Sunday, May 25, 2014

SEL, KLASIFIKASI DAN BENTUK KEHIDUPAN LAINNYA Tujuan Intruksional 1. Umum Setelah menyelesaikan kuliah ini mahasiswa dapat membedakan antara sela prokariot dan eukariot serta partikel virus. 2. Khusus Setelah mengikuti materi kuliah ini, mahasiswa mampu : Menjelaskan perbedaan antara organisasi sel prokariot dan sel eukariot Menjelaskan struktur sel dari masing-masing organisme prokariot secara umum. Menjelaskan struktur sel eukariot secara umum Menjelaskan perbedaan struktur organel antara sel hewan dan tumbuhan. Menjelaskan struktur partikel virus secara umum. Menjelaskan macam partikel virus berdasarkan kandungan asam nukleatnya.

 Sel merupakan unit dasar dari susunan atau struktur seluruh bahan hidup (living matter) dan dapat di definisikan sebagai suatu unit aktifitas biologis yang dibatasi oleh membran semi permiabel. Sel juga mampu melakukan “self reproduction” dalam suatu medium bebas selain dari sistem hidupnya walaupun hal ini tidak berlaku secara menyeluruh. Telah dikemukakan sebelumnya bahwa ada pengecualian tentang beberapa bentuk kehidupan lainnya dan bentuk ini tidak dikelompokkan sebagai sel diantaranya adalah virus dan bentuk sederhana lainnya yang dikenal sebagai PPLO. Bentuk ini juga akan dibicarakan dalam bab ini. Virus Virus merupakan satu bentuk kehidupan yang berbeda. Virus merupakan kelompok kehidupan yang sangat primitif dan unit kehidupannya sangat sederhana. Virus berasal dari bahasa latin yaitu venum yang berarti cairan beracun (poisonous fluid). Virus memiliki kehidupan yang sederhana pengganti organel yang ada pada bakteri, dengan demikian virus tidak memiliki membran plasma, sitoplasma ataupun inti . Virus memiliki material genetik yang sangat spesifik. Ukuran virus antara 100 – 2500 A° dan ukuran kebanyakan virus lebih kecil dari bakteri. Tetapi, beberapa virus ada yang kadang-kadang memiliki ukuran lebih besar dari bakteri misalnya Psittacos yang diameternya 0,75 µ. Ditinjau dari struktur, pada umumnya virus memiliki tubuh yang geometris teratur. Struktur virus terdiri dari core (inti) yang memiliki salah satu dari asam nukleat yaitu DNA atau RNA saja. DNA atau RNA dibungkus oleh protein yang disebut sebagai kapsid. Kapsid terdiri dari sejumlah (sedikit) atau ribuan molekul protein yang disebut sebagai kapsomer, bentuk kapsomer bisa bervariasi seperti hollow prisma, hexagonal, pentagonal dan lain-lain. Susunan dari masing-masing kapsomer menentukan bentuk dari partikel virus atau disebut sebagai viron. Berdasarkan bentuknya, virus yang simetris digolongkan atas tiga golongan, yaitu : 1. Virus yang berbentuk kubus Contoh : Adenovirus, Turnip Yellow Mosaic Virus. 2. Virus yang berbentuk helical Contoh : Bacteriophage dan Tobacco Mozaic Virus (TMV). 3. Virus yang lebih kompleks Contoh : Pox virus, Vaccina virus 1 2 3 Gambar 3. Berbagai tipe virus. 1. Adenovirus (computer generated image Copyright Russell Kightley Mediarkm.com.au (http://www.grandarts.com/exhibits/ARockman.html), 2. Elektronenmikroskopische Darstellung undschematischer Aufbau von Tabakmosaikvirus (TMV) (http://www.uni-hohenheim.de/biologie/Biologie_Virologie.htm) 3. Variola Virion Electron microscope picture of one virus particle.The variola virus causes smallpox. (http://dermatology.about.com/library/blvarelec2photo.htm) Beberapa virus ternyata ada yang tidak memiliki capsid disekitar asam nukleat dan disebut sebagai “viral chromosome”, contohnya adalah virus potato spindle tuber. Yang lebih terspesialisasi lagi adalah yang termasuk virus influenza dan mump virus yang memiliki lapisan pembungkus sekeliling capsid. Gambar 4. Adenovirus Morphology (http://www.qbiogene.com/adenovirus/about/) (http://micro.magnet.fsu.edu/cells/virus.htm) Klasifikasi Virus Virus dapat diklasifikasikan berdasarkan inangnya (host), pertama adalah virus bakteri (Bacterial virus atau Bakteriophage), kedua virus tanaman dan ketiga virus hewan. Virus Bakteri (Bacterial Virus atau Bakteriophage) Virus yang termasuk kelompok ini biasa hanya terdiri satu spesies bakteri saja. Ukuran dan bentuknya sangat bervariasi contoh yang sangat populer adalah T4 bacteriophage yang menginfeksi bakteri-bakteri colon