BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel dikendalikan oleh suatu organel yaitu nukleus. Nukleus merupakan organel yang penting karena nucleus sebagai pengendali semua kegiatan sel, tanpa adanya nukleus maka kegiatankegiatan sel tidak dapat berlangsung. Tidak dapat berlangsungnya kegiatan di sel tentu akan mengganggu fungsi jaringan serta organ dalam tubuh kita, serta tanpa adanya nukleus maka sel tidak akan dapat hidup dalam waktu yang lama. Dengan fungsi tersebut tentunya nukleus memiliki struktur yang khas sebagai penompang fungsi-fungsi tersebut. Struktur nukleus akan membantu dalam pelaksanaan tugas-tugasnya.
1.2
Rumusan Masalah Dari latar belakang di atas dapat dirumuskamn masalah sebagai berikut: 1.
Bagaimana struktur dari nukleus?
2.
Apa saja yang terkandung dalam nukleus serta bagaimana hubungannya dengan fungi nukleus?
3. 1.3
Apa fungsi dari nukleus?
Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk: 1. Mengetahui struktur dari nukleus 2. Mengetahui apa saja yang terkandung dalam nukleus 3. Mengetahui fungsi nukleus yang relevan dengan strukturnya. Nukleus | 1
BAB II PEMBAHASAN
2.1
Fungsi Nukleus Nukleus memiliki peran atau fungsi yang sangat penting diantaranya sebagai berikut:
2.2
1.
Mengendalikan seluruh kegiatan sel
2.
Mengeluarkan RNA dan subunit ribosom ke sitoplasma
3.
Mengatur pembelahan sel
4.
Membawa informasi genetik
Struktur Nukleus Nukleus memiliki peran yang sangat vital dalam kehidupan sebuah sel. Peranan nukleus dalam hal ini adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel serta membawa informasi genetik yang diturunkan ke generasi berikutnya. Informasi genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang disebut DNA (Deoxyribonucleic acid). DNA pada umumnya tersebar di dalam nucleus sebagai matriks seperti benang yang disebut kromatin. Ketika sel akan memulai membelah, kromatin akan berkondensasi membentuk struktur yang lebih padat dan memendek yang selanjutnya disebut kromosom. Kromosom tersusun atas molekul DNA dan protein histon. Struktur di dalam nukleus yang merupakan tempat berkonsentrasinya molekul DNA adalah nukleolus (anak inti.). Nukleolus berperan sebagai tempat terjadinya sintesis molekul RNA (Ribonucleic acid) dan ribosom. RNA
Nukleus | 2
merupakan hasil salinan DNA yang akan ditransfer ke sitoplasma untuk diterjemahkan menjadi rantai asam amino yang disebut protein. Nukleus terdiri dari beberapa bagian yakni : 1. Selaput Inti (Membran inti) Membran sel inilah yang membedakan antara sel eukaripotik dengan sel prokariotik, dimana pada sel prokariotik tidak ada membran sel.Membran sel ini disebut juga karyotecha, dari kata karyon=inti; dan techa = kulit. Membran inti adalah bagian terluar dari inti sel. Fungsi membran inti sel secara keseluruhan adalah mengadakan pertukaran zat dengan sitoplasma. Pada membran inti, terdapat pori yang berfungsi dalam pertukaran makromolekul. Melalui membran sel inilah nukleus dapat mengeluarkan berbagai macam RNA dan sub unit ribosom ke sitoplasma karena memiliki struktur sebagai berikut: Dalam mikroskop elektron menunjukkan bahwa membran nukleus memiliki 2 lapis membran unit pararel yang dipisahkan oleh celah sempit berukuran antara 40-70 nm yang disebut sisterna perinukleus atau intermembran space. Lembaran yang terdapat di sebelah dalam disebut selaput dalam atau selaput nukleoplasmik, sedangkan lembaran luar disebut juga dengan selaput sitosolik. Selaput nuklear tidak berupa lembaran-lembaran yang utuh. Namun, seperti penapis, selaput nukleus memiliki lubang-lubang dibeberapa tempat. Lubanglubang tersebut dinamakan pori nuklear. Pori nuklear ini terbentuk akibat menyatunya dwilapis lipida sari selaput luar-dalam. Adanya pori nuclar ini membantu memudahkan pengangkutan bahan dan senyawa makro dari sitoplasma. Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein. Pori nukleus tersusun atas 4 subunit, yaitu subunit kolom, subunit anular, subunit lumenal, dan subunit ring. Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus, subunit anular berguna untuk Nukleus | 3
membentuk spoke yang mengarah menuju tengah dari pori nukleus, subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran nukleus, sedangkan subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus. Selaput luar selubung berhubungan langsung dengan Retikulum endoplasma. Permukaan sitosolik ditempeli oleh ribosom yang terlibat dalam sintesis protein. Berdasarkan strukturnya, dapat dinyatakan bahwa terdapat tiga cara pengangkutan dari dan ke sitoplasma. Cara pertama merupakan cara langsung dengan melewati pori nuclear. Cara kedua merupakan pengangkutan lewat selaput dalam menuju ke ruang perinuklear dan diteruskan ke sisterna reticulum endoplasma. Cara ketiga adalah dengan jalan pinositosis (proses dimana partikelpartikel kecil yang berupa cairan ditangkap oleh sel dengan cara memecah partikelpertikel kecil tersebut menjadi partikel-partikel yang lebih kecil). 2. Anak Inti (Nukleolus) Struktur nukleolus (anak inti) disebut juga butir inti. Nucleoli (jamak) akan terlihat di bawah pengamatan mikroskop electron sebagai sebuah atau lebih bangunan basofil yang berukuran lebih besar daripada ukuran butir-butir kromatin. Dibawah mikroskop nukleus dibedakan menjadi 2 bagian: Nukleonema yang berbentuk bunga karang (trbeculae) dan gelap. Dan pars amorpa berupa celah-celah yang terang. Sejak periode Mikroskop elektron nukleolus disebutkan memiliki 4 bagian: Daerah butiran mengandung butiran-butiran yang bundar, gelap, diameter 1520 nm, sedikit lebih kecil daripada ribosom. Dinding serat memiliki serat-serat berdiameter 5 – 10 nm. Kedua daerah butiran dan daerah dihubungkan oleh semacam benang halus dan sama terendam dlam kandung matriks. Nukleus | 4
Daerah kromatin terdiri dari serat-serat yang lebih terang dari daerah serat, berdiameter 10 nm, membentang dari satu sisi ke sisi lain nucleolus. Pusat pengatur nucleolus ini terletak pada daerah gentingan setiap kromatin, dan selama interfase selalu terletak pada bagian dalam nucleolus. Besar nukleolus sesuai dengan aktifitas sel. Jika nukleolus besar, berarti sel giat mensintesa. Ribosom dengan (dengan ARN-r) disintesa oleh AND di dalam nukleolus, dan diangkut ke sitoplasma lewat pori inti. Tiga jenis nukleoli: ada jenis yang berongga ada berlobang-lobang terang di dalam daerah yang gelap. Nukleoli jenis ini terdapat pada sel hati, leukosit, limfoblast (sel induk limfosit), meiloblast. Pada jenis padat tak berlobang-lobang terang, semua bagian nukleolus homogen. Pada jenis cincin daerah gelap membentuk cincin di sebelah luar bagian terang yang berupa lobang besar di tengah. Jenis cincin ini terdapat pada sel otot, endotel, dan sel plasma. Bentuk dan ukuran nukleolus teratur dan tetap pada sel normal, dan menjadi tak karuan dan tetap pada sel tumor. Pada penderita leukemia limfoblast yang parah jenis cincin ditemukan bersama jenis berongga yang normal. Nukleus dapat menjalankan fungsi di atas karena memiliki struktur sebagai berikut.
