Filogeni & Ontogeni Sel

Filogeni & Ontogeni Filogeni & Ontogeni SelSel

Oleh :Oleh :Purnomo SoeharsoPurnomo SoeharsoDepartemen Biologi Medik FKUIDepartemen Biologi Medik FKUI

Biologi Sel (Sitologi) : Mempelajari kehidupan & Biologi Sel (Sitologi) : Mempelajari kehidupan & organisme hidup pada tingkat sel atau organisme hidup pada tingkat sel atau dibawahnya (subsel) dibawahnya (subsel) organel, molekul. organel, molekul.

Berkembang dari pertengahan abad 17 hingga Berkembang dari pertengahan abad 17 hingga sekarang ditunjang oleh kemajuan ilmu dan sekarang ditunjang oleh kemajuan ilmu dan teknologi lain yang relevan : teknologi lain yang relevan : fisika fisika kimia kimia matematika matematika

Perkembangan biologi sel bertumpu pada hasil Perkembangan biologi sel bertumpu pada hasil riset dengan percobaan-percobaan deskriptif riset dengan percobaan-percobaan deskriptif dimasa lalu hingga percobaan-percobaan analitik dimasa lalu hingga percobaan-percobaan analitik mutakhir/ modern saat ini.mutakhir/ modern saat ini.

Robert Hooke (1665) melihat irisan gabus (cork) Robert Hooke (1665) melihat irisan gabus (cork) dengan kaca pembesar (loop) dengan kaca pembesar (loop) kotak-kotak kecil kotak-kotak kecil disebut sel (cella).disebut sel (cella).

Anthony van Leewenhook (1668) mengkonstruksi Anthony van Leewenhook (1668) mengkonstruksi mikroskop Imikroskop I- mengamati air kolam - mengamati air kolam organisme uniseluler organisme uniseluler

(bakteri, protozoa) (bakteri, protozoa)- melihat nukleus pada preparat darah ikan - melihat nukleus pada preparat darah ikan salmon.salmon.

Pengamatan dengan mikroskop melahirkan teori :Pengamatan dengan mikroskop melahirkan teori :sel/makhluk hidup berasal dari sel/makhluk sel/makhluk hidup berasal dari sel/makhluk sebelumnya.sebelumnya.

Sebelum itu berlaku teori organisme hidup Sebelum itu berlaku teori organisme hidup diciptakandiciptakandari sesuatu yang tidak hidup.dari sesuatu yang tidak hidup.

Mathias Schleiden (1838) & Theodore Schwann Mathias Schleiden (1838) & Theodore Schwann (1839)(1839) mengemukakan teori tentang sel :mengemukakan teori tentang sel :- semua makhluk hidup (tumbuhan & hewan) - semua makhluk hidup (tumbuhan & hewan) terdiri terdiri dari sel yang merupakan unit terkecilnya.dari sel yang merupakan unit terkecilnya.- setiap sel dapat berfungsi secara independent, - setiap sel dapat berfungsi secara independent, tetapi juga dapat berperan sebagai bagian tetapi juga dapat berperan sebagai bagian integral makhluk hidup. integral makhluk hidup.

Weissmann (1883) – kontinuitas plasma germinal Weissmann (1883) – kontinuitas plasma germinal gamet membawa plasma (germinal) yang gamet membawa plasma (germinal) yang ditransmisi- kan terus menerus dari generasi ke ditransmisi- kan terus menerus dari generasi ke generasi.generasi.

1822 – 1884, Gregor Mendel menjelaskan 1822 – 1884, Gregor Mendel menjelaskan bahwa sifat/karakter makhluk hidup dibawa bahwa sifat/karakter makhluk hidup dibawa dalam bentuk materi dan berpasangan dalam bentuk materi dan berpasangan pasangan tersebut bersegregasi dan pasangan tersebut bersegregasi dan membentuk pasangan baru pada generasi membentuk pasangan baru pada generasi berikutnya secara random.berikutnya secara random.

Materi genetik menempati lokasi tertentu Materi genetik menempati lokasi tertentu pada khromosom (lokus) dijelaskan oleh pada khromosom (lokus) dijelaskan oleh Barbara McClintock (1931).Barbara McClintock (1931).

Materi genetik adalah DNA yang membawa Materi genetik adalah DNA yang membawa informasi & ditransmisikan dari generasi ke informasi & ditransmisikan dari generasi ke generasi dan diekspresikan menjadi generasi dan diekspresikan menjadi fenotip, dijelaskan oleh Avery McLeod & fenotip, dijelaskan oleh Avery McLeod & McCarry (1944).McCarry (1944).

