Sabtu, 24 Januari 2009

Seputar Sel DaRah

Darah merupakan gabungan dari cairan, sel-sel dan partikel yang menyerupai sel, yang mengalir dalam arteri, kapiler dan vena; yang mengirimkan oksigen dan zat-zat gizi ke jaringan dan membawa karbon dioksida dan hasil limbah lainnya.

KOMPONEN CAIRAN.
Lebih dari separuh bagian dari darah merupakan cairan (plasma), yang sebagian besar mengandung garam-garam terlarut dan protein. Protein utama dalam plasma adalah albumin.

Protein lainnya adalah antibodi (imunoglobulin) dan protein pembekuan. Plasma juga mengandung hormon-hormon, elektrolit, lemak, gula, mineral dan vitamin.

Selain menyalurkan sel-sel darah, plasma juga:

- merupakan cadangan air untuk tubuh
- mencegah mengkerutnya dan tersumbatnya pembuluh darah
- membantu mempertahankan tekanan darah dan sirkulasi ke seluruh tubuh.

Bahkan yang lebih penting, antibodi dalam plasma melindungi tubuh melawan bahan-bahan asing (misalnya virus, bakteri, jamur dan sel-sel ka nker), ketika protein pembekuan mengendalikan perdarahan. Selain menyalurkan hormon dan mengatur efeknya, plasma juga mendinginkan dan menghangatkan tubuh sesuai dengan kebutuhan.
KOMPONEN SEL.

a= erythrocytes ; b= neutrophil ; c= eosinophil ; d= lymphocyte

Sel darah merah (eritrosit).

Merupakan sel yang paling banyak dibandingkan dengan 2 sel lainnya, dalam keadaan normal mencapai hampir separuh dari volume d arah. Sel darah merah mengandung hemoglobin, yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen dari paru-paru dan mengantarkannya ke seluruh jaringan tubuh. Oksigen dipakai untuk membentuk energi bagi sel-sel, dengan bahan limbah berupa karbon dioksida, yang akan diangkut oleh sel darah merah dari jaringan dan kem bali ke paru-paru.

Sel darah putih (leukosit).

Jumlahnya lebih sedikit, dengan perbandingan sekitar 1 sel darah putih untuk setiap 660 sel darah merah.

Terdapat 5 jenis utama dari sel darah putih yang bekerja sama untuk membangun mekanisme utama tubuh dalam melawan infeksi, termasuk menghasilkan antibodi.

  1. Neutrophil, juga disebut granulosit karena berisi enzim yang mengandung granul-granul, jumlahnya paling banyak. Neutrofil memba ntu melindungi tubuh melawan infeksi bakteri dan jamur dan mencerna benda asing sisa-sisa peradangan. Ada 2 jenis neutrofil, yaitu neutr ofil berbentuk pita (imatur, belum matang) dan neutrofil bersegmen (matur, matang).
  2. Limfosit memiliki 2 jenis utama, yaitu limfosit T (memberikan perlindungan terhadap infeksi virus dan bisa menemukan dan merusak beberapa sel kanker) dan limfosit B (membentuk sel-sel yang menghasilkan antibodi atau sel plasma).
  3. Monosit mencerna sel-sel yang mati atau yang rusak da n memberikan perlawanan imunologis terhadap berbagai organisme penyebab infeksi.
  4. Eosinofil membunuh parasit, merusak sel-sel kanker dan berperan dalam respon alergi.
  5. Basofil juga berperan dalam respon alergi.

Platelet (trombosit).
Merupakan paritikel yang menyerupai sel, dengan ukuran lebih kecil daripada sel darah merah atau sel darah putih. Sebagai bagian dari mekanisme per
lindungan darah untuk menghentikan perdarahan, trombosit berkumpul dapa daerah yang mengalami perdarahan dan mengalami pengaktivan.

Setelah mengalami pengaktivan, trombosit akan melekat satu sama lain dan menggumpal untuk membentuk sumbatan yang membantu menutup pembuluh darah dan menghentikan perdarahan. Pada saat yang sama, trombosit mele
paskan bahan yang membantu mempermudah pembekuan.

Sel darah merah cenderung untuk mengalir dengan lancar dalam pembuluh darah, tetapi tidak demikian halnya dengan sel darah putih. Banyak sel darah putih yang menempel pada dinding pembuluh darah atau bahkan menembus dinding untuk masuk k
e jaringan yang lain.

Jika sel darah putih sampai ke daerah yang mengalami infeksi atau masalah lainnya, mereka melepaskan bahan-bahan yang akan lebih banyak menarik sel darah putih.

Fungsi sel darah putih adalah seperti tentara, menyebar di
seluruh tubuh, tetapi siap untuk dikumpulkan dan melawan berbagai organisme yang masuk ke dalam tubuh.


PEMBENTUKAN SEL DARAH

Sel darah merah, sel darah putih dan trombosit dibuat di dalam sumsum tulang. Selain itu, limfosit juga dibuat di dalam kelenjar getah bening dan limpa; dan limfosit T dibuat dan matang dalam thymus (sebuah kelenjar kecil di dekat jantung). Kelenjar thymus hanya aktif pada anak-anak dan dewasa muda. Di dalam sumsum tulang, semua sel darah berasal dari satu jenis sel yang disebut sel stem.

Jika sebuah sel stem membelah, yang pertama kali terbentuk adalah sel darah merah yang belum matang (imatur), sel darah putih atau sel yang membentuk trombosit (megakariosit). Kemudian jika sel imatur membelah, akan menjadi matang dan pada akhirnya menjadi sel darah merah, sel darah putih atau trombosit.

