METABOLISME SEL

METABOLISME SEL

Sel hidup adalah suatu miniature industri kimiawi, dimana ribun reaksi terjadi di dalam suatu ruangan mikroskopik. Gula diubah menjadi asam amino, demikian juga sebaliknya. Molekul-molekul kecil juga dirakit menjadi polimer, yang bisa dihidrolisis pada suatu waktu sesuai dengan perubahan kebutuhan sel.

             Pada tumbuhan dan hewan, banyak sel menghasilkan bahan kimiawi yang kemudian dikirimkan untuk digunakan pada bagian lain organism itu. Proses kimiawi yang dikenal ebagai respirasi seluler akan menggerakkan ekonomi seluler dengan cara mengekstraksi energy yang tersimpan dalam guladan cadangan makanan lain. Sel-sel menggunakan energy ini untuk melaksanakan berbagai jenis kerja.

            Pada contoh yang lain, sel-sel fungi pada foto mengubah energi yang tersimpan dalam molekul organic tertentu menjadi cahaya, suatu proses yang disebut bioluminensensi. (cahaya tersebut dapat menarik serangga yang akan membantu fungi itu untuk menyebarkan sporanya). Biolumensensi dan semua aktivitas metabolik lain yang dilaksanakan oleh sel dikoordinasikan dan dikontrol dengan sangat cermat. Sel sebagai suatu lembaga kimiawi tak ada bandingnya dalam kerumitannya, efisiensinya, integrasimya, dan responsivitasnya terhadap perubahan yang sedikit saja. Konsep metabolisme yang akan dipelajari pada bab ini akan membantu kita memahami lebih jauh mengenai hubungan antara kimia dan kehidupan.

Pengertian Metabolisme Sel

            Metabolisme sel merupakan aktivitas hidup yang dijalankan oleh sebuah sel yang merupakann  unit kehidupan yang terkecil.

            Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup atau sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.

            Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2 yaitu :

1. Anabolisme atau Asimilasi atau  Sintesis

            Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.

a.  Fotosintesis

            Fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).

            Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.

sumber : (lehninger, 2005).

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

  STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

 1.      Pengertian Sel

Sel berasal dari kata latin cella. Berarti ruangan kecil, yang ditemukan oleh Robert Hooke, pengamatan terhadap sayatan gabus (terdapat ruangan-ruangan kecil yang menyusun gabus tsb).

·         Sel merupakan suatu ruangan kecil yang bibatasi oleh membran, yang didalamnya terdapat cairan (protoplasma).

·         Protoplasma terdiri dari plasma sel (sitoplasma) dan inti sel (nukleus). Di dalam inti sel terdapat plasma inti atau nukleoplasma.

·         Sel merupakan satuan terkecil makhluk hidup yang dapat melaksanakan kehidupan (tidak dapat dibagi-bagi lagi). merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup (dilihat secara struktural).

Secara fungsional, sel berfungsi untuk menjalankan fungsi kehidupan (menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusunnya berfungsi) kemudian membentuk organisme. Sel berkembang biak dengan cara membelah diri (secara mitosis).

2.      Sejarah dan Teori Sel

Tokoh-tokoh penemu teori sel:

1. Robert Hooke (1635 – 1703) Orang yang pertama menyebutkan istilah sel yaitu cellulae=ruangan kecil yang kosong danmengamati sayatan gabus tutuip botol (Quercus suber), merupakan sel mati yang tidak memilki isi sel.

2. Antonie Van Leeuwenhoek (1723) Seroang ahli asah lensa dari Belanda, membuat mikroskop sederhana , Memeriksa cairan setetes air kolam microscopic “animalcules” (hewan kecil)  merupakan:sel bakteri dan orang yang pertama kali melukiskan bentuk-bentuk bakteri.

3. Robert Brown (1833) Ilmuwan Skotlandia yang pertma kali menemukan inti sel pada sayatan sel anggrek Inti sel disebutnya sebagai nukleus.Nukleus ini merupakan struktur sel yang sangat penting bagai kehidupan.