Struktur DNA diformulasikan oleh Watson & Struktur DNA diformulasikan oleh Watson & Crick (1953) dengan X-ray diffraction Crick (1953) dengan X-ray diffraction analysis. Penemuan struktur DNA analysis. Penemuan struktur DNA memungkinkan penemuan & memungkinkan penemuan & pengembpengembaangan teknologi/rekayasa ngan teknologi/rekayasa dibidang biologi molekuler dengan dibidang biologi molekuler dengan didukung oleh kemajuan ilmu-ilmu lain didukung oleh kemajuan ilmu-ilmu lain seperti fisika dan kimia.seperti fisika dan kimia.

Jumlah khromosom manusia adalah 46 Jumlah khromosom manusia adalah 46 (22 pasang autosom + 2 khromosom sex) (22 pasang autosom + 2 khromosom sex) dibuktikan oleh Sie Kian Tjong & Tjioe dibuktikan oleh Sie Kian Tjong & Tjioe Djien Jong (1962).Djien Jong (1962).

1980 1980 sekarang sekarang era rekayasa dengan era rekayasa dengan mengaplikasikan bioteknologi untuk mengaplikasikan bioteknologi untuk mengubah dan memanipulasi sistem hidup mengubah dan memanipulasi sistem hidup pada tingkat molekul,sel atau organisme pada tingkat molekul,sel atau organisme untuk memperoleh manfaat yang sebesar-untuk memperoleh manfaat yang sebesar-besarnya bagi kepentingan manusia.besarnya bagi kepentingan manusia.

Bioteknologi :Bioteknologi :

Teknologi / Rekayasa yang mengexplorasi sistem Teknologi / Rekayasa yang mengexplorasi sistem hidup (hidup (ttingkat molekul, sel, organisme) untuk ingkat molekul, sel, organisme) untuk mendapatkan luaran / output / produk yang mendapatkan luaran / output / produk yang sesuai dan bermanfaat untuk keperluan / sesuai dan bermanfaat untuk keperluan / kepentingan kepentingan manusia.manusia.

Didukung ilmu-ilmu lain yang relevan :Didukung ilmu-ilmu lain yang relevan :- Kimia & Biokimia- Kimia & Biokimia- Fisika- Fisika- Matematika & Komputasi- Matematika & Komputasi- Mikrobiologi- Mikrobiologi

dll.dll.

Prinsip Dasar :

1. Sistem hidup — diatur dan dikontrol oleh sistem informasi yang ada di DNA bersifat universal dan conserve (lestari).

2. Informasi dalam DNA didistribusikan dan ditransmisikan : - dari satu generasi ke generasi berikutnya melalui proses replikasi. - diubah menjadi informasi bentuk lain dan didistri busikan ke bagian-bagian sel dan lingkungan melalui proses transkripsi dan translasi expresi gen fenotip

Bioteknologi bidang kedokteran dan kesehatan :Bioteknologi bidang kedokteran dan kesehatan :

1. Fase empiris / tradisional — dikembangkan 1. Fase empiris / tradisional — dikembangkan berdasarkan observasi dan pengalaman turun berdasarkan observasi dan pengalaman turun temurun. temurun.

2. Teknologi makro — melakukan manipulasi dan 2. Teknologi makro — melakukan manipulasi dan intervensi sistem secara artifisiel : intervensi sistem secara artifisiel : - breeding- breeding - fermentasi- fermentasi - penemuan antibiotik, sulfa, dll. - penemuan antibiotik, sulfa, dll.

3. Teknologi genom:3. Teknologi genom: - teknologi DNA rekombinan- teknologi DNA rekombinan - pemetaan genom manusia- pemetaan genom manusia - terapi gen- terapi gen - penemuan virus dan bakteri mutan/galur - penemuan virus dan bakteri mutan/galur barubaru - binatang transgenik - binatang transgenik

Membuat klon gen (Gene cloning).

Memperbanyak (propagasi) gen dengan menggunakan vektor (tumpangan) unit replikasi yang dapat bereplikasi secara bebas di dalam sel inang (host) – bakteri, yeast.

Tujuan :- Menghasilkan pustaka gen (gene library) yang akan digunakan untuk bermacam-macam keperluan.- Menghasilkan produk gen in vitro.