Kecepatan pembentukan sel darah dikendalikan sesuai dengan kebutuhan tubuh. Jika kandungan oksigen dalam jaringan tubuh atau jumlah sel darah merah berkurang, ginjal akan menghasilkan dan melepaskan eritropoietin (hormon yang merangsang sumsum tulang untuk membentuk lebih banyak sel darah merah).

Sumsum tulang membentuk dan melepaskan lebih banyak sel darah putih sebagai respon terhadap infeksi dan lebih banyak trombosit sebagai respon terhadap perdarahan.


Pembuahan pada Tumbuhan

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Setelah terjadinya penyerbukan, inti generatif serbuksari akan membelah menjadi dua sel sperma (gamet jantan). Satu sperma membuahi sel telur untuk membentuk zigot. Sperma yang lain menyatu dengan kedua inti sel yang terdapat di tengah kantung embrio untuk membentuk endosperma. Penyatuan dua sperma dengan sel-sel yang berbeda dalamkantung embrio disebut
pembuahan ganda. Setelah fertilisasi ganda, bakal biji akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi buah.

1. Struktur Biji

Embrio dikelilingi oleh kotiledon dan endosperma yang merupakan persediaan makanan. Embrio dan persediaan makanannya terbungkus oleh selaput biji. Bila kita membuka biji kacang (dikotil), terlihat bahwa embrio melekat pada kotiledon. Di bawah titik pelekatan embrio dan kotiledon, terdapat sumbu embrionik yang disebut hipokotil. Di bawah hipokotil,terdapat radikula yang merupakan bakal akar. Bagian sumbu embrionik diatas kotiledon adalah epikotil. Pada ujungnya terdapat plumula yang merupakan bakal daun. Pada biji kacang-kacangan, kotiledon berdaging sebelum biji berkecambah. Namun, kotiledon biji jarak sangat tipis dan mempertahankan persediaan makanannya di endosperma. Kotiledon iniakan menyerap zat-zat makanan dari endosperma dan memindahkannya ke embrio ketika biji jarak mulai berkecambah. Anggota famili rumputrumputan memiliki kotiledon khusus yang disebut skutelum. Skutelum akan menyerap zat-zat makanan dari endosperma selama perkecambahan. Embrio biji rumput-rumputan terbungkus oleh lapisan koleorhiza dan koleoptil. Koleorhiza melindungi akar dan koleoptil melindungi tunas embrionik.

2. Perkecambahan Biji

Perkecambahan biji bergantung pada imbibisi. Imbibisi merupakan penyerapan air oleh biji. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang, memecahkan kulit biji, dan memicu perubahan metabolic pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan
pertumbuhannya. Zat-zat makanan dipindahkan dari endosperma atau kotiledon ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah
dinamakan radikula (bakal akar). Pada tanaman buncis, hipokotil akan tumbuh dan mendorong epikotil dan kotiledon ke atas permukaan tanah. Selanjutnya plumula yang terletak di ujung epikotil, akan berkembang menjadi daun pertama. Daun ini terus tumbuh dan berkembang menjadi hijau dan mulai berfotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah. Perkecambahan biji yang disebabkan oleh pertumbuhan hipokotil yang mendorong kotiledon dan epikotil ke atas permukaan tanah ini disebut tipe perkecambahan epigeal. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan.

a. Faktor internal

1.) Gen
Ukuran, bentuk, dan kecepatan tumbuh dikendalikan oleh gen-gen yang terdapat di dalam kromosom. Gen-gen tersebut diariskan dari induk tumbuhan kepada keturunannya. Gen-gen tersebut akan mengatur pola dan kecepatan pertumbuhan dan perkembangantumbuhan.

2.) Hormon
Hormon merupakan senyawa organic yang mengatur pertumbuhan tumbuhan. Hormon juga dikenal sebagai zat tumbuh. Ada lima hormone tumbuhan, yaitu auksin, giberalin, sitokinin, asam absisat, dan etilen.
a. Auksin

Auksin, terdapat di embrio biji, meristem apical, dan daun-daun muda. Berfungsi untuk merangsang pemanjangan batang; pertumbuhan, diferensiasi, dan percabangan akar; dominansi apical; dan merangsang pembentukan bunga dan buah. Auksin yang terdapat pada ujung batang (meristem apikal) dapat menghambat pertumbuhan tunas cabang. Keadaan ini disebut dominansi apikal. Karena itu, tumbuhan dapat tumbuh lurus dan tinggi.
b. Giberelin

Giberelin, terdapat pada meristem apikal akar, meristem apical batang, dan daun. Giberelin berperan dalam mempercepat perkecambahan biji dan tunas; pemanjangan batang; pertumbuhan raksasa; terbentuknya buah yang besar dan tidak berbiji; dan merangsang perbungaan.
c. Sitokinin

Sitokinin, dihasilkan pada bagian akar dan diangkut ke organ lainnya.

Sitokinin berperan dalam:

· pertumbuhan akar.

· merangsang pembelahan dan pertumbuhan sel.

