3. Why are cells almost always microscopic?Sel mempunyai ukuran dan bentuk yang bervariasi. Umumnya ukuran sel adalah mikroskopis. Sebagai contoh pada ovum manusia mempunyai diameter 100 mikro, erytrosit 10 mikro, bakteri 1 mikro, dan virus 0,1 mikro dan sel-sel lain berkisar 0,4mikro sampai 10 mikro.

Mengapa sel selalu hampir mikroskopis ? Sel kecil sehingga mereka lebih efisien . Dengan menjadi lebih kecil

memungkinkan mereka untuk menyebar lebih cepat , yang membuat proses komunikasi yang lebih cepat dan lebih baik . Sel-sel kecil juga memungkinkan untuk jumlah yang lebih besar dari mereka dan memerlukan lebih sedikit energi untuk sel-sel juga

karena mereka begitu kecil . Meskipun mereka mati lebih cepat , mereka meniru sama cepatnya . Sel besar tidak akan efektif dan tidak akan mereplikasi cepat, berkomunikasi atau menyebar.

Sel berukuran sangat kecil sehingga luas permukaan dan volume dari mereka dapat sebanding dengan satu sama lain. Ini membantu pada efisiensi penyerapan dan pembuangan zat sisa sel. Juga dengan kecilnya sel, komunikasi dari nukleus ke organel lain menjadi cepat sehingga sel dapat teratur dalam kondisi untuk berdifusi yang ideal.

Sel sangat kecil karena mereka terus-menerus harus berinteraksi dengan lingkungan sekitar mereka. Interaksi ini menyebabkan sel untuk mereplikasi diri dengan memecah molekul besar menjadi lebih kecil yang memungkinkan untuk luas permukaan seluruh sel untuk berhubungan dengan lingkungan sekali lagi. Kontak lingkungan sangat penting untuk sel-sel agar nutrisi dan item lainnya untuk melewati membran sel untuk makanan. Sel juga sangat kecil karena itu hanya lebih mudah untuk menggantikan mereka tanpa mengganggu fungsi sel-sel lain dalam lingkungan.

Sel memiliki jangka hidup terbatas yang , seperti segala jenis mesin yang kompleks , kadang-kadang rusak . Mereka dapat diperbaiki untuk sementara waktu , tetapi cepat atau lambat lebih mudah dan lebih efisien untuk membuang sel yang lebih tua dan mendaur ulang konstituen ke dalam sel baru dengan lebih sedikit masalah . Pembaharuan ini berlangsung terus-menerus sepanjang waktu hidup organisme multiseluler . Sel timbul oleh divisi , spesialisasi , fungsi dan melaksanakan peran mereka , maka usia dan akhirnya mati atau hilang . Total organisme tetap sama selama proses ini , dan (biasanya ) memiliki waktu yang lebih lama di bumi daripada satu sel nya .

4. If a mithocondrion were 2 µm in length, how many angstroms would it be? How many nanometers ? how many millimeters?

2 µm = 20000 amstrong = 2000 nanometers = 0.002 millimeter

The movement of substances across cell membranes.

1. The are four basic mechanisms by wich solute molecules move across membranes. Compare and contrast the four basically different ways that a substance can move across tha plasma membraneAdanya lapisan fosfolipid bilayer di sekitar sel menjadikan suatu penghalang yang efektif bagi sel, khususnya terkait pergerakan molekul-molekul yang terlarut air dan juga beberapa ion.  Terdapat dua mekanisme dasar dimana tarnsport melewati membran dapat dimungkinkan dan menjadi penting, yaitu transport pasif dan transport aktif. Transport pasif dapat berupa difusi, osmosis, dan difusi yang difasilitasi.

TRANSPORT PASIF

Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu senyawa nonelektrolit agar dapat berdifusi secara pasif melalui membrane yaitu konsentrasi senyawa pada satu sisi lebih dari sisi lain serta  membran harus permeable terhadap substansi tersebut. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).

a. Difusi Sederhana

Difusi sederhana melalui membran berlangsung karena molekul-molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O, CO2, HO, dan H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter

untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.b. Difusi dan Difasilitasi

Difusi difasiltasi (facilitated diffusion) adalah pelaluan zat melalui membran plasma yang melibatkan protein pembawa atau protein transporter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transporter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel. Protein transporter untuk grukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi.

c. Osmosis 

Adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutnya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrasinya tinggi melalui selaput permeabel. Jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.

