Cell Structure and Function - Universitas...
Transcript of Cell Structure and Function - Universitas...
Cell Structure and
Function
UMUM
• Sel unit struktural dan fungsional dr
kehidupan
• cell theory: all living things are composed of
cells, and new cells arise only from preexisting
cells
• Jenis sel berdasar internal organization
– Eukaryotes : has compartmentalized cytoplasm with
membrane-bounded organelles including a nucleus
– Prokaryotes
Cell Types
Prokaryotes:
Single cell
Eukaryote:
Single cells, colonies, multi-cellular
Eukaryotic Cell Types : Animal vs.
Plant
The CELL
Membran sel
Membran system
Membranous organella
Nonmembranous
CYTOPLASMA VS
CYTOSOL
ORGANELLA
√
Terdiri Biomembran
Cytoplasm consists of all the cellular contents
between the plasma membrane and the nucleus,
and has two components:
(1) the cytosol = (intracellular fluid), water,
proteins, lipids, carbohydrates, & electrolytes.
It contains masses of insoluble materials
known as inclusions, or inclusion bodies
(ex:glikogen)
(2) Organelles = specialized structures within
thecell that have characteristic shapes; they
perform specific functions
Membran sel
Membran system
Membranous organella
Nonmembranous
CYTOPLASMA VS
CYTOSOL
ORGANELLA
√ Terdiri Biomembran
• The total surface area of internal membranes far
exceeds that of the plasma membrane
• ! membran internal/organel : membungkus organel
maintain discrete biochemical environments
• Komposisi membran sel ~ membran internal :
consist of lipids, proteins, and carbohydrates.
• 3 major classes of lipid: phospholipids,
glycolipids, and cholesterol
• 4 major types of phospholipid : sphingomyelin,
phosphatidylcholine, phosphatidylserine, &
phosphatidylethanolamine
Membran Sel
• Komponen :
1. Phospholipid : one polar
(hydrophilic) head and two
nonpolar (hydrophobic) fatty acid
tails = lipid bilayer
membrane surface
Unidentical membrane surface
noncovalent bonds
Cholesterol (dlm plasmalemma)
can limit lateral fluid movement
contribute to the mechanical
stability of the plasmalemma.
E-face
P-face
Lipid rafts are microdomains containing
cholesterol, sphingolipids, and certain
membrane proteinsn sites for signaling
across the plasma membrane
2. Karbohidrat :
• p.u sbg oligosakarida dlm glikoprotrein atau
glikolipid
• Glycolipids : lipids with attached sugar
residue (Sugar residues usually extend from
the external surface)
• struktur permukaan bercabang (=glycocalyx),
utk adhesi, cell-to-cell and cell-to-interstitial
matrix interactions; termasuk reaksi imun..
Membran Sel
Membran Sel 3. Protein p.u bentuk globular
Macam : * Protein membran integral
terikat erat dalam lapisan fosfolipid
* Protein membran perifer
berikatan scr longgar pada
permukaan, dg ikatan ionik
function : transport, receptors signals, attach
elements of the cytoskeleton, attach cells to the
extracellular matrix (cell adhesion molecules),
enzymatic activity when stimulated
Membran Sel
membran plasma: membungkus sel
integritas struktur dan fungsi
Memisahkan dengan lingkungan sekitar
mengatur lalu-lintas molekul keluar/masuk sel
selectively (semi) permeable
Komunikasi & interaksi antar sel
Signaling (transduksi signal ekstrasel intra)
Mempertahankan perbedaan potensial
Membrane transport
Passive transport
• difusi & osmosis
? ?
pasive
Passive
Processes of
Membrane
Transport
Active transport
• = energy-requiring process
1. Na+–K+ pump : antiport transport
2. Glucose transport : involves the symport
3. ATP-binding cassette transporters (ABC-
transporters) : transmembrane proteins that
have two domains
other
• Endocytosis membran menyelubungi
substansi extrasel sitoplasma (dalam vesikel
membran).
Cara : - fagositosis
- Pinocytosis
- Endocytosis dimediasi reseptor
specific reactions as trigger
• Exocytosis mngeluarkan substansi dr sel.