yaitu E. coli. Struktur virus ini mirip dengan “landing module” yang mendarat di bulan. Gambar 5. Virus T4 – Bakteriofag http://micro.magnet.fsu.edu/cells/virus.html (figure 1), (http://e-courses.cerritos.edu/mcovill/BioIMAGES/bacteriophage%20image.gif) Virus Tanaman. Virus ini merupakan parasit pada tanaman. Semua virus yang termasuk kelompok ini mempunyai ribonukleoprotein contohnya adalah: Tobacco Rattle Virus (TRV), Tobacco Mosaic Virus (TMV), Potato Virus, Turnip Yellow Virus (TYP) dll. Gambar 6. Virus TMV dan TYP. (http://www.apsnet.org/education/feature/TMV/Images/TMVdraw.htm) (http://rhino.bocklabs.wisc.edu/virusworld/ICTV8/tym-turnip-yellow-mosaic-ictv8.jpg) Virus Hewan Virus ini menginfeksi hewan termasuk manusia dan biasanya penyakit yang ditimbulkannya fatal. Berbentuk polihedron atau spherical dan material genetiknya biasanya terdiri DNA atau RNA saja. Kapsidnya selaputi oleh suatu pembungkus. Termasuk virus hewan adalah : Small Pox Virus, Herpes virus, Poliomyelitis, Influenza virus dan lain-lain. Poliomyelitis merupakan virus hewan yang banyak di pelajari dan saat ini Avian Flu atau yang dikenal sebagai flu burung yang disebabkan virus H5N1 merupakan virus hewan yang sangat berbahaya dan mematikan baik pada unggas atau pada manusia. Saat ini sedang serius di teliti karena kemungkinan virus ini untuk bermutasi sangat tinggi. Gambar 7. Virus influenza (http://www.rkm.com.au/VIRUS/Influenza/flu-structure.html) dan Virus H5N1(http://webpublic.ac-dijon.fr/pedago/svt/schemassvt/article.php3?id_article=755) Mekanisme infeksi dari animal virus adalah sebagai berikut : Masuk dengan cara menempel pada permukaan sel selanjutnya ada prosesi pinositosis atau fagositosis pada membran sel, cangkangnya tinggal diluar membran dan selanjutnya hanya material genetiknya yang memasuki sel dalam bentuk asam nukleat yang berbentuk spiral dan dalam sel host ini virus kemudian memperbanyak diri dan membentuk sejumlah besar partikel virus yang baru dengan menggunakan enzim duplikasi yang ada pada sel host. dan selanjutnya virus- virus baru akan dibebaskan melalui sel host yang telah di lisis ( sel host rusak dan mati ). Gambar 8. Daur hidup virus PPLO ( The Pleuropneumonia-like Organisms). Merupakan mikro organisme hidup lainnya yang mirip bakteri tetapi berbeda karena tidak memiliki dinding sel dan mesosome dan memiliki struktur yang sederhana, sitoplasma dapat berubah, ukurannya lebih besar dari virus tetapi kecil dari bakteri yaitu antara 0.1 – 0.3 µ. PPLO yang paling banyak di pelajari adalah mycoplasma. diantaranya adalah M.laidlawaii yang memiliki diameter 0.1 µ. Mycoplasma ini merupakan mikroorganisme saprophit banyak ditemukan di kompos, rawa, tanah dan pelimbahan. Jenis lainnya adalah M. gallipsepticum diameternya adalah 0.25 µ, merupakan parasit pada sel dan cairan sel dari organ pernafasan binatang berdarah panas dan menyebabkan berbagai penyakit respirasi kronis. Struktur dari PPLO PPLO juga merupakan prokariot, tubuhnya dibungkus membran plasma yang mempunyai ketebalan 75 A°. Memiliki molekul DNA yang terdapat dalam daerah inti. dalam bentuk fibril atau doubel helix yang sirkular dan tidak diselaputi membran inti. Juga ditemukan ribosom dan komponen yang berperan dalam sintesa protein terdapat pada daerah inti. PPLO juga memiliki sejumlah enzim yang berperan dalam sintesa protein. Gambar 9. PPLO (http://www.unc.edu/depts/tcf/badbug_index.htm) Mycoplasma gallisepticum strain R(low) Genome Project (http://web.uconn.edu/cevr/genome.html) Klasifikasi Organisme Seluler Ditinjau dari klasifikasinya organisme seluler dapat dikelompokkan menjadi dua bentuk yaitu : pertama organisme yang hanya terdiri dari satu sel yang dikenal sebagai organisme uniseluler. Kedua organisme yang terdiri dari banyak sel yang disebut sebagai organisme multiseluler. A. Prokariot (Pro = primitif, karion = inti) Hanya memiliki satu membran pembungkus yang dikenal sebagai “one envelope sistem”. Bagian tengah sel merupakan daerah inti, inti tidak punya selaput inti, daerah inti hanya merupakan sitoplasma yang mengental. Sitoplasma tidak memiliki organel seperti mitokondria, badan golgi, endoplasmik retikulum dan lainnya. Yang