Penggunaan klon DNA

a. Produksi protein (mammalia) menggunakan sel ekspresi (cell line, bakteri).Produksi protein dalam skala besar dengan mengekpre sikan klon cDNA untuk keperluan industri & kedokteran.

Contoh : - produksi obat dengan reagen dasar polipeptida — somatotropin - produksi vaksin — hepatitis B generasi baruProduk yang dihasilkan dsbt protein rekombinan

b. Expresi gen pada sel manusia (mammalia)b. Expresi gen pada sel manusia (mammalia)

Gen asing dapat diexpresikan pada sel manusia Gen asing dapat diexpresikan pada sel manusia untukuntukbermacam-macam keperluan.bermacam-macam keperluan.

1. Penelitian (experiment) 1. Penelitian (experiment) - melihat expresi gen termutasi. - melihat expresi gen termutasi. - melihat aktivitas promoter termutasi. - melihat aktivitas promoter termutasi.2. Klinis 2. Klinis — terapi gen — terapi gen contoh : leukemia limfositik / mielositik contoh : leukemia limfositik / mielositik Transfesikan gen normal ke stem cell Transfesikan gen normal ke stem cell penderitapenderita leukemia yang diambil dari bone marrow. leukemia yang diambil dari bone marrow. Bersihkan bone marrow & tanamkan stem cell Bersihkan bone marrow & tanamkan stem cell yang membawa gen normal rekombinan yang membawa gen normal rekombinan sel normal tumbuh menggantikan sel sel normal tumbuh menggantikan sel leukemia.leukemia.

Binatang transgenik :

Binatang yang mengemban gen binatang/ organisme lain dengan komposisi genetik berbeda (gen dari spesies lain).

Gen dari spesies lain diintroduksikan ke hewan resipien ekspresi gen spesifik hewan resipien dipengaruhi oleh gen asing yang diintroduksikan (transgen).

Kloning dan terapi regeneratifKloning dan terapi regeneratif

Kloning Kloning memproduksi sel / organisme satu memproduksi sel / organisme satu galur.galur. Kultur sel induk (stem cells) Kultur sel induk (stem cells) berdeferensiasi berdeferensiasi menjadi sel / organ yang berpotensi mengganti menjadi sel / organ yang berpotensi mengganti organorgan yang rusak. yang rusak.

- mengantisipasi usia manusia yang semakin - mengantisipasi usia manusia yang semakin panjangpanjang - mengganti organ yang gagal karena kelainan - mengganti organ yang gagal karena kelainan

(kongenital), trauma dan penuaan. (kongenital), trauma dan penuaan.

Mengandalkan organ dari donor adalah sulit dan Mengandalkan organ dari donor adalah sulit dan belum tentu efektif.belum tentu efektif.

Sel induk (stem cells) dapat berasal dariSel induk (stem cells) dapat berasal dari bermacam-macam sumber :bermacam-macam sumber :

I. Sel induk embrio (embryonic stem cells)I. Sel induk embrio (embryonic stem cells) - Zigot dan blastomer — totipoten - Zigot dan blastomer — totipoten dapat dapat berkembang menjadi organisme sempurna.berkembang menjadi organisme sempurna. - Lapis germinal ektoderm, mesoderm dan- Lapis germinal ektoderm, mesoderm dan entoderm entoderm — pluripoten — pluripoten dapat berkembang menjadi dapat berkembang menjadi beberapa jenis organ / jaringan.beberapa jenis organ / jaringan.

II. Sel induk dewasa (adult stem cells)II. Sel induk dewasa (adult stem cells) - bone marrow — mempunyai potensi - bone marrow — mempunyai potensi berdeferenberdeferen siasi terbatas — multipoten siasi terbatas — multipoten menjadi menjadi beberapa beberapa jenisjenis sel saja.sel saja. - - osteoblast, mioblast, neuroblast, dsb — osteoblast, mioblast, neuroblast, dsb — unipoten unipoten berproliferasi dan berdeferensiasiberproliferasi dan berdeferensiasi menjadimenjadi

satu jenissatu jenis sel saja.sel saja.

Sel : Unit kehidupan terkecil hewan & tumbuhan.Sel : Unit kehidupan terkecil hewan & tumbuhan.

Mempelajari sel diperlukan untuk mendapat Mempelajari sel diperlukan untuk mendapat pengertian mendasar tentang kehidupan.pengertian mendasar tentang kehidupan.

