Cell Structure and Function

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 Eukaryote: Single cells, colonies, multi-cellular

Prokaryotes: Single cell

Eukaryotic Cell Types : Animal vs. Plant

The CELL



Membran sel



Membran system



Membranous organella



Nonmembranous

√ 

CYTOPLASMA VS CYTOSOL

Terdiri Biomembran

ORGANELLA

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






Nonmembranous




Terdiri Biomembran

ORGANELLA

• 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 :

membrane surface

1. Phospholipid : one polar

E-face

(hydrophilic) head and two

nonpolar (hydrophobic) fatty acid tails = lipid bilayer

noncovalent bonds

Cholesterol (dlm plasmalemma)

can limit lateral fluid movement  contribute to the mechanical

stability of the plasmalemma. Unidentical membrane surface

P-face

Lipid rafts are microdomains containing cholesterol, sphingolipids, and certain membrane proteinsn  sites for signaling across the plasma membrane

2. Karbohidrat :

Membran Sel

• 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..

3. Protein  p.u bentuk globular

Membran Sel

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 pasive

Passive transport • difusi & osmosis

?

?

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 (ABCtransporters) : 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

√ 




Nonmembranous




Terdiri Biomembran

ORGANELLA

Mitochondria

Endoplasmic reticulum

Golgi apparatus

lysosomes

MEMBRANOUS ORGANELLA

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

Mitochondria

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

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.

• Mitochondr • mtDNA was found to vary accordingia 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


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



SER • Membran lebih tipis dari membran sel • Bentuk: – Lamellar – Vesikular – Tubular

• • • •

Dinamik Untuk metabolisme molekul kecil Utk Mx detoksifikasisel Terlibat dlm sintesa lipid & steroid


RER • T.u lamellar saling berhubungan • Ditempeli ribosom via riboforin • Utk sintesa protein • Dpt menjadi SER


lysosomes

Nucleus

Golgi apparatus • STRUKTUR : Seperti sekumpulan kantungkantung 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.

Golgi apparatus FUNGSI : • Sintesa polisakarida • Modifikasi produk2 sekresi (via glikosilasi) • Menyeleksi produk2 sekresi

• Mengemas produk2 sekresi • Mengkonsentrasikan & penyimpanan produk2 sekresi


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

Lysosome FUNGSI : • Pencernaan seluler : Mengandung + 40 enzym (hidrolitik) untuk pencernaan intersel. pH optimal : + 5. (asam)

MACAM :

Lysosome

• 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

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.


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




√ 

Nonmembranous




Terdiri Biomembran

ORGANELLA

Ribosomes

Cytoskeleton

NONMEMBRANOUS ORGANELLA

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

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

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

BASAL BODIES

-Spt cilia, lbh panjang

-Dr migrasi Centriol ke apex

-Axoneme terpisah dg plasmalemma

-Berada di dasar cilia dan flagella - Struktur mirip Centriol

Cell Structure and Function

Recommend Documents