BIOSEL UMMI SURADE
Sabtu, 19 Juni 2010
RETIKULUM ENDOPLASMA
Uraian & Contoh
Pengamatan terhadap RE baru dapat dilakukan setelah ada Mikroskop Elektron (1950).
RE merupakan organel sel yang tidak statis dan dapat dianggap sebagai salah satu komponen dari suatu sistem dinamik yang lebih besar yaitu sistem membran (cycocavitary network) di dalam sel yang terdiri atas berbagai organel (mitokondria, lisosom, badan golgi, badan mikro & membran inti).
Dengan adanya sistem tadi (cyctocavitary network), sitoplasma dibagi menjadi 2 kompartemen yaitu;
- Sitoplasma ekstra organel (sitosol)
- Rongga-rongga intra membran (lumen)
Jadi, membran yang membangun sistem itu 1 permukaan menghadap sitoplasma ekstra organel (sitosol) dan permukaan lain menghadap lumen dari sistem membran.
Struktur & fungsi RE merupakan organel tersendiri tapi mempunyai hubungan dan tergantung pada bagian-bagian lain dari jaringan cytocavitary.
Sifat umum RETIKULUM ENDOPLASMA
Sistem membran yang dinamik membantu transpor di dalam sel eukariotik.
Jaringan cytocavitary khususnya RE mencegah stagnasi penyebaran enzim untuk aktivitas katabolik dan anabolik.
Substrat yang vital dapat mencapai bagian dalam sel dengan cepat dengan cara fusi dan gerakan dari membran. Demikian juga bahan yang disintesa di dalam sel dengan cara yang sama dapat cepat diangkut ke permukaan sel.
Bentuk mikroskopis retikulum endoplasma
RE mempunyai fungsi yang bervariasi, hal ini menyebabkan adanya variasi secara morfologis.
Pada sel hati (dengan mikroskop elektron), RE memiliki 2 macam membran;
- REK ; Retikulum Endoplasma Kasar (RE granular); membran mempunyai partikel-partikel ribosom di permukaannya kelihatan kasar.
- REH; Retikulum Endoplasma Halus (RE agranular); membran tidak mempunyai ribosom, kelihatan halus.
RETIKULUM ENDOPLASMA KASAR
Mempunyai fungsi dalam sintesa protein di dalam sel terutama sintesa protein untuk sekresi dan protein untuk komponen RE itu sendiri.
REK, merupakan bagian utama dari retikulum endoplasma dalam sel.
Mempunyai fungsi dalam sintesa protein di dalam sel terutama sintesa protein untuk sekresi dan protein untuk komponen RE itu sendiri.
REK, merupakan bagian utama dari retikulum endoplasma dalam sel.
Retikulum endoplasma halus
Mempunyai fungsi sebagai tempat reaksi sintesis lain maupun untuk modifikasi bahan-bahan yang mempunyai BM rendah.
Sel yang mempunyai peran dalam produksi steroid seperti pada sel-sel adrenal bagian korteks mempunyai retikulum endoplasma yang sebagian terbesar terdiri atas REH.
Sintesis kolesterol dan reaksi-reaksi kimia untuk memodifikasi steroid menjadi progesteron dan deoksikortikosteron terjadi pada Membran REH.
Sel lain yang berisi banyak REH ialah sel-sel pigmen pada retina, sel-sel pada kelenjar sebaseus, sel –sel interstisial pada testes dan korpus luteum.
Bentuk-bentuk lamelar, tubular & vesikular dari RE
Dilihat dari bentuknya, terdapat 3 macam bentuk yang berbeda;
- Bentuk lamelar (kebanyakan), yang terdiri atas susunan sejumlah kantung membran yang pipih. Ribosom pada membran RE yang berbentuk lamelar tidak merata (asimetri). Membran membentuk kantung pipih disebut sisternae.