Membran nukleus Membran sel inilah yang membedakan antara sel eukaripotik dengan sel
prokariotik, dimana pada sel prokariotik tidak ada membrane sel. Melalui membran sel inilah nukleus dapat mengeluarkan berbagai macam RNA dan sub unit ribosom ke sitoplasma karena memiliki struktur sebagai berikut: Nukleus | 5
Dalam mikroskop elekrton menunjukkan bahwa membran nucleus memiliki 2 lapis membran unit pararel yang dipisahkan oleh celah sempit berukuran antar 40-70 nm yang disebut sisterna perinukleus atau intermembran space. Bersama-sama, pasangan membran inti serta celah diantarnya merupakan selapu inti. Setipa lapis membran strukturnya sama dengan struktur membran organel yang lain, yaitu adanya pospolipd bilayer. Membran luar dari selaput inti berhubungan langsung dengan sistem membran sitoplasma yang dikenal dengan reticulum endoplasma. Karena itu membran luar inti dan reticulum memiliki satu cirri sama yaitu keduanya ditaburi oleh ribosom, yang merupakan organel yang berperan dalam sintesis protein. Dalam membran nukleus terdapat lamina fibrosa yaitu struktur protein yang berhubungan erat dengan selaput inti, yang variasi ketebalannya antar 80300 nm tergantung dari sel yang diamati, namun pori membran nukleus tidak ditutupi oleh struktur ini. Lamina fibrosa terdiri dari 3 lapis polipeptida, disebut lamin, yang merupakan bagian dari matriks inti. Lamin inilah yang akan berperan saat pembelah sel. Saat fase telofase lamin inti akan terfosforilasi dan saat telofasi pori dan lamin akan mengalami defosorilasi yaitu lamina inti terbentuk kembali. Maka pada saat profase membran nukleus akan hilang akibat dari terfosforilasinya lamin. Dalam membran nukleus terdapat pori inti yang menyediakan jalan diantara inrti dan sitoplasma. Pori ini begaris tengah rata-rata 70 nm. Pori ini tidak terbuka namun dijembatani oleh sebuah membran kedap elektron berupa difragma protein lapis-tunggal. Struktur ini lebih tipis dari membran yang membentuk selaput inti. Permeabilitas inti terhadap molekul sangat bervariasi namun semua pori permeable terhadap beberapa molekul misalnya mRNA, protein sitoplasma. Berikut struktur dari pori pada membran nukleus.
Kromatin
Nukleus | 6
Kromatin pada saat interfase tampak sebagai butir-butir yang tersebar pada seluruh inti tanpa adanya benang-benang kromosom. Namun sebaliknya, jika inti sel sedang bermitosis buti-butir kromatin tidak terlihat dan akan tampak benang-benang kromosom. Istilah kromosom diperuntukan bagi kromatin yang membentuk gambaran sebagai batang-batang halus saat pembelahan sel. Kromosom tersusun atas molekul DNA (16%), RNA (12%) dan nucleoprotein (72%). Nukleoprotein sendiri tersusun atas berbagai jenis protein, yaitu protamin, histon, nonhiston dan berbagai enzim di antaranya polymerase DNA dan RNA. Karena memiliki komatin inilah maka nukleus berfungasi sebagai imformasi genetik serta pengendali seluruh kegiatan sel. Pengendali seluruh kegiatan sel, karena dalam nukleus terdapat kromatin yang didalamnya terdapat DNA, melalui DNA inilah protein disintesis dengan bantuan RNA dan enzim. Protein merupakan molekul yang sangat penting bagi sel dan tubuh kita, karena enzim , hormon dan antibodi memerlukan protein
Nukleolus Struktur nukleolus (anak inti) akan terlihat di bawah pengamatan mikroskop electron sebagai sebuah atau lebih bangunan basofil yang berukuran lebih besar daripada ukuran butir-butir kromatin. Nukleolus merupakan tempat berlangsungnya transkripsi gen yang dari proses tersebut didapatkan molekul rRNA. rRNA adalah salah satu jenis RNA yang merupakan materi penyusun ribosom. Molekul rRNA yang baru terbentuk segera dikemas bersama protein ribosom untuk dikeluarkan dari inti sel. Transkripsi molekul rRNA di dalam nukleolus menjamin terbentuknya molekul ribosom yang ada di dalam sitoplasma. Untuk kebutuhan tersebut, maka di dalam anak inti terdapat sejumlah potongan-potongan DNA (rDNA) yang ditranskripsi menjadi rRNA secara berulang-ulang dan berjalan sangat cepat dengan bantuan enzim RNA polymerase I. Potongan-potongan DNA tersebut dinamakan nucleolar organizer. Nukleus | 7
Kandungan RNA dalam anak inti jika dibandingkan dengan bagian lain dari inti sel adalah tidak tetap, yaitu diperkirakan 5%-20%.
Nukleoplasma Nukleoplasma merupakan substansi transparan, semi solid (agak padat), yang terletak di dalam nukleus. Komposisi tersusun dari asam, nukleat (DNA & RNA), yang merupakan materi genetik, protein dan garam-garam mineral. a.