4. Felix Durjadin (1835) Tokoh berkebangsaan Perancis yang pertama kali menemukan cairan sel yang hidup (sarkode) yang merupakan bagian penting dari sel Menururtnya bagian terpenting dari sel adalah isi sel yang berupa cairan hidup yang berada dalam suatu lumen.

 5. Johanes Purkinje Merupakan ilmuwan yang menyatakan bahawa isi sel adalah protoplasma.

3.      Teori Sel

Ada beberapa teori tentang sel diantaranya:

1)      Sel merupakan kesatuan struktural dari makhluk hidup, semua makhluk hiudp terususn atas sel. Tokoh pencetus teori ini adalah:

Ø  M. Schleiden (1804-1881) : sel tumbuhan.

Ø  Theodore Schwann (1810 -1882) : sel hewan.

2)      Sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup.

Ø  Dikemukakan oleh Max Schulze tahun 1861.

Ø  Sel mengatur fungsi-fungsi pda makhluk hidup.

3)      Sel adalah kesatuan pertumbuhanm dari makhluk hidup.

Ø  Dikemukakan oleh Rudolf Virchow (1858).

Ø  Dia menyatakan bahwa makhluk hiudp berasal dari pertumbuhan sel sebelumnya “omne cellulae a cellulae”.

4)      Sel merupakan kesatuan herediatas (sifat menurun) makhluk hidup

Ø  Dikemukakan oleh biarawan Austria Gregor Mendel (1822-1884).

Ø  Sel mengandung sifat keturunan (genetik) atau hereditas yang diwariskan pada keturunanya.

KOMPONEN KIMIAWI SEL

KOMPONEN KIMIAWI SEL

Ø  MOLEKUL KEHIDUPAN

Mengingat betapa pentingnya kehidupan di bumi ini, kita mungkin menduga organisme memiliki banyak sekali keragaman molekul. Akan tetapi, secara luar biasa, molekul-molekul besar yang teramat penting bagi semua organisme hidup mulai dari bakteri sampai gajah, tergolong ke dalam empat kelas utama, yaitu karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat. Karbohidrat, protein dan asam nukleat mempunyai ukuran yang sangat besar disebut dengan makromolekul.

1.      Karbohidrat berperan sebagai bahan bakar dan materi pembangun

flora-fauna.blogspot.com 

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi(pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan bebagai aktivitas seperti berolahraga atau bekerja. Di dalam ilmu gizi, Secara sederhanas karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat sederhana & karbohidrat kompleks dan berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index).

            Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa & galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa & laktosa. Jenisjenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.

MEKANISME DASAR GENETIKA

MEKANISME DASAR GENETIKA

Mekanisme genetik menjelaskan tentang proses transkripsi dan translasi di mana di dalamnya terdiri dari komponen tentang gen, kromosom, DNA dan RNA. Gen merupakan sepenggalan DNA yang memiliki urutan basa tertentu dan berfungsi mengkode pembuatan satu macam polipeptida. Panjang pendeknya urutan basa (gen) menentukan panjang pendeknya rantai asam amino pada polipeptida. Semakin panjang urutan basa, semakin panjang asam amino yang menyusun polipeptida itu. Hal tersebut akan dibahas lebih lanjut pada pembahasan tentang DNA.

Didalam gen terdapat kromosom yang terdiri dari DNA heliks ganda, histon, dan nukleusom. Di dalam DNA akan mengalami traskripsi dan translasi. Proses transkripsi terdiri dari tahap-tahap inisiasi, pemanjangan dan terminasi. Dan di dalam proses translasi terdiri dari tahap pengenalan kodon, pembentukan ikatan peptide dan traslokasi. Dalam ini juga di bahas tentang persamaan dan perbedaan DNA dan RNA secara umum. Serta akan dibahas sejarah gentika secara singkat.