· menghambat penuaan; menghambat dominasi apikal

· mengatur pembentukan bunga dan buah.

d. Asam absisat

Asam abisat, terdapat pada daun, batang, akar, dan buah. Asam absisat berperan dalam menghambat pertumbuhan ketika keadaan lingkungan tidak memungkinkan (cekaman lingkungan).
e. Etilen

Etilen, terdapat pada buah yang matang, batang, daun, dan bunga yang sudah tua. Etilen berperan dalam pematangan buah dan pengguguran daun dan bunga.

b. Faktor eksternal

1.) Air dan mineral
Tumbuhan memerlukan air dan mineral untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Air dan mineral diserap dari dalam tanah oleh akar. Air berfungsi sebagai pelarut dan untuk fotosintesis. Mineral seperti karbon, nitrogen, fosfat, kalsium, dan magnesium berguna sebagai bahan pembangun tubuh tumbuhan.
2.) Kelembapan
Kelembapan menunjukkan kandungan air di tanah dan udara. Bila kelembapan rendah, transpirasi akan meningkat sehingga penyerapan air dan mineral semakin banyak. Keadaanini dapat memacu laju pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
3.) Cahaya
Cahaya matahari sangat diperlukan dalam proses fotosintesis. Proses ini menghasilkan makanan yang dapat digunakan untuk mendapatkan energi dan membangun tubuh.
4. Metagenesis
Siklus hidup tumbuhan memperlihatkan suatu pergiliran keturunan (metagenesis). Pergiliran keturunan meliputi fase gametofit dan sporofit. Fase gametofit atau fase generatif merupakan tahap menghasilkan gamet
haploid. Fase sporofit atau fase vegetatif merupakan tahap menghasilkan spora. Gametofit menghasilkan gamet haploid yang menyatu membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi sporofit diploid. Pembelahan sporofit, menghasilkan spora yang menghasilkan generasi gametofit berikutnya. Tumbuhan lumut dan paku mengalami pergiliran keturunan. Pada
tumbuhan lumut, gametofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati. Sedangkan pada tumbuhan paku, sporofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati.

Proses Penyerbukan dan Pembuahan

Penyerbukan merupakan:

- pengangkutan serbuk sari (pollen) dari kepala sari (anthera) ke putik (pistillum)

- peristiwa jatuhnya serbuk sari (pollen) di atas kepala putik (stigma)

Macam penyerbukan di alam

1. Penyerbukan tertutup (kleistogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat ddisebabkan oleh :

· Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)

· Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup. Contoh : familia Papilionaceae

2. Penyerbukan terbuka (kasmogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga mekar)

Beberapa tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi :

a. Autogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama

b. Geitonogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yg berbeda, dalam pohon yg sama

c. Allogamie (Silang): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis

d. Xenogamie (asing): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis

Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka :

a. Dikogami

Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.

· Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik

· Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari

b. Herkogami

Bunga yang berbentuk sedemikian rupa hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki kepala putik yang tertutup selaput (rostellum).

c. Heterostili

Bunga memiliki tangkai putik (stylus) dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya

· tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang

· tangkai putik panjang (macrostylus) dan tangkai sari pendek

d. Tipe bunga yang penyerbukannya membutuhkan bantuan agen pembantu penyerbukan (pollinator); meliputi:

§ Anemofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh angin)

§ Entomofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh serangga)

§ Ornitofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh burung)

§ Kiropterofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar)

SISTEM REPRODUKSI

Reproduksi generatif pada tumbuhan biji terjadi melalui pertemuan serbuk sari dan ovum. Pada tumbuhan brbiji sampainya serbuk sari ke kepala putik dapat melalui beberapa perantara, yaitu angin (anemogami), air(hidrogami), hewan(zoidogami), dan manusia(antropogami). Berdasarkan asal serbuksari, penyerbukan dibedakan menjadi penyerbukan sendiri(autogami), penyerbukan tetangga(geitonogami), penyerbukan silang(alogami), dan penyerbukan bastar.
Pada gymnosparmae jarak antara penyerbukan dan pembuahan memerlukan waktu yang lama dan pembuahanya disebut pembuahan tunggalkarena hanya sekali pembuahan yaitu sel telur dengan spematozoid. Jarak antara penyerbukan dan pembuahan pada angiosparmae relatif pendek dan pembuahanya disebut pembuahan ganda, karena terjadi dua kali pembuahan, yaitu sel telur dan spermatozoid menghasilkan zigot dan inti kantung lembaga sekunder dengan spermatozoit menghasilkan sperma.

PEMBUAHAN GANDA

Butir serbuk/serbuk sari Þ menempel pada kepala putik Þ membentuk buluh serbuk (2 inti, inti vegetatif dan inti generatif) berjalan ke arah mikropil (pintu kandung lembaga) Þ inti generatif membelah Þ 2 inti sperma Þ sampai di mikropil, inti vegetatif mati Þ satu inti sperma membuahi sel telur Þ embrio. Satu inti sperma lain membuahi inti kandung lembaga Þ endosperma (makanan cadangan bagi embrio).

Karena pembuahannya berlangsung dua kali maka pembuahan pada Angiospermae disebut pembuahan ganda.

Embrio pada tumbuhan berbiji tertentu dapat terbentuk karena beberapa sebab. yaitu :

1. Melalui peleburan sperma dan ovum (amfimiksis)

2. Tidak melalui peleburan sperma dan ovum (apomiksis), yang dapat dibedakan atas:

· Apogami : embrio yang terbentuk berasal dari kandung lembaga. Misalnya :

dari sinergid dan antipoda

· Partenogenesis : embrio terbentuk dari sel telur yang tidak dibuahi.

· Embrio adventif : merupakan embrio yang terbentuk dari sel nuselus, yaitu bagian

selain kandung lembaga.