Bidang kedokteran/kesehatan :Bidang kedokteran/kesehatan :- pengertian mendasar tentang kehidupan pada - pengertian mendasar tentang kehidupan pada tingkat sel & molekul dalam keadaan normal tingkat sel & molekul dalam keadaan normal dan dan patologis. patologis.- Diperlukan untuk pengelolaan dan manajemen - Diperlukan untuk pengelolaan dan manajemen kesehatan : diagnosis kesehatan : diagnosis pengobatan pengobatan rehabilitasi rehabilitasi dll. dll.

Sebagai unit kehidupan Sebagai unit kehidupan dapat memperlihatkan dapat memperlihatkan sifat-sifat hidup yang universal :sifat-sifat hidup yang universal :1. mengekstraksi energi dari lingkungan.1. mengekstraksi energi dari lingkungan.2. bereaksi (peka) terhadap rangsang 2. bereaksi (peka) terhadap rangsang tropisme.tropisme.3. tumbuh dan berkembang biak 3. tumbuh dan berkembang biak mempertahanmempertahan kan kelangsungan (kontinuitas) kehidupan. kan kelangsungan (kontinuitas) kehidupan.

Berdasarkan komposisi sel yang menyusunnya Berdasarkan komposisi sel yang menyusunnya dibedakan organisme :dibedakan organisme :- uniseluler - uniseluler sel adalah organisme sel adalah organisme- multiseluler - multiseluler organisme terdiri dari banyak organisme terdiri dari banyak sekali sel dan terorganisasi : sekali sel dan terorganisasi : sel sel jaringan jaringan organ. organ.

Berdasarkan tingkat evolusinya sel dibedakan Berdasarkan tingkat evolusinya sel dibedakan menjadi 2 golongan : prokariota & eukariota.menjadi 2 golongan : prokariota & eukariota.

Virus : terdiri dari komponen-komponen hidup Virus : terdiri dari komponen-komponen hidup dan dan dapat menunjukkan sifat-sifat hidup / dapat menunjukkan sifat-sifat hidup / aktifitas kehidupan apabila berinteraksi aktifitas kehidupan apabila berinteraksi dengan sel hidup. dengan sel hidup.

Sel mempunyai sistem (pengaturan) universal Sel mempunyai sistem (pengaturan) universal yang lestari (conserve) yang lestari (conserve) tidak berubah oleh tidak berubah oleh proses evolusi :proses evolusi :- membawa informasi genetik berupa DNA dan - membawa informasi genetik berupa DNA dan mentransfer informasi genetik untuk mengatur mentransfer informasi genetik untuk mengatur & & mengontrol aktifitas kehidupan. mengontrol aktifitas kehidupan.- memproduksi dan menggunakan ATP untuk - memproduksi dan menggunakan ATP untuk menyelenggarakan aktifitas kehidupan. menyelenggarakan aktifitas kehidupan.

Sistem (pengaturan) informasi genetik dalam sel :Sistem (pengaturan) informasi genetik dalam sel :

Prokariota : Prokariota : - DNA terlokasi bebas di dalam sel, tidak - DNA terlokasi bebas di dalam sel, tidak mempunyai batas yang jelas dengan mempunyai batas yang jelas dengan sitoplasma.sitoplasma.- Replikasi, transkripsi dan translasi dilakukan - Replikasi, transkripsi dan translasi dilakukan dengan cara sederhana. dengan cara sederhana.

Eukariota : Eukariota : - DNA terorganisasi/tersusun kompleks - DNA terorganisasi/tersusun kompleks membentuk membentuk khromatin,terletak dalam organel yang terpisah khromatin,terletak dalam organel yang terpisah

dari sitoplasma dari sitoplasma nukleus & mitokhondria. nukleus & mitokhondria.- Replikasi,transkripsi dan translasi terorganisasi - Replikasi,transkripsi dan translasi terorganisasi sangat kompleks melibatkan banyak enzim dan sangat kompleks melibatkan banyak enzim dan organel organel

Cara sel mengambil energi dari lingkungan :Cara sel mengambil energi dari lingkungan :

AutotrofAutotrof : mengambil energi dari sinar matahari : mengambil energi dari sinar matahari pada proses fotosintesis pada proses fotosintesis tumbuh-tumbuhan tumbuh-tumbuhan dan mikroorganisme berkhlorofil.dan mikroorganisme berkhlorofil.