termasuk prokariot antara lain adalah : bakteri, PPLO dan ganggang biru. Bakteri Memiliki ukuran mikroskopis, uniselular, reproduksinya dilakukan secara asexual. Penutup luarnya (auto covering) terdiri dari tiga lapisan yang terdiri dari membran plasma, dinding sel dan kapsul. Pada bakteri tertentu. membran plasmanya tipis dan terdiri dari protein dan lipid. Bagian dalam membran plasma mempunyai enzim respirasi berfungsi seperti mitokondria, pada organisme eukariot. bagian ini disebut sebagai mesosom. Dinding sel bakteri kuat, rigid, terdiri dari karbohidrat, lipid, protein, fosfor dan beberapa garam organik dan asam amino tertentu yaitu diaminopimelic acid. Dalam penggolongannya bakteri yang dapat diwarnai dan bila dapat diwarnai dengan pewarnaan gram disebut sebagai bakteri gram positif. Capsul, merupakan lapisan pelindung pada kebanyakan bakteri merupakan slime atau lendir, kapsul sebagian besar terdiri dari polisakarida. Sitoplasma bakteri, memiliki tekstur yang kental (dense), bersifat koloid, dan mengandung sejumlah granul dari glikogen, protein dan lemak. Ribosom yang ada pada sitoplasma terdapat bebas dan ukurannya lebih kecil dari ribosom organisme eukariot. Material genetik, pada bakteri berada dalam daerah inti pada sitoplasma tanpa membran inti, daerah ini disebut nukleoid. B. Eukariot Struktur sel eukariot terdiri dari beberapa bagian yaitu bagian yang paling luar adalah dinding sel di ikuti dengan membran plasma, kedua sitoplasma, ketiga adalah inti. Dinding sel merupakan pemisah protoplasma sel dengan lingkungan luar, terdapat setelah membran plasma. Dinding sel ditemukan pada sel tanaman dan sebagian bakteri dan tidak ditemukan pada sel hewan. Dinding sel strukturnya semi rigid ( semi kaku), lamina, merupakan pelindung yang tidak hidup dari sel, dinding sel di sekresi oleh sel sendiri terdiri dari polisakarida komplek yaitu cellulosa. Membran plasma merupakan tutup luar dari kebanyakan sel eukariot setelah sitoplasma baik pada sel tanaman ataupun hewan. Nama lainnya adalah plasma membran, cell membran atau membran plasma. Sifat dari membran plasma adalah hidup, tipis, elastis, berpori, dan semipermiabel. Sitoplasma pada sel eukariot terdiri dari dua bagian yaitu bagian tidak hidup dan hidup yaitu butir pada sitoplasma ( cytoplasmic inclusion) dan organel (cytolasmic organel). Gambar 10. Gambaran umum suatu Bakteri (http://microvet.arizona.edu/Courses/MIC438/decker/Biofilms/Biofilms.html) a. Cytoplasmic inclusion Merupakan bagian yang tidak hidup disebut sebagai paraplasma, deutoplasma atau inclusions. Termasuk disini butiran-butiran yang ada dalam sitoplasma antara lain seperti cadangan makanan, dan substansi sekret yang tersuspensi dalam maktrik sitoplasma dalam bentuk granul yang refraktil dan membentuk cytoplasmic inclusion sebagai contoh adalah oil drop, york granules, pigmen, secretory granules dan glycogen granules. b. Cytoplasmic organel Merupakan bagian yang hidup yang merupakan struktur yang diselaputi membran dan disebut sebagai organoid atau organel. Organel ini memiliki berbagai aktivitas penting dalam metabolisme seperti biosintetik, respirasi, transportasi, support, dan reproduksi. Termasuk organel sitoplasma adalah mikrotubule dan mikrofilamen, centrosome, basal granules, cilia dan flagella, endoplasmic reticulum, golgi complex, lysosom, cytoplasmic vacuola, ribosom ,microbodies, mitochondria dan plastids. Nukleus Nukleus atau inti memiliki dinding dan pada dinding inti ditemukan pori. Inti pada eukariot merupakan inti yang benar. Berperan penting dalam mengontrol seluruh aktivitas dalam sitoplasma dan membawa material genetik yaitu DNA. Inti terdiri dari dari membran inti, cairan inti dan kromosom dan anak inti atau nukleolus. Gambar 11. Struktur umum sel hewan dan sel tumbuhan (http://www.sbs.utexas.edu/mabrybio211/chapter07/15-SBS1104.jpg) (http://www.sbs.utexas.edu/mabrybio211/chapter07/16-SBS1105.jpg) Evaluasi : 1. Mengapa ada pengklasifikasian dari sel dan bentuk kehidupan lainnya? 2. Jelaskan tentang virus, strukturnya, macam dan mekanisme infeksi virus pada suatu individu atau organisme? 3. Sebutkan perbedaan antara organisme prokariot dan eukariot?