PEMBUAHAN TUNGGAL

Strobilus jantan Þ serbuk sari Þ jatuh pada tetes penyerbukan (ujung putik) Þ buluh serbuk Þ membelah Þ inti tabung dan inti spermatogen Þ inti spermatogen Þ membelah Þ dua inti sperma Þ membuahi sel telur di dalam ruang arkegonium Þ zigot Þ lembaga di dalam biji Þ tumbuhan baru.

Pembuahan pada gymnospermae disebut pembuahan tunggal, karena tiap-tiap inti sperma membuahi satu sel telur.

Organ reproduksi pada gymnospermae disebut konus atau strobilus.
Di dalam strobilus jantan terdapat banyak anteridium yang mengandung sel-sel induk butir serbuk. Sel-sel tersebut bermeiosis dari setiap sel induk terbentuk 4 butir serbuk yang bersayap.
Pada strobilus betina terdapat banyak arkegonium. Pada tiap-tiap arkegonium terdapat satu sel induk lembaga yang bermeiosis sehingga terbentuk 4 sel yang haploid. Tiga mati, dan satu sel hidup sebagai sel telur. Arkegonium ini bermuara pada satu ruang arkegonium.






Sel hewan

Ada beberapa ciri khas yang dimiliki oleh sel hewan antara lain
- Tidak mempunyai dindng sel hanya membran sel
- Tidak mempunyai plastida
- Mempunyai lisosom
- Memiliki sentrosom
- Timbunan zat makanan berupa glikogen dan lemak
Sentrosom dan sentriol, sel hewan memiliki dua sentrosom dengan dua sentriol yang terletak didekat nukleus.


Pada saat sel akan membelah sentriol menduplikasi diri untuk membentuk benda basal silia dan flagel.
Lisosom, merupakan tempat pembuatan enzim-enzim pencernaan bagi sel- sel yang menyelenggarakan pencernaan makanan. Fungsi lisosom sebagai dapat bekerja sama dengan vakuola makanan menghasilkan enzim yang dapat menguraikan lemak, karbohidrat, protein. Jika sel luka atau mati lisosom akan menghancurkannya, kematian sel adalah tingkatan penting pada daur hidup beberapa organisme contohnya metamorfosis katak,pada waktu kecebong berubah bentuk ekornya memendek karena dihancurkan lisosom.
Mttokondria,Tempat terjadinya respirasi. Sitoplasma, cairan yang terdapat didalam sel dan diluar sel

METABOLISME SEL

METABOLISME adalah Berbagai reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup untuk mempertahankan hidup.

Metabolisme terbagi menjadi 2 bagian, yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah reaksi kimia yang memerlukan energi untuk membentuk senyawa kompleks dari senyawa sederhana. Katabolisme adalah reaksi kimia yang menghasilkan energi dengan memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana.
Dalam tubuh organisme, terdapat ribuan proses kimia yang berlangsung melibatkjan ribuan enzim. Karena itu, produk suatu enzim bisa menjadi substrat bagi enzim lainnya. Semua reaksi kimia dalam organisme hidup diatur dengan mengatur kerja katalisator.

ENZIM
Enzim merupakan pemercepat laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi didalamnya, atau disebut juga katalisator. Karena enzim terdapat di dalam organisme hidup maka enzim disebut biokatalisator. Enzim bekerja spesifik(hanya dapat mengikat 1 jenis substrat) dan diperlukan dalam jumlah sedikit.

Sebagian besar enzim terdiri dari protein globular(apoenzim) dengan 1 atau lebih celah yang disebut sisi aktif pada permukaannya. Substrat menempel pada sisi aktif enzim dan membentuk kompleks enzim-substrat. Disini energi aktivasi untuk memutuskan ikatan kimia atau membentuk ikatan kimia baru substrat diturunkan. Setelah proses selesai, substrat sudah menjadi produk dan segera lepas enzim, sehingga enzim dapat bekerja mengikat substrat lagi.

Enzim bekerja secara reversible dan berulang-ulang. Dengan kata lain, suatu enzim dapat merubah substrat menjadi produk dan produk kembali menjadi substrat. Enzim bekerja mengikat substrat baru setelah produk dihasilkan sampai kebutuhan akan produk sudah terpenuhi.