- Bentuk kantung (vesikular), kebanyakan terdapat REH. Dalam penelitian invitro maupun in vivo (asli) diperkirakan sama.
- Bentuk tubular (pembuluh). Bentuk ini terutama dimiliki oleh REH, menunjukkan sifat yang dinamik dari RE dan mempunyai hubungan erat dengan gerakan membran, pemisahan dan fusi dalam sistem membran (jaringan cytocavitary).
Struktur membran re
Pada umumnya membran RE merupakan model mozaik cair. Perbedaannya dengan membran plasma pertama-tama dari ketebalannya, membran RE lebih tipis dari membran plasma.
Ratio protein terhadap lemak lebih tinggi (strukturnya lebih stabil dari membran plasma, membran RE mempunyai sifat yang kurang cair) dan konsentrasi kolesterol lebih rendah dari membran plasma.
Komposisi kimia
Pada hati tikus, membran dari mikrosom (RE yang dipisah secara sentrifuge) mengandung 60 – 70 % protein dan 30 – 40 % fosfolipida dihitung dari beratnya. Terdapat sekurang-kurangnya 33 macam polipeptida yang mempunyai perbedaan sifat-sifat fisika dan kimianya.
Fosfolipida dari mikrosom; fosfatidil kolin (55%), fosfatidil etanolamine (20-25%), fosfatidil serin (5-10%), fosfatidilinositol (5-10%) dan sfingomielin (4-7%).
Enzim retikulum endoplasma
ENZIM | LOKASI PERMUKAAN |
Sitokrom b5 NADH-sitokrom b5 reduktasa NADH-sitokrom c reduktasa Sitokrom P 450 (paling banyak) ATP asa 5’ – nukleotidasa Nukleosida pirofosfatasa GDP – manosil transferasa Nukleosida difosfatasa Glukosa – 6 – fosfatasa Acetanalide – hidrolizing esterase Glukuronidasa | Sitoplasma (sitosol) Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma, lumen Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma Lumen Lumen Lumen lumen |
Keterangan tentang enzim
Glukosa-6-fosfatasa dapat dikatakan sebagai enzim ciri khas dari RE dan mempunyai fungsi dalam metabolisme hidrat arang dalam RE. Enzim demikian kita sebut enzim tanda.
Enzim yang paling banyak; sitokrom P-450, merupakan 10 % dari protein mikrosom. Sitokrom merupakan salah satu dari rantai transpor elektron pad RE yang di dalamnya termasuk NADPH-sitokrom P-450 reduktasa dan fosfotidilkolin. Enzim-enzim ini mempunyai peran dalam proses hidroksilasi.
Jumat, 18 Juni 2010
MEMBRAN PLASMA & RETIKULUM ENDOPLASMA
MEMBRAN PLASMA & RETIKULUM ENDOPLASMA
Membran plasma merupakan selaput tipis di sebelah luar sel, yang memisahkan protoplasma sel dengan lingkungan luar. Membran plasma disebut pula Plasmalemma.
Membran plasma sangat tipis, elastis, permiabel dan merupakan zat hidup. Pada sel bakteri & tumbuhan di sebelah luar terdapat dinding sel.
Dengan adanya teknologi modern seperti mikroskop elektron, difraksi sinar x, mikroteknik dan ultrasentrifuge telah dipelajari dan diketahui ultrastruktur dan komposisi membran plasma dari berbagai sel seperti amoeba, otot lurik, sel hati, telur bulu babi, serabut saraf dan eritrosit dan juga fungsinya.
Di dalam sel pada sitoplasma terdapat membran yang membentuk pembuluh, gelembung/ vakuola dan rongga-rongga pipih yang saling berhubungan yang disebut retikulum endoplasma (RE)
RE mempunya fungsi dalam berbagai sintesis.
RE granuler/ rough endoplasmic reticulum (RER) yang mensintesis protein.
Sel-sel yang mensintesis steroid mempunyai RE agranular/ smooth endoplasmic reticulum (SER).