Dg vesikel fusi dg membran keluar
Microvilli
• Extensions of the
Plasmalemma
diperkuat mikrofilamen
• Terpancang pada
terminal web
Membran sel
Membran system
Membranous organella
Nonmembranous
CYTOPLASMA VS
CYTOSOL
ORGANELLA √
Terdiri Biomembran
√
MEMBRANOUS
ORGANELLA
Mitochondria
Endoplasmic reticulum
Golgi
apparatus
lysosomes
Mitochondria
Endoplasmic reticulum
Golgi
apparatus
lysosomes
Nucleus
Mitochondria
• (dalam bentuk tunggal Mitochondrion)
• Peran utama : Produksi ATP
• Sifat :
– mobile and flexible. (pada beberapa sel,
cenderung ‘diam’; terutama di bagian yang
memerlukan energi tinggi (ex: dekat flagella,
antara miofibril)
– self-reproducing, punya DNA sirkuler sendiri
STRUKTUR
• Membran 2 lapis
Luar :Permukaan halus, berpori.
Permeabel thd molekul kecil.
Mengandung porins
Dalam : - kurang porous, bersifat semipermeabel
- membentuk lipatan cristae
- memiliki subunit membran dalam => untuk
sintesa ATP
* Ruang intermembran (lanjut) intracristal space,
berisi matrix
Matrix berisi : air, granul2 matrix, DNA circular,
ribosom, enzym2 utk fungsi mitokhondrion
Mitochondria
The outer membrane is involved in lipid synthesis and fatty
acid metabolism. The inner membrane contains the
respiratory chain enzymes and transport proteins needed for
the synthesis of ATP.
• mtDNA was found to vary according to cell
type
– Low in platelets (Platelets have only two to
six mitochondria).
– Red blood cells do not contain mitochondria
• Highest in brain, liver, kidney
• Human mtDNA exhibits strict maternal
inheritance
• Mitochondr
ia
Mitochondria
Endoplasmic reticulum
Golgi
apparatus
lysosomes
Nucleus
Endoplasmic Reticulum
• Pada umumnya terletak antara inti dan Golgi-
kompleks.
• Peran :
pembentukan vesikel atau cisternae
dalam transpor vesikel
dalam sintesa, pengemasan, dan
pemrosesan berbagai substansi
Endoplasmic
Reticulum
• 2 macam Tipe :
* Rough ER: Memiliki ribosom.
Peran : sintesa protein membran
* Smooth ER: Tanpa ribosom.
Peran : - detoksifikasi
- pemecahan glikogen
- sintesa steroid
- metabolisme lemak
Endoplasmic
Reticulum
SER
• Membran lebih tipis dari membran sel
• Bentuk:
– Lamellar
– Vesikular
– Tubular
• Dinamik
• Untuk metabolisme molekul kecil
• Utk Mx detoksifikasisel
• Terlibat dlm sintesa lipid & steroid
Endoplasmic
Reticulum
RER
• T.u lamellar saling berhubungan
• Ditempeli ribosom via riboforin
• Utk sintesa protein
• Dpt menjadi SER
Endoplasmic
Reticulum
Mitochondria
Endoplasmic reticulum
Golgi
apparatus
lysosomes
Nucleus
Golgi apparatus
• STRUKTUR : Seperti sekumpulan kantung-
kantung gepeng.
Terdiri 3 kompartemen :
* Saluran cisternae lengkung yang pipih
* Vesikel2 di tepi cisternae tsb
* Vakuol2 terkondensasi di bagian konkaf
cisternae
P.u berada dekat inti (juxtanuclear). Lain :
dekat centriol.
FUNGSI :
• Sintesa polisakarida
• Modifikasi produk2 sekresi (via glikosilasi)
• Menyeleksi produk2 sekresi
• Mengemas produk2 sekresi
• Mengkonsentrasikan & penyimpanan produk2
sekresi
Golgi apparatus
Mitochondria
Endoplasmic reticulum
Golgi
apparatus
lysosomes
Nucleus
Lysosome
STRUKTUR :
• Berupa vesikel sferis berisi materi seperti
kristal.
• ISi : enzym2 pencernaan seluler. P.u berupa
glikoprotein.
• Enzym terpenting (khas): Acid phosphatase
• Membran berupa lapisan lipid bilayer
FUNGSI :
• Pencernaan seluler : Mengandung + 40
enzym (hidrolitik) untuk pencernaan intersel.
pH optimal : + 5. (asam)
Lysosome
MACAM :
• Lisosom Primer
bersifat elektron dense
tersebar di sitoplasma.
Enzym pada umumnya inaktif (hrs
diglikosilasi di Golgi)
• Lisosom Sekunder dr Fusi lisosom primer dg
fagosom.
Residual Bodies berupa inklusi dalam
membran, mengandung materi yg tidak tercerna
Lysosome
Lysosome
peroxisomes
• spherical membrane-bound organelles
• contain a special enzyme that degrades
peroxides (e.g., hydrogen peroxide) &
enzymes needed for breaking down very–
long-chain fatty acids, which are ineffectively
degraded by mitochondrial enzymes
• function in the control of free radicals
• In liver cells, peroxisome involve in formation
of the bile acids.