Kerja katalis enzim dipengaruhi oleh konsentrasi substrat dan enzim yang bekerja itu sendiri. Apapun yang mempengaruhi enzim dapat merubah struktur 3 dimensinya dan kemampuannya untuk mengikat substra. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim:
1. Suhu. Menaikkan suhu pada reaksi yang tidak dikatalisasi dapat meningkatkan laju reaksi kimianya karena tambahan energi meningkatkan pergerakan molekul. Laju reaksi terkatalisasi-enzim juga ditingkatkan oleh suhu, tapi hanya mencapai titik yang disebut suhu optimum. Dibawah suhu ini, ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik yang menentukan bentuk enzim tidak cukup fleksibel untuk mengizinkan pengikatan optimal untuk katlis. Di bawah suhu, gaya ini terlalu lemah untuk menahan bentuk enzim melawan kenaikan pergerakan acak atom-atom pada enzim. Pada suhu yang lebih tinggi, enzim terdenaturasi, struktur proteinnya berubah sehingga tidak bisa digunakan untuk reaksi kimia alias rusak. Namun, pada suhu yang rendah, enzim menjadi tidak aktif.
2. pH. Interaksi ionik antara residu asam amino yang berlawanan muatan, seperti asam glutamat(-) dan lisin(+), juga menyanggah enzim bersama. Interaksi ini sangat sensitif konsentrasi ion dimana biasanya enzim terlarut karena begitu konsentrasinya berubah, keseimbangan antara residu asam amino yang bermuatan positif dan negatif akan berubah. Karena itu, kebanyakan enzim bekerja pada pH optimum dari 6-8. Namun, enzim yang bekerja pada kondisi yang sangat asama, seperti pepsin, dpat mempertahankan bentuk 3 dimensional proteinnya di dalam konsentrasi tinggi ion hidrogen.
3. Penghambat (inhibitor) dan pengaktivasi (aktivator). Kerja enzim sangat sensitif terhadap kehadiran substansi yang dapat mengikat enzim dan menyebabkan bentuk enzim itu berubah. Namun, melalui substansi ini, sel dapat mengatur kapan enzim aktif dan tidak aktif pada waktu tertentu. Kemampuan ini membuat sel dapat meningkatkan efisiensi dan mengontrol perubahan karakteristik selama perkembangn. Substansi yang mengikat enzim dan menurunkan aktivitasnya disebut inhibitor(penghambat). Banyak kejadian bahwa dimana suatu produk akhir dari jalur metabolisme menjadi penghambat pada reaksi awal., proses ini disebut mekanisme penghambat. Penghambatan ini ada 2 cara: penghambat kompetitif yang melekat pada sisi aktid enzim sehingga enzim tidak dapat berikatan dengan substrat dan penghambat non-kompetitif yang berikatan pada bagian lain enzim sehingga bentuk sisi aktif enzim berubah dan tidak dapat berikatan dengan substrat. Cara yang sama digunakan untuk mengaktivasi enzim. Pengaktivasi allosterik mengikat pada bagianlain enzim(allosterik) dan membuat enzim bekerja lebih dari biasanya.
4. Kofaktor enzim. Fungsi enzim biasanya diikuti oleh suatu zat kimia yang disebut kofaktor, yang bisa berupa ion besi. Jika kofaktornya adalah molekul organik nonprotein maka disebut koenzim.

ATP
Semua transaksi kimia di dalam sel menggunakan mata uang energi yaitu nukleotidak Adenosin Trifosfat, yang memberi energi untuk setiap kegiatan sel.

ATP tersusun oleh 3 bagian yaitu gula 5 karbon yaitu ribosa, basa nitrogen purin dengan 2 cincin karbon-nitrogen, adenin dan rantai 3 fosfat.

Rahasia bagaimana ATP menyimpan energi terdapat pada grup trifosfatnya. Grup fosfat ini sangat bermuatan negatif dan mereka berikatan satu sama lain dengan kuat, namun ikatan kovalen yang menggabungkan fosfat tidak stabil. Ikatan yang tidak stabil ini membuat fosfta di dalam ATP punya energi aktivasi yang rendah dan mudah putus akibat hidrolisis. Saat putus, mereka mengluarkan jumlah energi yang besar. Dengan kata lain, hidrolisis ATP mempnuyai ∆G negatif dan energi yang dikeluarkan dapat digunakan untuk aktivitas.
Dalam sebagian reaksi yang melibatkan ATP, hanya ikatan fosfat berenergi tinggi paling luar saja yang dihidrolisis, memisahkan grup fosfat yang paling akhir. Saat ini terjadi, ATP menjadi Adenoisin Difosfat(ADP) ditambah 1 fosfat anorganik(Pi). 2 terminal gugus fofat paling luar bisa dihidrolisis sehingga tersisa Adenosin Monofosfat(AMP), namun gugus fosfat yang terakhir ini tidak berenergi tinggi.


KATABOLISME : RESPIRASI SELULER
Tumbuhan, alga dan beberapa bakteri mengambil energi dari sinar matahari melalui fotosintesis, merubah energi cahaya menjadi energi kimia, untuk digunakan membuat makanan disebut organisme autotrof.. Sebaliknya, oprganisme yang hidup dari hasil produksi organisme autotrof atau tidak bisa membuat makan sendiri disebut organisme heterotrof. Organisme heterotrog memecah makanan mereka menjadi energi. Proses oksidasi senyawa organik untuk mendapat energi dari pemutusan ikatan kimia pada tingkatan sel disebut respirasi seluler. Ada 2 macam respirasi yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.

RESPIRASI AEROB
Proses repirasi disebut aerob karena dibutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron, selain itu disebut respirasi anaerob atau fermentasi. Respirasi aerob terdapat 4 tahap utama yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Siklus Krebs dan Transpor Elektron.

