Oleh : Abdul Halim[2]
I.
PENDAHULUAN
Sel
sangat mendasar bagi ilmu biologi sebagaimana atom bagi ilmu kimia: Seluruh
organisme terdiri dari sel. Dalam hirarki organisasi biologis, sel ini
merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Selain itu,
terdapar beragam bentuk kehidupan yang berwujud sebagai oragnisme bersel
tunggal.[3]
Sel
memang ditemukan oleh Robert Hooke pada tahun 1665, geografi sel sebagain besar
belum dipetakan hingga beberapa dasawarsa lalu. Sebagian besar struktur sub
seluler, atau organel, terlalu kecil untuk diuraikan dengan mikroskop cahaya.
Biologi sel elah mengalami kemajuan yang pesat pada tahun 1950 – an dengan
pengenalan mikroskop elektron.
Ketika
mengamati sel bawang merah yang merupakan sel hidup, kita akan mengamatai
adanya bagian yang letaknya ditengah sel dan relatif lebih gelap dibandingkan
dengan bagian disekitarnya. Tentunya kita sudah tahu bahwa organela ini disebut
inti sel atau Nukleus.
II.
RUMUSAN MASALAH
Dalam
makalah ini penulis telah merumuskan permasalahn yang akan membahas terkait
judul diatas. Adapaun rumusan masalah tersebut diantaranya adalah :
A.
General
Aspek sebuah Nukleus
B.
Job
Description Membran pada nukleus.
C.
Nukleolus
dalam bingkai (struktur dan fungsinya)
D.
Nukloeplasma.
E.
Kromosom,
Kromatin dan Materi genetik.
III.
PEMBAHASAN
A.
General Aspek sebuah Nukleus
Setiap organisme tersusun dari satu dari dua
jenis sel yang secar struktural berbeda : Sel Prokariotik atau sel eukariotik.
Hanya bakteri dan arkea yang memiliki sel prokariotik. Protista, tumbuhan,
jamur, dan hewan semuanya mempunyai sel eukariotik. Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik.
Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linier
panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang
membentuk genom inti
sel.Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan
mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain
itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan
sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis
ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur
kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
Nukleus adalah organel pertama
yg ditemukan, yang pertama kali dideskripsikan oleh Frans Bauer pada 1802 dan dijabarkan lebih
terperinci oleh ahli botani Skotlandia, Robert
Brown, pada tahun 1831. Pada satu sel umumnya
ditemukan hanya satu nukleus. Namun demikian, beberapa jaringantertentu, atau beberapa spesies tertentu memiliki lebih daripada satu nukleus. Inti-inti
dalam sel multinuklei ini dapat memiliki peran yang saling mengganti atau
saling mengkhususkan diri. Pada Paramecium, terdapat dua inti sel: makronukleus (inti besar) dan mikronukleus (inti kecil). Makronukleus menjamin
keberlangsungan hidup, sedangkan mikronukleus bertanggung jawab terhadap reproduksi.[4]
B.
Job Description Membran pada nukleus
Elemen struktural utama
nukleus adalah membran inti, suatu membran ganda fosfolipid yang membungkus
keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengansitoplasma sel, serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan.Secara garis besar, membran
inti terdiri atas tiga bagian yaitu :
1. Membran luar
2. Ruang perinuklear.
3. Membran dalam.
Membran luar dari
nukleus berkesinambungan dengan retikulum endoplasma (RE) kasar yang bertaburan dengan ribosom. Sifat membran inti yang
tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti agar molekul dapat bergerak melintasi membran. Pori nukleus bagaikan
terowongan yang terletak pada membran nukleus yang berfungsi menghubungkan
nukleoplasma dengan sitosol.Fungsi utama dari pori
nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan
sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuksintesis
protein. Pori nukleus tersusun
atas 4 subunit yaitu :
1.
Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus.
2.
subunit anular berguna untuk membentuk spoke yang mengarah # menuju tengah dari pori
nukleus.
3.
subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori
nukleus pada membran nukleus.
4.
subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan
sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori
nukleus.
Meskipun bagian dalam
nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak
seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari
protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari
badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan
ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA.[5] Fungsi membran sel sangat penting dalam kerja sel, maka dari itu inilah bebrapa fungsi membran sel.