HeterotrofHeterotrof : mengambil molekul : mengambil molekul berenergi/organik berenergi/organik dari substrat/makanan diantaranya dari sel dari substrat/makanan diantaranya dari sel autotrof.autotrof.

Energi dari lingkungan diubah menjadi energi Energi dari lingkungan diubah menjadi energi yang dapat digunakan sel melalui reaksi-reaksi yang dapat digunakan sel melalui reaksi-reaksi yang terintegrasi & terorganisasi yang terintegrasi & terorganisasi metabolisme. metabolisme.

Energi di dalam sel dibebaskan dengan reaksi Energi di dalam sel dibebaskan dengan reaksi oksidasi & reduksi.oksidasi & reduksi.

Reaksi oksidasi adalah reaksi Reaksi oksidasi adalah reaksi pemindahan/transfer elektron dari molekul donor pemindahan/transfer elektron dari molekul donor e- (reduktor) ke molekul aseptor e- (oksidator)e- (reduktor) ke molekul aseptor e- (oksidator) dihasilkan reduktor baru dan oksidator baru.dihasilkan reduktor baru dan oksidator baru.

AH + B AH + B BH + A BH + A

Reaksi oksidasi menghasilkan energi bebas :Reaksi oksidasi menghasilkan energi bebas :G = -nG = -nFFEE

G = energi bebasG = energi bebas n = jumlah elektron yang ditransfer n = jumlah elektron yang ditransfer FF = konstan Farady 96,406 joule/dt = konstan Farady 96,406 joule/dt EE = perbedaan redox potensial antara produk & = perbedaan redox potensial antara produk & reaktanreaktan

Aliran e- dari reduktor ke oksidator adalah reaksi Aliran e- dari reduktor ke oksidator adalah reaksi eksoterm/eksergonik yang membebaskan energi; eksoterm/eksergonik yang membebaskan energi; G = G = negatip (-).negatip (-).

Oksidator dapat menjadi reduktor apabila mendapatkan Oksidator dapat menjadi reduktor apabila mendapatkan e- dari molekul donor melalui reaksi endoterm/endergonik e- dari molekul donor melalui reaksi endoterm/endergonik yang memerlukan input energi; yang memerlukan input energi; G = positip (+).G = positip (+).

Sel heterotrof dibedakan menjadi 2 golongan Sel heterotrof dibedakan menjadi 2 golongan berdasarkan caranya menggunakan aseptor berdasarkan caranya menggunakan aseptor elektron (oksidator)elektron (oksidator)- aerob : menggunakan O- aerob : menggunakan O22 sebagai sebagai aseptor elektron terakhir. aseptor elektron terakhir.- anaerob : menggunakan molekul selain O- anaerob : menggunakan molekul selain O2 2

sebagai aseptor elektron.sebagai aseptor elektron.

Berdasarkan cara menggunakan donor elektron Berdasarkan cara menggunakan donor elektron (reduktor);(reduktor);- khemoorganotrof : menggunakan molekul - khemoorganotrof : menggunakan molekul organik organik kompleks (gula, protein, lipid) sebagai donor kompleks (gula, protein, lipid) sebagai donor elektron. elektron.- khemolitotrof : menggunakan zat anorganik - khemolitotrof : menggunakan zat anorganik (H(H22S, S, amonia) sebagai donor elektron. amonia) sebagai donor elektron.

VirusVirus

Terdiri dari materi genetik DNA atau RNA linier Terdiri dari materi genetik DNA atau RNA linier atau sirkuler dalam mantel protein dsbt kapsid. atau sirkuler dalam mantel protein dsbt kapsid. Beberapa virus diluar kapsid diselubungi Beberapa virus diluar kapsid diselubungi envelope lipoprotein; virus berukuran 10 – 275 envelope lipoprotein; virus berukuran 10 – 275 nm.nm.

Virus yang bebas diluar sel (virion) bersifat inert Virus yang bebas diluar sel (virion) bersifat inert (tidak aktif) karena tidak mempunyai perangkat (tidak aktif) karena tidak mempunyai perangkat untuk transformasi energi, replikasi, transkripsi untuk transformasi energi, replikasi, transkripsi dan translasi.dan translasi.

Bila virus menginfeksi sel, virus melepaskan Bila virus menginfeksi sel, virus melepaskan materi genetik kedalam sel dan meninggalkan materi genetik kedalam sel dan meninggalkan kapsul/ envelope diluar sel, atau mengalami kapsul/ envelope diluar sel, atau mengalami uncoating di dalam sel.uncoating di dalam sel.