Glikolisis adalah 10 tahap pertama biokimia yang menghasilkan ATP pada fosforilasi tingakt substrat. Untuk 1 molekul glukosa, 2 ATP digunakan pada 3 tahap pertama dan 4 ATP dihasilkan pada 4 tahap terakhir. Hasil kotor glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat(3C), 2 ATP, 2 NADH dan 2 H2O. Glikolisis terjadi di sitosol/sitoplasma dan bisa dianggap proses anaerob karena belum menggunakan oksigen. Ringkasan tahapan glikolisis:
• Fosforilasi glukosa oleh ATP
• Penyusunan kembali struktur glukosa yang terfosforilasi, diikuti oleh fosforilasi kedua.
• Molekul glukosa(6C) akhirnya pecah menjadi 2 senyawa 3 karbon berlainan yaitu Glyceraldehyde 3 phosphate (G3P atau PGAL) dan satunya lagi yaitu Dihydroxylacetone phosphate (DHAP). DHAP segera diubah menjadi PGAL oleh enzim isomerase. (Proses perubahan ini mencapai kesetimbangan di dalam tabung reaksi namun hal ini tidak terjadi di dalam tubuh makhluk hidup)
• Oksidasi yang diikuti oleh fosforilasi dari fosfat anorganik(bukan dari ATP) menghasilkan 2 NADH dan 2 molekul difosfogliserat(BPG/PGA), masing-masing dengan 1 ikatan fosfat berenergi tinggi
• Pelepasan ikatan berenergi tinggi dengan 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan meninggalkan 2 molekul fosfogliserat(PGA)
• Pelepasan air menyebabkan 2 molekul fosfoenolpiruvat dengan ikatan fosfat energi tinggi
• Pelepasan fosfat energi tinggi oleh 2 ADP menghasilkan 2 ATP dan hasil akhir glikolisis yaitu 2 molekul asam piruvat.

Enzim-enzim dalam proses glikolisis yaitu:
-Heksokinase: Fosforilasi glukosa oleh ATP sehingga menghasilkan glukosa 6 fosfat
-Fosfoglukoisomerase: Penyusunan molekul glukosa terfosforilasi menjadi fruktosa terfosforilasi(fruktosa 6 fosfat)
-Fosfofruktokinase: Fosforilasi fruktosa 6 fosfat oleh ATP sehingga menghasilkan Fruktosa 1,6 Difosfat
-Aldolase:Memecah fruktosa 1,6 difosfat menjadi dihidroksilaseton fosfat dan gliseraldehida 3 fosfat
-Isomerase:Mengubah semua dihidroksilaseton fosfat menjadi gliseraldehida 3 fosfat
-Gliseraldehida 3 fosfat dehidrogenase atau triosa fosfat dehidrogenase: Fosforilasi Gliseraldehida 3 fosfat oleh fosfat anorganik dari sitosol, oksidasi untuk membentuk NADH sehingga menghasilkan 1,3 difosfogliserat
-Fosfogliserokinase: Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP sehingga menghasilkan 3 fosfogliserat
-Fosfogliseromutase: Merubah 3 fosfogliserat menjadi 2 fosfogliserat
-Enolase Menghasilkan air sehingga terbentuk fosfoenolpiruvat
-Piruvat kinase Pelepasan gugus fosfat untuk membentuk ATP sehingga hasil akhir berupa asam piruvat

Dekarboksilasi oksidatif adalah tahap kedua dimana 2 molekul asam piruvat yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa dirubah menjadi senyawa berkarbon 2 yaitu asetil CoA(asetil koenzim A) dengan melepaskan 2 CO2 dan 2 NADH. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di dalam membran luar mitokondria. Enzim yang berperan adalah CoA dan piruvat dehirogenase yang berfungsi mereduksi piruvat sehingga melepaskan Co2 dan NADH serta berikatan dengan piruvat tereduksi(asetil) untuk dibawa ke mitokondria.

Siklus Krebs adalah tahap ketiga dengan 9 reaksi dimana gugus asetil dari piruvat dioksidasi sehingga menghasilkan NADH, FADH, ATP dan CO2. Siklus ini dinamakan siklus Krebs karena ditemukan oleh Hans Krebs. Siklus Krebs bisa disbut juga siklus asam sitrat karena senyawa yang pertama kali terbentuk adalah asam sitrat. Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria dan ringkasan tahapannya sebagai berikut:
• Asetil CoA ditambah Oksaloasetat menghasilkan molekul sitrat yang berkarbon 6.
• Penyusunan kembali molekul sitrat dan dekarboksilasi. 5 reaksi berikutnya menyederhanakan sitrat ke molekul 5 karbon dan kemudian ke molekul 4 karbon yaitu suksinat. Selama reaksi ini berlangsung, dihasilkan 2 NADH dan 1 ATP.
• Regenerasi oksaloasetat. Suksinat melewati 3 reaksi tambahan untuk menjadi oksaloasetat. Selama proses ini, dihasilkan 1 NADH dan 2 FADH.

Enzim-enzim yang digunakan:
-Sitrat sintetase: Membentuk sitrat dari oksaloasetat dan asetil CoA. Kerja enzim ini irreversible dan terhambat saat konsentrasi ATP tinggi dan dipicu ketika konsentrasi ATP rendah
-Akonitase: Penyusunan kembali molekul sitrat dengan memindahkan gugus H dan OH pada karbon berlainan, membentuk isositrat
-Isositrat dehidrogenase: Mengoksidasi isositrat sehingga dihasilkan NADH dan CO2, sehingga isositrat berubah menjadi molekul 5 karbon, α ketoglutarat
-α ketoglutarat dehidrogenase: Mengoksidasi α ketoglutarat membentuk gugus suksinil yang bersatu dengan Coa sehingga terbentuk suksinil CoA
-Suksinil KoA sintetase: Pelepasan ikatan antara gugus suksinil dan KoA untuk dijadikan ATP sehingga molekul tersisa menjadi Suksinat
-Suksinat dehidrogenase: Mengoksidasi suksinat menjadi fumarat dan menghasilkan FADH
-Fumarase: Menambahkan air ke fumarat untuk membentuk malat
-Malat dehidrogenase: Mengoksidasi malat dan melepaskan NADH sehingga terbentuk kembali oksaloasetat

Rantai transport elektron adalah proses terakhir untuk mengahsilkan ATP, H2O yang terjadi di membran dalam/krista mitokondria. Pada tahap ini, elektron yang dibawa oleh NADH ditransfer ke berbagai pembawa elektron supaya energinya bisa digunakan untuk memompa proton. Gradien proton yang dibuat oleh transpor elektron digunakan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP. Proses pemompaan proton untuk menghasilkan ATP juga disebut kemiosmosis.