TRANSPORT AKTIFa. ATP DRIVEN PUMP

Mekanisme pompa Na-K adalah sebagai berikut:Pengikatan Na+ sitoplasmik dengan protein menstimulasi fosforilasi oleh ATP, Fosforilasi menyebabkan perubahan konformasi protein, Perubahan konformasi mengusir Na+ keluar dan K+ ekstraseluler

diikat, Pengikatan K+ memicu pelepasan gugus fosfat, Kehilangan fosfat membentuk kembali konformasi asli, K+ dilepaskan dan tempat Na+ mampu mengikat kembali; siklus

berulang kembali.Pompa proton mentranslokasikan muatan positif dalam bentuk ion hidrogen dengan menggunakan ATP sebagai penggeraknya. Tegangan dan gradien H+ menggambarkan sumber energi ganda yang dapat digunakan sel untuk menggerakkan proses lain, seperti penyerapan gula dan nutrien lainnya. Pompa proton merupakan pompa elektrogenik utama tumbuhan, fungi, dan bakteri.

b. Couple CarrierCouple carrier adalah sepasang protein yang pengangkutan ion dari suatu larutan di luar sel ke dalam sel melewati membran. Couple carrier dibagi dua yaitu symporter (coupled transport  yang melewatkan ion pertama dan kedua pada arah yang sama) dan

antiporters (coupled transport yang melewatkan ion kedua dari arah berlawanan). Couple carriers termasuk dalam transport aktif tidak langsung, pada transport ini menggunakan energi yang dihasilkan dari pompa sodium-potasium. Molekul-molekul yang masuk atau keluar sel dengan transport tidak langsung selalu bergerak melewati membran  bersama-sama dengan gerakan ion, maka mekanisme transpot aktif ini juga disebut cotransport.Couple carriers terjadi dalam dua pola, symport dan antiport. Pada symport, substansi yang dicotransport bergerak searah gerakan ion. Diantara metabolit penting dan ion yang digerakkan secara aktif ke dalam sel dengan symport adalah gula dan Na++. Pada antiport, substansi yang di cotransport bergerak dalam arah berlawanan dengan gerakan ion. Pola ini umumnya terbatas untuk ion.

c. Light Driven PumpDi dalam membran plasma archea halofilik ekstrem terdapat mekanisme transpor aktif yang di induksi oleh cahaya. Transpor aktif ini difasilitasi oleh protein bakteriorhodopsin yang tertanam di dalam membran plasma. Penelitian terakhir menjelaskan bahwa rhodopsin yang berperan dalam transpor aktif ini juga terdapat di dalam organisme lain. Termasuk juga pada bakteri yang hidup di permukaan air laut.Rhodopsin terbagi dalam dua tipe yang berbeda berdasarkan fungsinya, rhodopsin yang berfungsi secara visual dan rhodopsin yang berfungsi sebagai pompa proton yang diinduksi oleh cahaya (bacteriorhodopsin), pompa ion klorida (Halorhodopsin) dan sensor cahaya (sensory rhodopsin) pada archaea. Pada mebran sel arkhea, terdapat protein bakteriorhodopsin yang memiliki fotosistem yang peka cahaya. Pada saat cahaya (yang juga merupakan energi dalam bentuk elektron) terkumpul dalam fotosistem, maka fotosistem akan memiliki kelebihan energi. Kondisi ini akan membuat protein rhodopsin akan melepaskan elektron. Elektron yang dilepaskan ini yang menjadi energi yang dibutuhkan untuk melakukan transpor aktif intermembrane.