STRUKTUR MEMBRAN

Membran plasma merupakan batas kehidupan, yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasa ini, tebalnya hanya kira-kira 8 nm- dibutuhkan lebih dari 8000 membran plasma untuk menyamai tebal kertas halaman ini. Membran plasma mengontrol lalu lintas kedalam dan keluar sel yang dikelilingnya. Seperti semua membran biologis, membran plasmma memiliki permaebilitas selektif, yakni membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengan lebih mudah daripada substansi yang lainnya. Salah satu episode paling awal dalam evolusi kehidupan, mungkin berupa pembentukan membran yang membatasi suatu larutan yang mempunyai komposisi yang berbeda dari larutan sekelilingnya, tetapi masih bisa melakukan penyerapan nutrien dan pembuangan produk limbahnya. Kemampuan sel untuk  membedakan pertukaran kimiawinya ini dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar bagi kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat selektifan ini bisa terjadi.

Dalam bab ini kita akan mempelajari bagaimana membran seluler mengontrol perlintasan zat-zat. Kita akan memusatkan perhatian pada membran plasma, membran terluar sel, yang di perlihatkan dalam gambar, pada halaman ini, akan tetapi, beberapa prinsip umum yang sama untuk lalu lintas membran berlaku juga untuk berbagai membran internal yang memisahkan sel eukariotik.  

Pengertian Struktur dan fungsi membran

Model molekuler membran mulai dikembangkan beberapa dasawarsa sebelum membran untuk pertama kalinya dapat dilihat dengan mikroskop elektron pada tahun 1950-an. Postulat pertama dikemukakan oleh Charles Overton bahwa membran terbuat dari lipid, atas dasar pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel lebih cepat. Baru dua puluh tahun kemudian diketahui bahwa membran tersusun atas lipid dan protein. Oleh karena itu lipid dan protein adalah penyusun utama dari membran. (Champbell :2002, 141)

PEROLEHAN ENERGI PADA SEL

PEROLEHAN ENERGI PADA SEL

Sel membutuhkan masukan energi dari sumber luar.Energy memasuki sebagian ekosistem dalam bentuk cahaya matahari, sumber energi bagi tumbuhan dan organisme bagi fotosintetik lainnya.Sel memamen energi kimiawi yang tersimpan dalam molekul organik dan menggunakannya untuk ATP, molekul yang menggerakan sebagian besar kerja seluler.Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di dunia bagi secara langsung ataupun tidak langsung.

Autotrof memberi dirinya sendiri dengan menelan molekul organik.Fotoautotrof menggunakan energi matahari untuk mensintesis molekul organik dari CO₂dan H₂O.heterotrof menelan molekul organik dari organisme lain untuk memperoleh energi dan karbon. Pada eukariota autrofik, fotosintesis terjadi dalam kloroplas, organel yang mengandung membran tilakoid dari stroma kloroplas.

Cahaya merupakan suatu bentuk energy elektromagnetik, yang merambat sebagai gelombang.Warna yang kita lihat sebagai cahaya-tampak merupakan bagian spektum elektromagnetik.Pigmen merupakan bahan yang menyerap cahaya tampak dengan panjang gelombang tertentu. Kerja spectrum fotosintesis tidak benar-benar sama dengan spectrum absorpsi klorofil a, suatu pigmen fotosintetik utama dalam tumbuhan, kerja pigmen aksesoris (klorofil bdan berbagai karatenoid) menyerap panjang gelombangcahaya yang berbeda dan member energinya ke klorofil a.

Reaksi terang dalam grana menghasilkan ATP dan menguraikan air, melepas O₂dan membentuk NADPH dengan mentransfer electron dari air ke NADP⁺.Siklus Kelvin dalam stroma membentuk gula dan CO_2, dengan menggunakan ATP untuk energi dan NADPH untuk pereduksi.

Siklus Kelvin merupakan jalur metabolisme dalam stroma kloroplas. Suatu enzim (rubisjko) menggabungkan CO₂dengan ribulosa bisfosfat (RUBP), gula berkarbon lima. Kemudian, dengan menggunakan electron dari NADPH dan energy dari ATP, siklus ini mensintesis gula berkarbon-tiga gliseraldehida 3-fosfat.