Perkembangan Teori Membran Plasma
Overton (1899); “terdapat lapisan terbatas di sekeliling sel”
Dalam percobaannya, ia menemukan bahwa persenyawaan hidrofobik masuk ke dalam sel lebih cepat dari persenyawaan hidrofilik. Dari percobaannya Overton percaya bahwa lapisan sel sebelah luar berupa lapisan lemak (lipoid layer) dan diduga berupa kolesterol, lesitin & asam lemak.
Plowe, 30 puluh tahun kemudian menemukan sekeliling protoplasma sel tumbuhan terdapat selaput yang elastik. Ia menamakan selaput tadi plasmalemma. Dengan jarum mikro dapat dilihat bahwa plasmalemma dapat meregang/ robek. Jika robek itu sedikit dapat kembali normal tapi jika sobeknya besar, sel akan mati. Hasil percobaan Plowe merupakan landasan yang penting dalam konsep membran plasma.
Pada tahun 1925, Gorter & Grendel mempelajari membran sel dari eritrosit. Secara tidak langsung ia menemukan bahwa permukaan eritrosit dilapisi oleh 2 lapisan molekul lemak (bilayer/ bimolekular).
Dengan bukti-bukti tidak langsung Danielli & Dawson pada tahun 1935 mengusulkan bahwa membran plasma terdiri atas 3 lapisan. Danielli & Dawson menyatakan bahwa membran demikian akan bersifat permeabel selektif. Dua lapisan luar terdiri dari molekul-molekul protein dan lapisan tengah terdiri atas lapisan lemak bimolekular.
Pada akhir 1950 mikroskop elektron memberi informasi tambahan tentang struktur membran plasma.
J.D. Roberston, menyatakan bahwa membran plasma yang difiksasi dengan osmium titroksida memperlihatkan adanya struktur trilaminar (3 lapisan). Dua lapisan terluar berupa lapisan gelap (osmofilik [20-25 A0]) dan lapisan tengah yang lebih terang (osmofobik[25 – 35 A0), sehingga tebal membran plasma; 65-85 A0.
Roberston & friend, menunjukkan bahwa pola 3 lapisan pada membran plasma juga terdapat pada retikulum endoplasma, membran mitokondria, kloroplas dan badan golgi. Karena itu ia menyebutnya model membran unit. Menurut Roberston, membran terdiri atas lapisan bimolekular lemak di tengah dan di sebelah luarnya lapisan protein yang strukturnya berlipat-lipat (pleated sheet).
Model membran unit merupakan membran yang kontinu mulai dari membran plasma sampai selaput inti via retikulum endoplasma.
Organel-organel yang terpisah seperti mitokondria asalnya dari membran yang kontinu terjadi karena pemisahan.
Meskipun banyak pertentangan model membran unit merupakan model yang paling diakui sampai tahun 1960.
Model Mozaik Cairan (S.J Singer & G. Nicolson)
Menurut model ini, membran terdiri atas sebuah lapisan lemak bimolekular dengan gumpalan-gumpalan protein. Gumpalan protein sebagian menempel di permukaan lapisan lemak disebut protein ekstrinsik/ periferal, sedang sebagian lagi menembus lapisan lemak dan disebut protein intrinsik/ integral.
Protein perifer & protein integral yang menyembul di permukaan membran sering mempunyai molekul-molekul gula (membentuk glikoprotein).
Rantai molekul-molekul gula diduga mempunyai peran dalam berbagai gejala fisiologi termasuk adhesi sel-sel yang berdekatan.
Membran lipida terutama fosfolipida meskipun terdapat pula sejumlah lemak netral. Sejumlah lipida pada permukaan membran bergabung dengan hidrat arang membentuk glikolipida.