1. Kompartementalisasi
Membran plasma membagi protoplasma menjadi beberapa
kompartemen (ruangan). Membran sel membungkus seluruh protoplasma. Membran inti
memisahkan nukleoplasma dengan dari stoplasma. Selain itu selaput plasma
membagi sitoplasma menjadi beberapa kompartemen yang disebut dengan organel.
Adanya selaput ini pembatas ini sangat penting karenan memungkinkan kegiatan
setiap kompartemen dapat berlangsung tanpa gangguan dari kompatemen lain namun
tetap dapat bekerja sama.
2. Barier selektif permeabel
Membran sel mencegah pertukaran materi secara bebas
dari satu sisi ke sisi lain pada saat bersamaan. Membran plasma harus menjamin
pertukaran molekul antara bagian lur dan dalam pada saat yang tepat.
3. Transport molekul
Membran plasma mengandung mesin transpor molekul dari
satu sisi ke sisi lain yang mencegah molekul dengan konsentrasi rendah masuk ke
dalam sel daerah yang memeiliki konsentrasi tinggi. Mensin ini memungkinkan sel
mengakumulasi molekul tertentu dalam konsentari yang lebih tinggi di bandingkan
di sebelah luar.
4. Penghantarn signal
Membran plasma memainkan peran penting dalam respon
sel terhadap signal. Proses itu disebut dengan penghantaran signal. Membran sel
memiliki resptor yang berkombinasi dengan molekul tertentu (ligan). Setiap sel
berbeda memiliki reseptor berbeda, yang mampu mengenali dan berespon terhadap
ligan pada lingkungan berbeda.
5. Interaksi interseluler
Membran sel
memperantarai interaksi antar sel pada organisme multiseluler. Membran sel
memungkinlkan sel mengenal satu sama lain, berikatan dan saling bertukar materi
dan informasi.[6]
C.
Nukleolus dalam bingkai (struktur dan fungsinya)
Struktur nucleolus
(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
nucleolus 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.
Kandungan RNA dalam anak inti jika dibandingkan dengan bagian lain dari inti
sel adalah tidak tetap, yaitu diperkirakan 5%-20%.Nukleolus adalah butiran bersifat asam yang terletak di inti sel. Jumlahnya bisa 1,2,3 tergantung spesiesnya. Ukurannya sebanding dengan aktivitas sel. Sel aktif nukleolusnya besar, misalnya pada oosit, sel neuron, dan sel sekretori. Pada sel tidak aktif ukuran nukleolusnya kecil. Komposisinya terdiri dari protein terutama protein fosfat, tRNA, fosfatase, nukleotida fosforilase, DNA, dan nukleotida.
Nukleolus ini dengan menggunakan mikroskop cahaya akan tampak sebagai bangunan basofil yang mempunyai ukuran lebih besar dari butir-butir atau kelompok-kelompok kromatin yang ada apda inti sel. Dengan menggunakan mikroskop elektron akan tampak bagian-bagian anak inti yang dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu:
1.
Pars granulosa atau daerah granuler yang tampaknya mengandung
butir-butir dengan ukuran sedikit lebih kecil dari ribosom dalam sitoplasma dan dijumpai pada anak inti bagian pinggir.
2.
Pars fibrilosa atau daerah fibriler terdapat ditengah anak inti
dan tampak sebagai benang-benang yang halus.
3.
Daerah amorf yang merupakan matriks anak inti yang tampak
homogen dan terdiri dari protein sebagai pengikat kedua bagian diatas.
Dari
hasil penelitian didapatkan bahwa anak inti tidak mempunyai membran. Kandungan
protein anak inti sangat tinggi dan juga mengandung banyak RNA walaupun
tidak lebih banyak dari bagian inti yang lain, dan ternyata anak inti ini tidak
mengandung DNA.Fungsi anak inti menurut penelitian adalah sebagai tempat pembuatan protein yang akan digunakan untuk membuat ribosom dan juga sebagai tempat menggandakan sintesis RNA. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian tentang jumlah anak inti pada sel-sel tertentu yang mendapatkan bahwa pada sel-sel yang sedang aktif membuat protein maka anak inti akan tampak lebih besar. Dalam menjalankan fungsinya ini anak inti dikontrol oleh bagian kromosom yang mengandung gen tertentu yang dinamakan nucleolar organizer.[7]
D.
Nukleoplasma
Nukleoplasma adalah salah satu bagian dari nukleus
yang terdiri dari susunan Asam Nukleat (DNA dan RNA). Sedangkan fungsi
nukleoplasma adalah menentukan kode protein yang harus dibentuk oleh RNA.