Di dalam sel DNA/RNA virus bereplikasi, bertrans Di dalam sel DNA/RNA virus bereplikasi, bertrans kripsi dan bertranslasi menggunakan enzim dan kripsi dan bertranslasi menggunakan enzim dan aparat sel untuk membentuk virus baru dalam aparat sel untuk membentuk virus baru dalam jumlah besar jumlah besar sel akan melepas virion keluar. sel akan melepas virion keluar.

Beberapa virus akan merusak & memecah sel Beberapa virus akan merusak & memecah sel lisis lisis mati. Beberapa ada yang keluar tanpa mati. Beberapa ada yang keluar tanpa merusak sel.merusak sel.

Pada beberapa spesies DNA atau cDNA virus Pada beberapa spesies DNA atau cDNA virus dapat berintegrasi ke DNA genom menjadi dapat berintegrasi ke DNA genom menjadi provirusprovirus menginduksi sel bertransformasi menginduksi sel bertransformasi menjadi maligna.menjadi maligna.

Prokariota / BakteriProkariota / Bakteri

Sel sederhana terdiri dari membran dan isi sel Sel sederhana terdiri dari membran dan isi sel (sitoplasma), mempunyai ukuran 10 – 70 (sitoplasma), mempunyai ukuran 10 – 70 m.m.

Membran plasma terdiri dari struktur yang Membran plasma terdiri dari struktur yang disusun fosfolipid bilayer & protein yang tersusun disusun fosfolipid bilayer & protein yang tersusun mosaik. mosaik.

Diluar membran sel diliputi dinding sel terdiri dari Diluar membran sel diliputi dinding sel terdiri dari komponen-komponen mukopolisakharida dan komponen-komponen mukopolisakharida dan peptidoglikan (polimer/ulangan N-peptidoglikan (polimer/ulangan N-asetilglukosamin & N-asetilmuramat).asetilglukosamin & N-asetilmuramat).

Dinding sel bakteri gram positip lebih tebal terdiri Dinding sel bakteri gram positip lebih tebal terdiri dari rantai peptidoglikan yang dihubungkan oleh dari rantai peptidoglikan yang dihubungkan oleh tetrapeptida (pentaglisin), dan asam teikhoat.tetrapeptida (pentaglisin), dan asam teikhoat.

Dinding sel bakteri gram negatif mempunyai Dinding sel bakteri gram negatif mempunyai kandungan peptidoglikan lebih sedikit, diliputi kandungan peptidoglikan lebih sedikit, diliputi lapisan lipid, protein dan lipopolisakharida (LPS) lapisan lipid, protein dan lipopolisakharida (LPS) endotoxin. endotoxin.

Di dalam sitoplasma tdpt materi genetik DNA Di dalam sitoplasma tdpt materi genetik DNA berbentuk supercoil & menempati daerah dsbt berbentuk supercoil & menempati daerah dsbt nukleoid. Diluar nukleoid sitoplasma terdiri dari nukleoid. Diluar nukleoid sitoplasma terdiri dari cairan sel berisi bahan-bahan dan molekul besar/ cairan sel berisi bahan-bahan dan molekul besar/ makromolekul spt ribosom (70 S) dan bahan-makromolekul spt ribosom (70 S) dan bahan-bahan cadangan sebagai perangkat kehidupan bahan cadangan sebagai perangkat kehidupan selsel..

Bentuk umum bakteria : Bentuk umum bakteria : kokus kokus basilibasilispirillumspirillumspirosetaspirosetavibriovibrio

Bakteri dapat hidup di lingkungan sangat Bakteri dapat hidup di lingkungan sangat bervariasibervariasi

Eubakteria Eubakteria hidup di alam/lingkungan biasa : hidup di alam/lingkungan biasa : tanah, air dan organisme lain yang lebih besar.tanah, air dan organisme lain yang lebih besar.

Archaebakteria Archaebakteria hidup & tumbuh di lingkungan hidup & tumbuh di lingkungan khusus, tidak ditoleransi makhluk lain khusus, tidak ditoleransi makhluk lain bakteri bakteri metanogen, halofil & termoasidofil.metanogen, halofil & termoasidofil.