2. Contrast the energetic difference between the diffusion of an electrolyte versus a nonelectrolyte across the membraneElektrolit : Substansi yang berionisasi (terpisah) di dalam larutan dan akan menghantarkan arus listrik. Elektrolit berionsasi menjadi ion

positif dan negatif dan diukur dengan kapasitasnya untuk saling berikatan satu sama lain (miliekuivalen/liter) atau dengan berat molekul dalam garam (milimol/litermEq/L ). Jumlah kation dan anion, yang diukur dalam miliekuivalen, mol/L dalam larutan selalu sama. Kation : ion-ion yang mambentuk muatan positif dalam larutan. Kation ekstraselular utama adalah natrium (Na+), sedangkan kation intraselular utama adalah kalium (K+). Sistem pompa terdapat di dinding sel tubuh yang memompa natrium ke luar dan kalium ke dalam Anion : ion-ion yang membentuk muatan negatif dalam larutan. Anion ekstraselular utama adalah klorida ( Clˉ ), sedangkan anion intraselular utama adalah ion fosfat (PO4-).Karena kandungan elektrolit dari palsma dan cairan interstisial secara esensial sama, nilai elektrolit plasma menunjukkan komposisi cairan ekstraselular, yang terdiri atas cairan intraselular dan interstisial. Namun demikian, nilai elektrolit plasma tidak selalu menunjukkan komposisi elektrolit dari cairan intraselular. Pemahaman perbedaan antara dua kompartemen ini penting dalam mengantisipasi gangguan seperti trauma jaringan atau ketidakseimbangan asam-basa. Pada situasi ini, elektrolit dapat dilepaskan dari atau bergerak kedalam atau keluar sel, secara bermakna mengubah nilai elektrolit palsma.b)      Non-elektrolit : Substansi seperti glokusa dan urea yang tidak berionisasi dalam larutan dan diukur berdasarkan berat (miligram per 100 ml-mg/dl). Non-elektrolit lainnya yang secara klinis penting mencakup kreatinin dan bilirubin.

3. Explain the effects of putting a cell into a hypotonic, hypertonic, or isotonic medium ( animal cell and plant cell )

Dilingkungan kondisi sel tidak selalu berada pada keadaan yang normal yang dengan mudah ia mengaturnya ia bisa mencapai homeostatis / seimbang . Terkadang sel juga bisa berada di lingkungan yang ekstrem menyebabkan semua isi sel dapaksakan keluar karena diluar tekanan lebih besar , jika terjadi demikian maka terjadilah lisis / plasmolisis yang membawa sel itu mati . misal kulit kita berada di deterjen sabun cuci yang pekat ketika dulu belum ada mesin cuci mengucek ucek baju , maka tangan jadi kulitnya mengkerut terlihat kelupasan sel yang mati. Semua peristiwa Transportasi di sel itu bisa terjadi akibat Adanya Cairan sel yang kita sebut Sitoplasma Cairan sel ini bersifat Koloid ( tidak kental / pekat , Juga tidak encer ) Tidak pekatnya karena kandungan airnya dan Tidak encernya karena adanya bahan organik dan an organik di sel yang terlarut )  Jika diukur ukuran partikelnya antara 0, 01 s/d 0,1 mikron  zat yang terlarut dalam cairannya  Cairan yang terdapat partikel suukuran itu yang membuat suasana sitoplasma tidak kental tidak cair itu disebut dengan nama : Koloid Sifat Koloid itulah ia bisa bersifat Gel ( Pekat ) dan Sol ( encer) , terjadi jika Sel menyerap air dari luar secara osmosis , sehingga kandungan airnya meningkat , konsentrasi kepekatannya berkurang sehingga menjadi Sol , jika ir yang dimasukkan itu digunakan maka Cairan akan bersifat Gel Lagi sehingga terjadi Transportasi. Plasmolisis adalah contoh kasus transportasi sel secara osmosis dimana terjadi perpindahan larutan dari kepekatan yang rendah ke larutan yang pekat melalui membran semi permeable.