E.
Kromosom, Kromatin dan Materi genetik
Kromatin adalah benang halus dalam inti prokariot dan eukariot, mengandung
materi genetic, dan terdiri dari nucleoprotein, yaitu gabungan asam nukleat
berupa DNA dan protein berupa histon dan nonhiston (Yatim,1992).
Jika sel akan membelah, mitosis maupun meiosis, pada profase menjadi
kondensasi atau pemadatan super lilitan DNA bersama protein histon dan
nonhistonya, sehingga setiap utas kromatin menjadi pendek dan jelas tampak
dimikroskop cahaya yang disebut kromosom.
Ada dua macam kromosom yaitu autosom dan
gonosom. Autosom adalah kromosom biasa atau kromosom somatik, tidak berperan
dalam pertumbuhan seks dan gonosom adalah kromosom seks, berperan dalam
menentukan pertumbuhan seks. Jumlah kromosom pada drosophila ada 8 buah atau 4
pasang, dengan 3 pasang autosom dan 2 pasang gonosom. Gonosom ada dua macam X
dan Y.
Satu kromosom terdiri dari dua bagian, yaitu:
legan dan sentromer. Pada umumnya tiap kromosom memiliki dua lengan, dengan
sentromer sebagai titik pusat. Berdasarkan pada panjang kedua lengan terhadap
sentromer maka kromosom dapat dibedakan menjadi 4 golongan, yaitu:
· Metasentrik, kedua lengan sama
panjang.
· Sub metasentrik, salah satu lengan
sedikit lebih pendek.
· Akrosentrik, salah satu lengan jauh lebih pendek daripada
lengan yang lainnya.
· Telosentrik, jika lengan satu atau dua sedang yang lainnya
pendek sekali.
Dengan tekhnik pewarnaan tertentu kini orang dapat menimbulkan pita-pita
gelap terang yang tegak lurus terhadap poros kromosom pada sediaan sebaran meta
fase, terutama pada kromosom politen. Ternyata untuk tiap macam kromosom letak
dan tebal pita itu tertentu, sehingga menjadi cirri masing-masing kromosom.
Kromosom Politen
Biasanya kromosom tidak tampak sebagai suatu unit yang berpasangan kecuali
pada saat sinapsis dalam proses meiosis. Tetapi pada larva serangga diptera,
kromosom pada kelenjar ludah saling tarik menarik pada saat replikasi dan tetap
bersama-sama sebagai ikatan.
Kromosom raksasa terlihat pada larva sejak 1881 pertama kali ditemukan oleh
Balbiani yang melihat suatu susunan sel-sel yang sangat besar pada kelenjar
ludah dari larva drosophila. Kelenjar ludah (Salivary glands) tersusun dari
sel-sel yang sangat besar selama perkembangan larva, namun tidak mengalami pembelahan,
hanya terus membesar mengikuti perkembangan larva.
Kromosom-kromosom itu terlihat sebagai benda besar yang terpilin 150-200
kali lebih panjang dan volumenya 1000-2000 kali lebih besar dari sel somatik
dan sel gamet yang lain. Tidak ada arti genatik yang berhubungan dengan adanya
kromosom tersebut sampai pada tahun 1930 ketika terlihat ada garis-garis yang
ada hubunganya dengan urutan gen. Kromosom ini terlihat lebih tebal daripada
kromosom biasa dan memiliki 5 lengan panjang yang keluar dari suatu bagian yang
dinamakan kromosenter.
Pada permulaan interfase dari sel somatik, kromosom masih berbentuk panjang
dan tipis, kemudian membelah kira-kira pada pertengahan interfase seperti sel
lain pada umumnya, tetapi karena suatu sebab kromosom menjadi berpasangan dan
profase tidak pernah berlangsung sehingga sel-sel tumbuh membesar lalu terjadi
pembelahan kedua, ketiga dan seterusnya sehingga terbentuk lebih dari 1000
molekul DNA double helix yang saling melilit atau berpilin dan menjadi tebal.
Hal ini dapat terlihat dengan cukup jelas karena kromosom masih dalam keadaan
sinapsis.
