BAB V SITOSKELETON I.
PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan tentang sitoskeleton, komponen-komponen primernya yang meliputi mikrofilamen, mikrotubul dan filamen intermediet. Peran dan fungsi masing-masing sitoskeleton juga dibahas dalam bab ini. Setelah mengikuti kuliah pokok bahasan ini diharapkan mahasiswa dapat membedakan
struktur
mikrotubul,
mikrofilamen
dan
filamen
intermediet,
menjelaskan peranan mikrotubul dalam pengaturan letak organela dalam sel dan dapat menjelaskan peran mikrotubul sebagai dasar gerakan sel. II.
MATERI A. SITOSKELETON Sitoskeleton adalah khas untuk sel eukariot. Merupakan struktur tiga dinamik yang mengisi sitoplasma. Struktur ini berfungsi sebagai otot dan rangka untuk pergerakan dan stabilitas. Fiber/serabut panjang dari sitoskleton merupakan subunit polimer. Komponen utama dari sitoskeleton adalah mikrofilamen, mikrotubul dan intermediet. Mikrofilament Mikrofilament
sangat
kecil,
fiber
protein
berdiameter
3-6 nm.
Mikrofilamen mayoritas terdiri dari protein kontraktil yang disebut aktin, protein yang terdapat dalam jumlah banyak dalam sel. Penggabungan mikrofilamen dengan protein myosin berguna untuk kontraksi otot. Mikrofilamen juga dapat digunakan untuk pergerakan sel seperti pergerakan halus (gliding), kontraksi dan sitokinesis. Mkrofilaments with fluorescent label
Gambar 5.1 Mikrofilamen
Mikrotubul Mikrotubul merupakan tabung silinder dengan diameter 20 20-25 nm. Tersusuri dan subunit protein tubulin yang disebut alfa dan beta tubulin. Mikrotubul berfungsi alat untuk menentukan bentuk sel, menyediakan jalur untuk organel dan vesikel untuk bergerak. Mikrotubul juga membentuk fiber spindle (benang-benang benang fiber) untuk memisahkan kromosom selama mitosis. Dalam flagela dan silia mikrotubul digunakan sebagai lokomotif
Gambar 5.2. Mikrotubul Filamen Intermediet Filamen
intermediet
berdiarneter
10
nm
dan
berfungsi
untuk
memberikan kekuatan tekanan dalam sel. Ada beberapa tipe filamen intermediet yang masing-masing masing dibangun oleh satu atau lebih ih protein. •
Keratin yang ditemukan dalam sel epitel dan juga membentuk rambut dan kuku
•
Lamin inti yang menstabilisasi selaput inti.
•
Neurofilament menguatkan axon syaraf yang panjang. panjang
•
Vimentin memberi kekuatan mekanik otot dan sel lain.
Gambar 5.3. Filamen intermediet sel epitel Sebagai contoh adalah sitoskeleton dalam sel epitelial Dalarn
sel
epitel/kulit
usus
halus
terdapat
tiga macam
fiber.
Mikrofilamen terdapat dalam filli yangmemberikan bentuk permukaan sel. Mikrotubul tumbuh dari da sentrosom ke sel perifer. Fimane inte intermediet menghubungkan sel yang berdekatan lewat desmosorn.
Gambar 5.4. Komponen sitoskeleton sel s epitel usus halus B. PERGERAKAN SEL EKSTERNAL EK Pergerakan sel dilakukan dengan silia dan flagela. Silia berstruktur seperti rambut yang dapat bergerak mengakibatkan pergerakan sel. Silia juga ditemukan pada eukariot, contohnya pada trakea dan oviduct. Flagela merupakan alat mirip cambuk yang menyebabkan yebabkan pergerakan sel. Lebih panjang daripada silia tapi mempunyai struktur internal yang mirip te erbuat dari mikrotubul. krotubul. Flagela pada eukariot eukar dan prokariot sangat berbeda. Flagela
dan
silia
mempunyai me
suatu
susunan
mikrotubul
9+2.
Penyusunan ini menunjukkan menunjukkan 9 pasangan mikrotubul yang menyatu pada permukaan luar silinder dan 2 mikrotubul krotubul yang tidak rnenyatu di pusat silinder. Tangan dynein pada mikrotubul yang berfungsi ngsi sebagai penggerak molekuler. Tangan dynein yang mengalami kerusakan (defect) menyebabkan infertilitas pada laki-laki laki dan juga dapat menyebabkan problem sinusitis sinusitis saluran pernapasan.
Electron Micrograph Microg of the cross-section section of a sperm tail
Cross-section of sperm tail with defective dynein
Gambar 5.5. Ekor sperma C. PERGERAKAN SEL INTERNAL Sitoskeleton ber berfungsi sebagai jalur dimana na sel dapat menggerakkan organela, mosom dan lain-lain. lain Sebagai contoh: •
Pergerakan vesikel antara an organela dan permukaan sel
•
Arus sitoplasma
•
Pergerakan vesikel pigmen untuk proteksi pewarnaan
•
lonisasi vesikel dalam pengaturan air pada protozoa
•
Pembelahan sel-sitokinesis sitokinesis
•
Pergerakan kromosom selama selam mitosis dan meiosis
•
Pergerakan vesikel pigmen untuk pewarnaan pelindung
Motor/penggerak sel Sel mempunyai punyai protein motor/penggerak yang mengikat dua molekul dan n menggunakan ATP sebagai energi, energi, menyebabkan suatu molekul bergerak dalam hubungannya dengan molekul yang lain. Dua Du macam protein motor tersebut adalah myosin dan actin, dan dynein atau kinesin dan mikrotubul. Protein-protein ini mempunyai ujung u ung motor, tapi mempunyai struktur molekul yang berbeda-beda beda pada ujung pengikatan. Pengikatan protein ini dapat menyebabkan pergerakan organela dan molekul yang yang lain untuk bergerak. Family of kinesin motors
Gambar 5.6. Ujung pengikatan yang berbeda pada kelompok motor kinesin
Ketika dihubungkan dengan mikrotubul yang lain, protein motor dapat menyebabkan pergerakan apabial ujungnya Iengkap dan akan mengalarni pemanjangan apabila ujungnya bebas (Gambar 5.7) Protein motors can cause motion
Protein motors microtubules
Gambar 5.7. Protein motor moto penyebab pergerakan Motor/penggerak yang rusak Pada individu idu yang sehat, protein protein dystrophin adalah bagian dari hubungan ngan antara sitoskeleton sel dan protein adesi diluar sel. Pada Duchenne Muscular Dystrophy, gen yang mengkode dystrophin mengalami kerusakan (defect)) menyebabkan degenerasi otot dan kematian. ke Penyakit ini X-linked recessive dan terjadi jadi 1 kali tiap 3.500 pria. D. TUGAS DAN LATIHAN SOAL 1. Terangkan bagaimana mikrotubul berperandalam pergerakan sel! III. PENUTUP Ringkasan •
Mikrofilamen dan mikrotubul merupakan protein berfiber ber iber yang ditemukan pada eukariot, berperan dalam pergerakan sel. sel
•
Silia dan flagela merupakan struktur permukaan ukaan khusus yang menggerakan sel pada medium cair. Modifikasi pada silia dan flagela dapat terjadi seperti pada sel sperma mamalia. Pada bab berikutnya akan dibahas tentang te ribosom dan peranannya annya dalam
sintesis protein.