OSMOSIS

Osmosis memainkan peranan yang sangat penting pada tubuh makhluk hidup, misalnya, pada membrane sel darah merah. Jika kamu meletakan sel darah merah dalam suatu larutan hipertonik (lebih pekat), air yang terdapat dalam sel darah akan ditarik keluar dari sel sehingga sel mengerut dan rusak. Peristiwa ini disebut KRENASI. Sebaliknya, jika kamu meletakan sel darah merah dalam suatu larutan yang bersifat hipotonik (lebih encer), air dari larutan tersebut akan ditarik masuk kedalam sel darah sehingga sel mengembang dan pecah.Proses ini disebut HEMOLISIS. Orang yang mengonsumsi terlalu banyak makanan berkadar garam tinggi, jaringan sel dan jaringan antar selnya akan mengandung banyak air.hal ini dapat menyebabkan terjadinya pembengkakan tubuh yang disebut OEDEMA Pemahaman mengenai proses osmosis ini sangat diperlukan dalam bidang kedokteran. Misalnya, dalam pemberian nutrisi bagi pasien melalui infus. Pada infus, larutan nutrisi dimasukan langsung kedalam pembuluh darah. Larutan ini harus memilik tekanan osmotik yang sama dengan tekanan osmotik darah agar sel darah tidak mengalami krenasi atau hemolisis karena sangat membahayakan jiwa pasien. Tekanan osmotik darah pada suhu 25 C adalah 7,7atm oleh karena itu, jika pasien akan diberi larutan glukosa melalui infus,konsentrasi glukosa yang digunakan harus memiliki persen masa 5,3% Osmosis yang terjadi juga bisa kita amati pada peristiwa alam lainnya ,dalam banyak contoh yang menarik. misalnya pada pengawetan selai dan jeli yang dilakukan di rumah merupakan contoh lain dari penerapan tekanan osmotik.

Plasmolisis

Merupakan dampak dari peristiwa osmosis. Jika sel tumbuhan diletakkan di larutan garam terkonsentrasi (hipertonik), sel tumbuhan akan kehilangan air dan juga tekanan turgor, menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan sel dalam kondisi seperti ini layu. Kehilangan air lebih banyak akan menyebabkan terjadinya plasmolisis Dampak plasmolisis yang meneyebabkan tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di mana protoplasma sel terkelupas dari dinding sel, menyebabkan adanya jarak antara dinding sel dan membran. Akhirnya cytorrhysis – runtuhnya seluruh dinding sel – dapat terjadi. Tidak ada mekanisme di dalam sel tumbuhan untuk mencegah kehilangan air secara berlebihan, juga mendapatkan air secara berlebihan, tetapi plasmolisis dapat dibalikkan jika sel diletakkan di larutan hipotonik.

Proses sama pada sel hewan disebut krenasi. Sel hewan (darah) dalam kondisi lingkungan berbeda Sel tumbuhan sebelum plasmolisis Sesudah plasmolisis Plasmolisis hanya terjadi pada kondisi ekstrem, dan jarang terjadi di alam. Biasanya terjadi secara sengaja di laboratorium dengan meletakkan sel pada larutan bersalinitas tinggi atau larutan gula untuk menyebabkan ekosmosis, seringkali menggunakan tanaman Elodea atau sel epidermal bawang yang memiliki pigmen warna sehingga proses dapat diamati dengan jelas. Bila sel tumbuhan dimasukkan kedalam cairan hipotonik,turgor sel akan meningkat. Bila berada dalam keadaan isotonik (larutan yang konsentrasinya sama dengan konsentrasi isi sel,maka sebagian sel yang ada mengalami plasmolisis,sebagian sel tidak. Keadaan ini dapat dipakai untuk menentukan tekanan osmosis sel dengan meletakkan pada larutan yang ditentukan molaritas larutan atau tekanan osmotiknya dan melihat berapa banyak sel yang terplasmolisis.

4. Describe two ways in which energy is utilized to move ions and solutes against a concentration gradient.Transpor aktif merupakan gerakan ion dan molekul melawan suatu gradien konsentrasi dengan menggunakan energi untuk masuk atau keluar sel melalui membran sel.Selain memerlukan energi berupa ATP, transpor aktif juga memerlukan enzim untuk memindahkan molekul dan ion dari tempat konsentrasi rendah ke tempat konsentrasi tinggi. Agar enzim dapat berfungsi sebagai pompa, maka enzim tersebut harus dapat mengikat ion dan

mengangkut ion dari satu sisi membran ke sisi yang lain. Molekul gula dan asam amino diangkut secara aktif ke dalam sel menggunakan energi. Energi ini di peroleh dari gradien konsentrasi Na+ yang terjadi pada pengangkutan natrium-kalium. Dengan bantuan suatu protein transpor khusus, molekul glukosa dan ion natrium masuk ke dalam sel bersama-sama.Kemudian, natrium tersebut dikeluarkan lagi oleh pompa natrium-kalium. Dengan demikian, pompa natrium-kalium tidak hanya mengangkut secara aktif Na+ dan K+, tetapi secara tidak langsung menyediakan energi untuk proses pengangkutan yang lain.