Bakteri berkembang biak (reproduksi) dengan Bakteri berkembang biak (reproduksi) dengan cara sederhana :cara sederhana :

DNA berasosiasi dengan membran plasma, DNA berasosiasi dengan membran plasma, bereplikasi sehingga terbentuk 2 DNA baru & bereplikasi sehingga terbentuk 2 DNA baru & diikuti segmentasi sel dengan pembentukan diikuti segmentasi sel dengan pembentukan membran plasma/dinding sel yang membagi sel membran plasma/dinding sel yang membagi sel menjadi dua bagian.menjadi dua bagian.

Dalam media biakan replikasi akan menghasilkan Dalam media biakan replikasi akan menghasilkan koloni yang terdiri dari jutaan sel dalam waktu koloni yang terdiri dari jutaan sel dalam waktu singkat.singkat.

Beberapa bakteri membentuk endospora Beberapa bakteri membentuk endospora struktur miniatur yang dpt membentuk sel baru struktur miniatur yang dpt membentuk sel baru secara vegetatifsecara vegetatif

Manusia selalu terkontaminasi mikroorganisme : Manusia selalu terkontaminasi mikroorganisme : bakteri, virus & parasit, sepanjang hidupnya — bakteri, virus & parasit, sepanjang hidupnya — sejak lahir hingga mati.sejak lahir hingga mati.

Kontaminasi diikuti infeksi Kontaminasi diikuti infeksi invasi invasi mikroorganisme kedalam tubuh melalui beberapa mikroorganisme kedalam tubuh melalui beberapa route (jalan masuk) route (jalan masuk) mikroorganisme mikroorganisme mendapatkan nutrien & penunjang hidup lainnya mendapatkan nutrien & penunjang hidup lainnya dari hostdari host- hidup sebagai flora normal secara komensal - hidup sebagai flora normal secara komensal mengkoloni /menempati daerah tertentu dalam mengkoloni /menempati daerah tertentu dalam tubuh tanpatubuh tanpa menyebabkan gangguan.menyebabkan gangguan.- hidup sebagai patogen- hidup sebagai patogen menginvasi area/bagian tubuh yang harus menginvasi area/bagian tubuh yang harus sterilsteril menyebabkan gangguan dan/atau kerusakan menyebabkan gangguan dan/atau kerusakan jaringan/organ yang dikolonisasijaringan/organ yang dikolonisasi..

Flora normal tidak menyebabkan sakit, tetapi Flora normal tidak menyebabkan sakit, tetapi berpotensi menjadi sumber infeksi dan patogen berpotensi menjadi sumber infeksi dan patogen pada bagian tubuh lain atau individu lain.pada bagian tubuh lain atau individu lain.

Mikroorganisme mempunyai route tertentu Mikroorganisme mempunyai route tertentu untuk menginfeksi dan keluar dari tubuh hostuntuk menginfeksi dan keluar dari tubuh host

Bakteri menginfeksi tubuh melalui:Bakteri menginfeksi tubuh melalui:- route terbuka : saluran pencernaan, - route terbuka : saluran pencernaan, pernafasan pernafasan dan urogenital.dan urogenital.- route tertutup : merusak membran mukosa - route tertutup : merusak membran mukosa atau atau kulitkulit melalui vektormelalui vektor (serangga, tungau, louse) (serangga, tungau, louse) ke ke sirkulasisirkulasi

Setelah menginfeksi bakteri akan Setelah menginfeksi bakteri akan mengkolonisasi (menempati lokasi tertentu & mengkolonisasi (menempati lokasi tertentu & berproliferasi) jaringan tertentu dengan berproliferasi) jaringan tertentu dengan mengkounter (melawan) mekanisme mengkounter (melawan) mekanisme pertahanan host.pertahanan host.

Jumlah dan virulensi bakteri menentukan sistem Jumlah dan virulensi bakteri menentukan sistem pertahanan host :pertahanan host :- inokulum kecil & virulensi rendah - inokulum kecil & virulensi rendah sel-sel sel-sel fagosit fagosit lokal memediasi sistem pertahanan nonspesifik lokal memediasi sistem pertahanan nonspesifik

untukuntuk mengeliminasi bakteri.mengeliminasi bakteri.- inokulum besar & virulensi tinggi - inokulum besar & virulensi tinggi menginduksi menginduksi respon imunrespon imun spesifik.spesifik.

EukariotaEukariota

Sel dengan tingkat evolusi sempurna.Sel dengan tingkat evolusi sempurna.