Protein Membran
1. Protein Perifer (Ekstrinsik)
Protein ini umumnya tidak melekat dengan kuat pada membran dan mudah terlepas. Protein ini mengandung asam amino dengan rantai hidrofilik yang menyebabkan adanya interaksi dengan air di sekelilingnya dan permukaan lapisan lemak yang hidrofilik.
Protein perifer pada permukaan sel sebelah luar biasanya berisi rantai molekul gula/ senyawa dengan substansi lain.
Beberapa substansi yang merupakan persenyawaan dengan protein perifer
Protein Perifer atau yang telah bergabung dengan substansi lain | Letaknya |
Sitokrom C Spektrin HPr Protein D-Gliseraldehid-3 fosfat dehidrogenase Aldolase Ribosome Nektin | Permukaan luar dari membran dalam mitokondria Permukaan luar membran eritrosit Permukaan luar membran bakteri Permukaan luar membran eritrosit Permukaan luar dari membran eritrosit Sebelah tepi retikulum endoplasma Permukaan dari membran Streptococcus faecalis |
2. Protein Integral (Intrinsik)
Protein integral pada membran mengandung bagian protein yang hidrofil dan bagian yang hidrofob.
Protein yang berada di dalam lapisan lemak bersifat hirofob (bergabung dengan bagian ekor molekul lemak yang hidrofob)
Protein yang menyembul di permukaan lapisan lemak bersifat hidrofil (mengandung persenyawaan hidrat arang).
Distribusi (penyebaran) protein membrane
Permukaan luar dan dalam membran sel (plasma) tidak mengandung protein yang sama baik tipe maupun jumlahnya. Misalnya permukaan luar membran eritrosit mengandung protein lebih sedikit daripada permukaan dalam.
Kandungan protein dari berbagai sel jumlahnya mungkin jauh berbeda, jadi mungkin kandungan protein sel yang satu 100 x lebih banyak dari sel yang lain.
Distribusi protein yang tidak teratur ini menyebabkan membran menjadi tidak simetris (membran asymetry). Keadaan ini terjadi juga pada membran retikulum endoplasma, dan organel lain seperti mitokondria.
Gerakan Protein Membran
D. Prye & M. Edidin, mendemonstrasikan bahwa protein membran tidak tetap letaknya secara lateral tapi dapat bergerak ke arah lateral pada lapisan lemak (bilayar membran)
Distribusi protein membran tidak memerlukan ATP dan tidak dihambat oleh adanya inhibitor metabolik. Hal ini menunjukkan bahwa penyebaran (distribusi) protein membran terjadi karena difusi.
G. Nicolson & friends, mengatakan tidak semua protein membran mampu berdifusi lateral . Mereka membuktkan bahwa beberapa protein integral tetap berada pada membran karena dikekang oleh jalinan protein di bawah permukaan dalam membran.
Sifat-sifat enzimatik protein membrane
Protein membran telah menunjukkan mempunyai aktifitas enzimatik.
Adanya enzim pada membran plasma tentu saja sesuai dengan fungsi dari sel itu sendiri
Enzim-enzim yang terdapat pada membran plasma
No | Nama Enzim | No | Nama Enzim |
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. | Adenosin trifosfatasa Nukleosida difosfat fosfatasa Nukleosida trifosfat pirofosfatasa 5’ nukleotidasa Adenylcylasa Protein kinasa Asetil fosfatasa Alkalin nitrofenil fosfatasa Acid nitrophenylphosphatasa HAD pyrofosfatasa Alkalin glycerolfosfatasa Alkalin fosfodiesterasa NAD glikohidrolasa Kolesterol esterasa Fosfolidil inosital kinasa | 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31 | Digliserida kinasa Sfingomielinasa Monogliserida lipasa Trigliserida lipasa Asetilkoenzim A sintetasa Invertasa Maltasa Isomaltasa Laktasa Trehalasa Furanasa Selobiasa UDP glikosidasa Nitrofenil glikosidasa Nukleosida kinasa NADH hidrogenasa |