Pada kromosom kelenjar ludah, semua sentromer ditambah bagian
heterokromatin yang letaknya dekat dengan sentromer dan keduanya tergabung
sebagai kromosenter. Bagian
terbesar dari gen-gen terletak di bagian heterokromatin dalam kromosenter. Lima
lengan yang tampak pada kromosom kelenjar ludah tersebut terdiri dari dua
kromosom nomor 2, dua kromosom nomor 3 dan sebuah kromosom X sebab sentromernya
terminal. Kromosom nomor 4 sulit dibedakan dari kromosenter karena sangat
pendek.
Kromosom kelenjar ludah adalah diploid (2n)
sehingga semua kromosom didalamnya mengalami penggandaan, tetapi akibat adanya
sinapsis dari kromosom homolog maka, kromosom-kromosom tersebut tidak nyata
terlihat ganda.
Kromosom-kromosom politen memperlihatkan pola yang
berlainan daripada kromosom biasa karena kromosom sel kelenjar ludah terdiri
dari pita-pita yang berpilin yang tersusun atas daerah kromatis dan akromatis
secara berseling. Lebar pita-pita kromatis dan akromatis berbeda, hal ini
terjadi akibat peristiwa sinapsis kromosom homolog yang berlansung sedemikian
rupa sehingga memperlihatkan kejadian pita ke pita, artinya pita dari satu
kromosom akan terlihat sebaris dengan pita dari kromosom yang mengadakan sinapsis.
Fenomena ini mempermudah untuk mengidentifikasi kelainan-kelainan kecil yang
mungkin ada dalam struktur kromosom tersebut.
Pada pewarnaan DNA dapat dilihat banyak terdapat garis-garis berwarna gelap
bergantian dengan garis-garis berwarna terang. Garis-garis tersebut berbeda
lebar dan strukturnya sehingga daerah yang berbeda dapat diketahui melalui pola
garisnya. Garis-garis ini diduga merupakan lokus gen.
Bridges (1930) menghubungkan pemetaan kromosom tautan yang ditentukan dari
data pindah silang dengan pemetaan kromosom sitologis yang diperoleh dengan
meletakkan gen pada posisinya yang terlihat oleh mata. Perubahan struktur
seperti defisiensi dan duplikasi dapat terlihat dengan mudah pada kromosom
ludah dengan adanya bentuk-bentuk melengkung. Garis-garis yang rangkap dan
garis-garis yang hilang dapat terlihat, yang memungkinkan untuk menentukan
letak lokus gen.
IV.
SIMPULAN
Setiap organisme tersusun dari satu dari dua jenis sel yang secar
struktural berbeda : Sel Prokariotik atau sel eukariotik. Hanya bakteri dan
arkea yang memiliki sel prokariotik. Elemen struktural utama
nukleus adalah membran inti, suatu membran ganda dan fosfolipid yang membungkus
keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasma sel, serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan. Nukleolus merupakan tempat
berlangsungnya transkripsi gen yang dari proses tersebut didapatkan
molekul rRNA.
Nukleoplasma adalah salah satu bagian dari nukleus
yang terdiri dari susunan Asam Nukleat (DNA dan RNA). Sedangkan fungsi
nukleoplasma adalah menentukan kode protein yang harus dibentuk oleh RNA. Kromatin adalah benang halus dalam inti prokariot dan eukariot, mengandung
materi genetic, dan terdiri dari nucleoprotein, yaitu gabungan asam nukleat
berupa DNA dan protein berupa histon dan nonhiston (Yatim,1992).
V.
PENUTUP
Demikian makalah mengenai “Peranan Sentral Nukleus Dalam Sistem Kerjasel Sebagai Satuan
Kehidupan Terkecil Makhluk Hidup” yang telah
pemakalah susun. Kami mohon maaf apabila dalam penulisan ataupun penyampaian
kurang maksimal. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan untuk
pembuatan makalah-makalah selanjutnya. Semoga dengan makalah ini dapat
memberikan wacana dan informasi baru yang nantinya bermanfaat bagi kita semua.
Amin.
[1] Makalah
terkait Nukleus, disusun guna memenuhi tugas tambahan pada mata Kuliah Biologi
Sel yang diampu oleh Dian Triastari Armandha,M.Si.
[2] Mahasiswa
Tadris Biologi Semester 6 Fakultas
Tarbiyah IAIN Walisongo Semarang dengan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) 093811001.
[3] Neil A.
Campbell,dkk. BIOLOGI (Edisi Kelima) Jilid I. Jakarta : Penerbit
Erlangga. Halaman 112.
[5] Ibid