UUniselulerniseluler : yeast, amuba, protozoa.: yeast, amuba, protozoa.MultiselulerMultiseluler : binatang & tumbuh-tumbuhan: binatang & tumbuh-tumbuhan

terorganisasi sel terorganisasi sel jaringan jaringan organ organ

Komposisi sel :Komposisi sel : sistem membransistem membranorganelorganelsitosolsitosolsitoskeletonsitoskeleton

Sistem membran :Sistem membran :

Terdiri dari lipid lapis ganda (bilayer) dan protein Terdiri dari lipid lapis ganda (bilayer) dan protein tersusun secara mosaik. Molekul protein dan lipid tersusun secara mosaik. Molekul protein dan lipid berinteraksi dengan ikatan nonkovalen.berinteraksi dengan ikatan nonkovalen.

Komposisi dan jenis lipid/protein yang menyusun Komposisi dan jenis lipid/protein yang menyusun membran sel bervariasi menurut jenis, fungsi sel membran sel bervariasi menurut jenis, fungsi sel dan spesies.dan spesies.

Membran sel eukariota melipat/melekuk ke dalam Membran sel eukariota melipat/melekuk ke dalam sitoplasma & bermodifikasi membentuk organel.sitoplasma & bermodifikasi membentuk organel.

Lipid membran sel Lipid membran sel Fosfolipid (bag. terbesar) Fosfolipid (bag. terbesar) bersifat amfifatik bersifat amfifatik mempunyai bagian mempunyai bagian hidrofobik hidrofobik & hidrofilik & hidrofilik membentuk misel dalam membentuk misel dalam air/larutan.air/larutan.

Protein membran sel Protein membran sel intrinsik /integral intrinsik /integral extrinsik/peripheralextrinsik/peripheral

fungsi protein membran : fungsi protein membran : - komponen struktural - komponen struktural - saluran/channel/pori (melewatkan ion & - saluran/channel/pori (melewatkan ion & molekul).molekul). - enzim /kofaktor - enzim /kofaktor - reseptor - reseptor - marker (penanda) genetik - marker (penanda) genetik, dll., dll. Karbohidrat terikat pada lipid & protein di Karbohidrat terikat pada lipid & protein di permukaan luar membran selpermukaan luar membran sel..

Materi genetik (DNA) tdpt dalam organel nukleus Materi genetik (DNA) tdpt dalam organel nukleus & mitokhondria.& mitokhondria.

Di dalam nukleus DNA dikemas berikatan dengan Di dalam nukleus DNA dikemas berikatan dengan histon oktamer (Hhiston oktamer (H2A2A H H2B 2B HH3 3 HH4 4 ))2 2 HH11 nukleosom. nukleosom.

Polimer nukleosom Polimer nukleosom khromatin khromatin

Kondensasi khromatin Kondensasi khromatin Khromosom (waktu Khromosom (waktu mitosis)mitosis)

Khromatin yang aktif bertranskripsi terbebas dari Khromatin yang aktif bertranskripsi terbebas dari histon, membentuk tonjolan (loop) tegak lurus histon, membentuk tonjolan (loop) tegak lurus dengan sumbu khromatin dengan sumbu khromatin lampbrush lampbrush chromosomechromosomepada oosit amfibia ( pada oosit amfibia ( Xenopus leavis Xenopus leavis ).).

Bagian khromatin yang aktif bertranskripsi Bagian khromatin yang aktif bertranskripsi eukhromatin eukhromatin transparan (terang). transparan (terang).

Bagian khromatin yang tidak bertranskripsi Bagian khromatin yang tidak bertranskripsi heterokhromatin heterokhromatin dense (gelap). dense (gelap).

Eukhromatin & heterokhromatin terlihat jelas Eukhromatin & heterokhromatin terlihat jelas pada khromososm politen (khromosom raksasa) pada khromososm politen (khromosom raksasa) D. melanogaster. D. melanogaster. Eukhromatin menonjol pada Eukhromatin menonjol pada khromosom politen khromosom politen Chromosome puff. Chromosome puff.

HeterokhromatinHeterokhromatin yang meliputi 1 khromosom yang meliputi 1 khromosom terdapat pada khromosom X wanita.terdapat pada khromosom X wanita.

XX XX satu X inaktif membentuk badan Barr satu X inaktif membentuk badan Barr (sex chromatin) (sex chromatin) indikator kewanitaan indikator kewanitaan

Barr Body

&Drum Stick

Terima KasihTerima KasihSelamat belajarSelamat belajar