Endositosis

Adalah suatu mekanisme pengangkutan bahan, seperti makromolekul protein dari cairan di luar sel ke dalam sel dengan membungkus makromolekul tersebut dengan cara melekukkan sebagian dari membran sel ke dalam. Kantung yang terbentuk kemudian melepaskan diri dari bagian luar membran dan membentuk vakuola di dalam sitoplasma. Kemudian, lisosom menyatu dengan vakuola endositik tersebut dan isi dari organel tersebut menjadi satu membentuk lisosom sekunder. Enzim-enzim lisosom akan mencerna makromolekul menjadi bahan yang dapat larut (asam amino, gula, dan nukleotida).

Eksositosis

Adalah kebalikan dari endositosis. Pada sel-sel yang mengeluarkan protein dalam jumlah yang besar, protein tersebut pertama-tama berkumpul di dalam sebuah kantung yang dilapisi membran di dalam aparat golgi, kemudian bergerak ke permukaan sel, lalu mendekat pada membran sel dan mengosongkan isinya ke luar.

Oxidative metabolism in the mitochondria

1. How are two products of glycolysis connected to the reaction of the TCA cycle ?Katabolisme disebut juga respirasi, merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan.Pada prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam reaksi tersebut diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan organik. Akseptor elektron tersebut diantaranya adalah NAD (nikotinamida adenin dinukleotida), FAD (flavin adenin dinukleotida), Ubikuinon, Sitokrom dan Oksigen

Glikolisis

Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Reaksi yang berlangsung di sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.

Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah awal untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada  langkah ini 2 molekul asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.

Daur Krebs

Daur Krebs yang berlangsung di matriks mitokondria disebut juga daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat dan berlangsung pada matriks mitokondria. Asetil-KoA yang terbentuk pada dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini. Pada akhir siklus dihasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP. (lihat skema di bawah)

Rantai Transpor Elektron

Rantai transpor elektron berlangsung pada krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini adalah: setiap pemindahan ion H (elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar akseptor dihasilkan energi yang digunakan untuk pembentukan ATP. Setiap satu molekul NADH yang teroksidasi menjadi NAD akan melepaskan energi yang digunakan untuk pembentukan 3 molekul ATP. Sedangkan oksidasi FADH menjadi FAD, energi yang lepas hanya bisa digunakan untuk membentuk 2 ATP. Jadi, satu mol glukosa yang mengalami proses respirasi dihasilkan total 38 ATP.

2. Why is the TCA cycle considered to be the central pathway in the energy metabolism of a cell?Siklus krebs disebut juga siklus asam sitrat. Siklus asam sitrat (bahasa Inggris: citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle, TCA cycle, Krebs cycle, Szent-Györgyi-Krebs cycle) adalah sederetan jenjang reaksi metabolisme pernafasan selular yang terpacu enzim. Siklus asam sitrat juga bisa didefinisikan sebagai jalur bersama terakhir untuk oksidasi karbohidrat, lipid, dan protein karena glukosa, asam lemak, dan sebagian besar asam amino dimetabolisme menjadi asetil koenzim A (KoA) atau zat-zat antara siklus ini.Siklus krebs disebut siklus asam sitrat karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil KoA dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat. Siklus ini

juga berperan sentral dalam glukoneogenesis, liogenesis, dan interkonversi asam-asam amino. Banyak proses ini berlangsung di sebagian besar jaringan, tetapi hati adalah satu-satunya jaringan tempat semuanya berlangsung dengan tingkat yang signifikan. Jadi,akibat yang timbul dapat parah, contohnya jika sejumlah sel hati rusak, seperti pada hepatitis akut atau diganti oleh jaringan ikat (seperti pada sirosis). Beberapa defek genetik pada enzim-enzim siklus asam sitrat yang pernah dilaporkan menyebabkan kerusakan saraf berat karena sangat terganggunya pembentukan ATP di sistem saraf pusat.Selain disebut dengan siklus asam sitrat, siklus krebs juga disebut siklus asam trikarboksilat (─COOH) karena hampir di awal-awal siklus krebs, senyawanya tersusun dari asam trikarboksilat. Trikarboksilat itu merupakan gugus asam (─COOH).