Asam Nukleat Asam terdapat dalam dua bentuk, yaitu: asam dioksiribosa (DNA) dan ribosa (RNA). Biasanya dalam nukleus kedua asam nukleat ini bergabung dengan protein yang disebut nukleuprotein. Banyaknya DNA dalam nukleus bervariasi. Misalnya pada nukleus sel salamander (Amphibia) mengandung DNA lebih banyak dibandingkan dengan nukleus sel mamalia.
b.
Protein Nukleus Jenis protein yang terdapat pada nukleus (Nukleuprotein) yaitu, protamin dan histon. Selain kedua jenis protein ini pada nukleus terdapat protein lain yang bersifat asam, yaitu: nonhiston protein dan enzim nukleus
c.
Garam-garam Mineral Nukleus mengandung sejumlah kofaktor, prekursor dan mineral NAD, ATP, dan acetil CoA. Hasil analisis abu nukleus mengandung unsur fosfor kalium, natrium, kalsium dan magnesium. Fosfor banyak terdapat pada nucleolus.
DNA Molekul DNA dikenal sebagai materi genetik yang menyimpan semua informasi penting tentang segala aktivitas sel yang harus dilakukan melangsungkan
sebuah
kehidupan.
DNA atau
Deoxyribonucleic
acid
Nukleus | 8
diibaratkan sebagai perpustakaan besar yang didalamnya terdapat buku-buku penting (gen) dan tersimpan rapi di dalam inti sel. Molekul DNA memiliki struktur berupa dua untai polinukleutida (double strand) yang masing-masing untai polinukleutida tersusun atas rangkain nukleutida dalam bentuk deoksiribonukleutida. Setiap molekul nukleutida terdiri atas tiga gugus, yaitu gugus gula pentosa dalam bentuk deoksibosa, gugus fosfat dan gugus basa nitrogen. Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu : -
Gula karbon (2-deoksiribosa)
-
basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin=A) dan guanin (guanin = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine=C) dan timin (thymine=T)
-
gugus fosfat
RNA RNA
(ribonucleic
acid)
atau
asam
ribonukleat
merupakan
makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik. RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus. RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein. RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim (ribozim) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain. a. Struktur RNA Nukleus | 9
RNA merupakan rantai tungga polinukleotida. Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu : -
5 karbon
-
basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
-
gugus fosfat Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu
molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA. b.
Tipe RNA RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA (messenger RNA) atau RNAd (RNA duta), tRNA (transfer RNA) atau RNAt (RNA transfer), dan rRNA (ribosomal RNA) atau RNAr (RNA ribosomal).
c.
RNAd RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma). Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida. RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.
d.
RNAr
Nukleus | 10
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30-46% molekul RNAr dan 7080% protein. e.
RNAt RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom. Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek (disebut antikodon). Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon. Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.
Nukleus | 11
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan Dari materi yang telah diuraikan dapat ditarik kesimpulan bahwa nucleus memiliki peran yang penting dalam kelangsungan hidup suatu sel. Karena di alam sel tejadi reaksi-reaksi yang sangat penting diantaranya adalah replikasi DNA dan transkripsi DNA.
3.2
Saran Tentunya makalauh ini masih banyak kekurangan, sebagai penulis saya memiliki saran agar adanya penulisan yang lebih lanjut mengenai struktur dan fungsi nucleus agar ilmu ini dapat berkembang dan berguna bagi generasi berikutnya.
Nukleus | 12
DAFTAR PUSTAKA
Cormack, H.David.1994.HAM HISTOLOGI.Jakarta;Binapura Aksara Junqueira, L. Carlos, Jose Carneiro, Robert O. Kelley.1998.HISTOLOGI DASAR edisi ke-8. Jakarta; Penerbit Buku Kedokteran EGC Marianti, Samadi dan Aditiya, 2006.Biologi Sel, Semarang :Unnes Neil, A Campbell, Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchell. 2002. BIOLOGI. Edisi ke5.Jakarta:Erlangga Nugroho, L. Hartanto, 2004.Biologi Dasar, Yogyakarta Penebar Swadaya Sheeler, Phillip, Donald E. Bianchi.1979.CELL BIOLOGY:Structure, Biochemestry, and Function.California;Congress Cataloging in publication Syamsuri, Istamar, dkk.2007.BIOLOGI untuk SMA kelas IX.Jakarta;Erlangga Winatasasmita , Djamhur, 1986.Biologi Sel, Jakarta :Karanika Jakarta Universitas Terbuka Yatim, Wildan, Biologi Modern, Bandung :Tarsito, 2003
Nukleus | 13