Mitochondria
Endoplasmic reticulum
Golgi
apparatus
lysosomes
Nucleus
Nukleus
Terdiri dari :
a. Chromatin (tdd DNA-protein complex)
b. nuclear envelope terdiri dari membran
bilayer
- Memiliki pori-pori (untuk keluar-masuk
substansi)
- Berhubungan dengan ER
c. Nucleolus (pl :nucleoli) tempat sintesa rRNA
-Tempat dimulainya terbentuknya ribosom
d. Nucleoplasma
e. Nuclearpore
Nukleus
NUCLEAR ENVELOPE
-membran ganda, luar
ditempati ribosom, dalam
berdinding lamina fibrous
NUCLEAR PORE
-Berbentuk octagonal
-Untuk lewat substansi2
NUCLEOPLASMA
- fibrillar, dpt mengikat
reseptor horman & DNA
baru
NUCLEOLUS
• Mensintesa rRNA
• Pars granulosa : bergranul padat, utk
pematangan subunit ribosom
• Pars fibrosa : tdd transkrip r RNA baru
KROMATIN
- Tdd DNA dan protein
- Type : heterochromatin gelap, pasif
Euchromatin pucat, aktif
In the constitutive pathway, vesicles fuse spontaneously with the plasma membrane. In the regulated pathway, the vesicles fuse only when triggered by a signal such as a hormone.
Membran sel
Membran system
Membranous organella
Nonmembranous
CYTOPLASMA VS
CYTOSOL
ORGANELLA
√
Terdiri Biomembran
NONMEMBRANOUS
ORGANELLA
Ribosomes
Cytoskeleton
Centrioles
Centrosome
Ribosomes
Cytoskeleton
Centrioles
Centrosome
Ribosome
• Tersusun dari 2 subunit; besar dan kecil
• Type: mitochondrial (20nm) dan cytoplasmic
(25nm)
• Untuk sintesa protein
When protein synthesis is
complete, the subunits
separate
• 2 macam, berdasar ikatannya
– free cytoplasmic ribosome tersebar dlm
sitoplasma, relatif inaktif
– Polysome/polyribosome ribosome yang
menempel pada mRNA
Ribosomes
Cytoskeleton
Centrioles
Centrosome
cytoskeleton • = rangka sel, yang berada dalam sitoplasma
bentuk, gerak, transpor, dinamika sel
• Terdiri dari 3 macam protein : microtubule,
intermediate filament, and microfilament.
cytoskeleton • MIKROTUBULE :
– paling tebal. Tdd sub unit α dan β tubulin.
– di MTOC melekat pada inti & kromosom
– dari centrosome
– Membentuk cilia, flagella, dan basal bodies
• MICROFILAMEN :
– paling tipis, lbh fleksible
– Berada di sitoplasma, atau terakumulasi lokal
(terminal web, tepi sel, mikrovilli)
– T.u actin
• INTERMEDIATE :
– berbentuk spt tali.
– Berada di antara inti dan sitoplasma
cytoskeleton
FUNGSI KHUSUS :
• Mikrotubule : membentuk ‘jalan’, utk pergerakan
organella, perpindahan kromosom saat mitosis,
dan membentuk organel lain (ex:centriole, cilia)
• Mikrofilamen : kontaktil & untuk mechanical
support.
• Intermediate : stabilisasi (struktur & bentuk)
stabilisasi posisi organel, & transpor material. Ex :
neurofilamen.
cytoskeleton
cytoskeleton
Microvilli
• Extensions of the
Plasmalemma
diperkuat mikrofilamen
• Terpancang pada
terminal web
Ribosomes
Cytoskeleton
Centrioles
Centrosome
Centriole
STRUKTUR
Terdiri dari 9 pasang triplet mikrotubul
• Berbentuk tabung pendek
• Dikelilingi materi (yang tercat padat) pericentriolar
material (pd interfase)
Peran :
* pembentukan basal bodies
* mengatur struktur sel
* mengatur lalu lintas dalam sel
* Pembelahan sel : mengatur gelendong pembelahan
Centriole
Centriole
CILIA
- Motil, spt cemeti
- Pusat=axoneme :
tdd 9 mikrotubular
perifer + 1 ps
mikrotubular
central
FLAGELLA
-Spt cilia, lbh panjang
-Axoneme terpisah dg
plasmalemma
BASAL BODIES
-Dr migrasi
Centriol ke apex
-Berada di dasar
cilia dan flagella
- Struktur mirip
Centriol