Enzim-enzim yang terlibat anatara lain NADH dehidrogenase (melepaskan ion H dari NAD dan mengoper elektron ke ubiquinon), ubiquinon (mengoper elektron ke komplek protein sitrokrom), kompleks bc1 (memompa proton dan mengoper elektron ke sitrokrom c), sitokrom c (mereduksi oksigen dengan 4 elektron membentuk air), ATP sintase (memompa proton untuk menghasilkan ATP).

Hasil akhir respirasi seluler:
1. Glikolisis, hasil 2 ATP, 2 piruvat, 2 NADH, 2 H2O
2. Dekarboksilasi oksidatif, hasil 2 NADH, 2 CO2
3. Siklus Krebs, hasil 6 HADH, 2 FADH, 4 CO2, 2 ATP
4. Transpor elektron, hasil 34 ATP, H2O.

Jumlah bersih ATP : 38 ATP(36 ATP karena 2 ATP dipakai untuk memasukkan NADH ke mitokondria, 30 ATP karena membran mitokondria agak bocor sehingga proton bisa lewat tanpa melalui ATP sintase dan mitokondria terkadang memakai gradien proton untuk keperluan lain seperti memasukkan piruvat ke matriks daripada sintesis ATP).

RESPIRASI ANAEROB
Jika tak ada oksigen, sel tidak memliki akseptor elektron alternatif untuk memproduksi ATP, sehingga terpaksa elektron yang didapatkan dari glikolisis diangkut oleh senyawa organik, proses ini disebut fermentasi.

Fermentasi alkohol dilakukan oleh ragi dengan cara melepaskan gugus Co2 dari piruvat melalui dekarboksilasi dan menghasilkan molekul 2 karbon, asetaldehida. Asetaldehida kemudia menerima elektron dari NADH sehingga berubah menjadi etanol. Fermentasi alkohol dilakukan oleh tumbuhan.

Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel hewan dengan cara mentransfer elektron dari NADH kembali ke piruvat sehingga dihasilkan asam laktat yang menyebabkan pegal-pegal.

Pembentukan gamet

Proses pembentukan gamet atau sel kelamin disebut gametogenesis, ada dua jenis proses pembelahan sel yaitu mitosis dan meiosis. Bila ada sel tubuh kita yang rusak maka akan terjadi proses penggantian dengan sel baru melalui proses pembelahan mitosis, sedangkan sel kelamin atau gamet sebagai agen utama dalam proses reproduksi manusia menggunakan proses pembelahan meiosis.

Seperti yang sudah kita ketahui bersama bahwa mitosis menghasilkan sel baru yang jumlah kromosomnya sama persis dengan sel induk yang bersifat diploid (2n) yaitu 23 pasang/ 46 kromosom, sedangkan pada meiosis jumlah kromosom pada sel baru hanya bersifat haploid (n) yaitu 23 kromosom. Gametogenesis ada dua yaitu spermatogenesis dan oogenesis.

Spermatogenesis

Sel sperma yang bersifat haploid (n) dibentuk di dalam testis melewati sebuah proses kompleks yang disebut dengan spermatogenesis. Secara simultan proses ini memproduksi sperma matang di dalam tubulus seminiferus lewat langkah-langkah berikut ini:

1. Ketika seorang anak laki-laki mencapai pubertas pada usia 11 sampai 14 tahun, sel kelamin jantan primitif yang belum terspesialisasi dan disebut dengan spermatogonium menjadi diaktifkan oleh sekresi hormon testosteron.

2. Masing-masing spermatogonium membelah secara mitosis untuk menghasilkan dua sel anak yang masing-masing berisi 46 kromosom lengkap.

3. Dua sel anak yang dihasilkan tersebut masing-masing disebut spermatogonium yang kembali melakukan pembelahan mitosis untuk menghasilkan sel anak, dan satunya lagi disebut spermatosit primer yang berukuran lebih besar dan bergerak ke dalam lumen tubulus seminiferus.

4. Spermatosit primer melakukan meiosis untuk menhasilkan dua spermatosit sekunder yang berukuran lebih kecil dari spermatosit primer. Spermatosit sekunder ini masing-masing memiliki 23 kromosom yang terdiri atas 22 kromosom tubuh dan satu kromosom kelamin (Y atau X).

5. Kedua spermatosit sekunder tersebut melakukan mitosis untuk menghasilkan empat sel lagi yang disebut spermatid yang tetap memiliki 23 kromosom.

6. Spermatid kemudian berubah menjadi spermatozoa matang tanpa mengalami pembelahan dan bersifat haploid (n) 23 kromosom. Keseluruhan proses spermatogenesis ini menghabiskan waktu sekitar 64 hari.

Oogenesis

Oogenesis merupakan proses pematangan ovum di dalam ovarium. Tidak seperti spermatogenesis yang dapat menghasilkan jutaan spermatozoa dalam waktu yang bersamaan, oogenesis hanya mampu menghasilkan satu ovum matang sekali waktu. Mari kita simak prosesnya lebih lanjut:

1. Oogonium yang merupakan prekursor dari ovum tertutup dalam folikel di ovarium.

2. Oogonium berubah menjadi oosit primer, yang memiliki 46 kromosom. Oosit primer melakukan meiosis , yang menghasilkan dua sel anak yang ukurannya tidak sama.