PEMBELAHAN SEL

PEMBELAHAN SEL

Kemampuan organisme untuk bereproduksi menghasilkan jenis =nya sendiri adalah slah satu cirri paling baik untuk membedakan makhluk hidup dari materi tak hidup. Rudolf Virchow, seorang dokter Jerman, pada tahun 1855 menyatakan seperti ini : “dimana ada sel, pasti sebelumnya pernah ada sel, seperti hewan yang muncul hanya dari hewan dan tumbuhan hanya dari tumbuhan”. Ia merangkum konsep ini dengan aksioma latin ‘Omnis cellulae e cellula’, yang berarti ‘setiap sel (berasal dari sel’. Keberlanjutan kehidupan didasarkan pada reproduksi sel, atau pembelahan sel (cell division).

Pembelahan sel pada skala yang lebih besar dapat menghasilkan keturunan dari beberapa organisme multiseluluar (tumbuhan yang tumbuh dari stek). Pembelahan sel juga memungkinkan sel yang bereproduksi secara seksual untuk berkembang dari sat sel tunggal-sel telur yang di fertilisasi, atau zigot. Kemudian, setelah organism tumbuh sepenuhnya, pembelahan sel terus berfungsi dalam pembaruan dan perbaikan, menggantikan sel-sel yang mati akibat proses pemakaian dan pengikisan alami atau kecelakaan. Proses pembelahan sel merupakan bagian inr=tegral dari siklus sel (cell cycle), kehidupan sel yang dimulai dari saat pertama kalinia terbentuk dari sel induk yang membelah hingga pembelahannya sendiri menjadi dua sel.

Sel menduplikasi materi genetic sebelum membelah, memastikan setiap sel anak menerima salinan materi genetik, atau DNA, yang tepat sama. Organisasi selular materi genetik, DNA di bagi-bagi diantara kromosom-kromosom. Kromosom eukariot terdiri atas kromatin, kompleks DNA dan protein yang terkondensasi saat mitosis. Pada hewan, gamet memiliki satu set kromosom, sedangkan sel somatic memiliki dua set kromosom.

Distribusi kromosom selama pembelahan sel eukariot , dalam persiapan untuk pembelahan sel, kromosom bereplikasi, kemudian masing-masing terdiri dua kromatid saudara identik yang dihubungkan menurut panjangnya oleh kohesi kromatid saudara. Saat kohesi itu putus, kromatid-kromatid akan memisah pada pembelahan sel, menjadi kromosom-kromosom sel anakan baru. Pembelahan sel eukariot terdiri atas mitosis (pembelahan nucleus) dan sitokinesis (pembelahan sitoplasma). G_1, S, dan G_2. Sel tumbuhan di selama interfase, namun DNA di replikasi hanya selama fase sintesis (S). mitosis dan sitokinesis menyusun mitotik (M) dari siklus sel.

Sumber: Champbell jilid 1 edisi 8, 2008

1.     Sintesis siklin bermula pada fase S akhir dan berlanjut melewati G_2. Karena terlindung dari degradasi selama tahap ini, siklin terakumulasi.

2.    Molekul siklin yang terakumulasi bergabung dengan molekul Cdk hasil siklus-ulang, memproduksi molekul MPF yang cukup agar sel melewati titik pemeriksaan G₂ dan menginisiasi peristiwa mitosis.

3.    MPF mendorong mitosis dengan cara memfosforolasi berbagai protein. Aktivitas MPF memuncak selama metafase.

4.    Saat anafase, komponen siklin dari MPF di degradasi, mengakhiri fase M. sel memasuki fase G_1.

5.    Selama G_1, kondosi-kondisi dalam sel mendukung degradasi siklin, dan komponen Cdk dari MPF memasuki siklus kembali. (Champbell, 2008)

SALAM BERBAGI........!!! ^_^

Halo sobat-sobat ku di dunia maya “Selamat Datang di Blogger Kami  ( SAINS UNTUK KITA )” kami adalah pendatang baru di blogger mohon doanya yah … hehehe. , semoga blogger yang kami buat ini dapat membuat pengetahuan, inspirasi dan inovasi sobat-sobat ku bertambah mengenai ilmu pengetahuan, khususnya di bidang biologi.   “SELAMAT BERKUNJUNG” …..!!!! ^_^