3. Sel anak yang lebih besar adalah oosit sekunder yang bersifat haploid. Ukurannya dapat mencapai ribuan kali lebih besar dari yang lain karena berisi lebih banyak sitoplasma dari oosit primer.

4. Sel anak yang lebih kecil disebut badan polar pertama yang kemudian membelah lagi.

5. Oosit sekunder meninggalkan folikel ovarium menuju tuba Fallopi. Apabila oosit sekunder difertilisasi, maka akan mengalami pembelahan meiosis yang kedua . begitu pula dengan badan polar pertama membelah menjadi dua badan polar kedua yang akhirnya mengalami degenerasi. Namun apabila tidak terjadi fertilisasi, menstruasi dengan cepat akan terjadi dan siklus oogenesis diulang kembali.

6. Selama pemebelahan meiosis kedua, oosit sekunder menjadi bersifat haploid dengan 23 kromosom dan selanjutnya disebut dengan ootid. Ketika inti nukleus sperma dan ovum siap melebur menjadi satu, saat itu juga ootid kemudian mencapai perkembangan finalnya menjadi ovum yang matang.

7. Kedua sel haploid (sperma dan ovum) bersatu membentuk sel zygot yang bersifat dipoid (2n).



Pembelahan Sel

Konsep Pembelahan sel

Tujuan Pembelahan Sel

Sel merupakan struktur terkecil dari makhluk hidup, oleh karena itu sel sangat menentukan fungsi dan bentuk dari organ atau jaringan yang disusunnya. Kumpulan dari banyak sel dengan struktur dan fungsi yang sama disebut jaringan dan kumpulan jaringan dengan tujuan fungsi tertentu disebut organ.
Untuk bisa mencapai jumlah banyak, sel melakukan pembelahan. Pembelahan sel mempunyai tujuan sebagai berikut :
• Regenerasi sel-sel yang rusak/mati
• Pertumbuhan dan perkembangan
• Berkembang biak (reproduksi)
• Variasi individu baru

Macam-macam Pembelahan Sel
Terdapat 3 macam pembelahan sel dengan tujuan dan fungsi yang berbeda, yaitu :

1. Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel dimana sel anak identik dengan sel induk. Tahapan pembelahan mitosis sebagai berikut :
    1. Profase :
    pada tahap ini yang terpenting adalah benang-benang kromatin
    menebal menjadi kromosom dan kromosom mulai berduplikasi menjadi
    kromatid.
    2. Metafase:
    pada tahap ini kromosom/kromatid berjejer teratur dibidang
    pembelahan (bidang equator) sehingga pada tahap inilah kromosom
    /kromatid mudah diamati dan dipelajari.
    3. Anafase:
    pada fase ini kromatid akan tertarik oleh benang gelendong menuju
    ke kutub-kutub pembelahan sel.
    4. Telofase:
    pada tahap ini terjadi peristiwa KARIOKINESIS (pembagian inti
    menjadi dua bagian) dan SITOKINESIS (pembagian sitoplasma
    menjadi dua bagian).


2.Pembelahan Meiosis
Meiosis atau pembelahan reduksi adalah pembelahan dengan proses yang hampir sama dengan pembelahan mitosis namun pada meiosis terjadi pngurangan (reduksi) jumlah kromosom.Meiosis terbagi menjadi 2 tahapan besar yaitu meiosis I dan meiosis II, masa istirahat antara keduanya disebut interfase.
Sel somatik manusia terdiri dari 46 kromosom (23 pasang kromosom), setengah berasal dari tiap orang tua. Masing-masing dari 22 autosom maternal memiliki kromosom paternal yang homolog. Pasangan kromosom ke 23 adalah kromosom seks yang menentukan jenis kelamin seseorang,
Sel ovum dan sperma hanya mempunyai setengah kromosom (haploid / n), apabila ovum dan sperma bersatu (fertilisasi) akan terbentuk zigot diploid (2n) yang akan tumbuh menjadi individu baru dengan gen hasil kombinasi dari ovum dan sperma.
Gangguan Pembelahan Meiosis
Kesalahan selama pembelahan meiosis dapat merubah :
1. Jumlah kromosom per sel
2. struktur tiap kromosom
Kedua kesalahan diatas bisa berakibat pada fenotip (sifat yang muncul pada individu).
2.1. Kesalahan Jumlah kromosom
Nondisjunction meiosis dapat terjadi jika homolog gagal berpisah selama anafase M-1 dan kromatid gagal berpisah selama M-2 yang pada akhirnya gamet memiliki jumlah kromosom yang abnornal.
Terdapat 2 gangguan jumlah kromosom :
1. Aneuploid
• Trisomik (2n+1)
• Monosomik (2n-1)
2. Poliploid
• Triploid (3n)
• Tetraploid (4n)
2.2 Kesalahan Struktur Kromosom
Perubahan struktur kromosom dapat menyebabkan terjadinya empat macam struktur, yaitu :
• Delesi
• Duplikasi
• Inversi
• Translokasi
a. Delesi
b. Duplikasi
c. Inversi
d. Translokasi
3. Pembelahan Amitosis
Amitosis adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-sel yang bersifat prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang biru.