Cells - They are united to keep us alive - Struktur Sel

Sel adalah unit terkecil yang menyusun tubuh kita. Sama seperti tubuh kita yang memiliki organ-organ yang fungsinya tersepesialisasi namun saling berkaitan, sel juga memiliki sejumlah organel yang menunjang kegiatan sel, yang masing-masing fungsinya terspesialisasi namun tetap saling berkaitan.

Berikut ini organel-organel yang ada di dalam sel hewan:

Membran Plasma.

Sel kita berisi cairan. Untuk membatasi agar cairan tidak mudah keluar dari sel, pasti perlu dinding. Dinding inilah yang disebut membran plasma. Intinya, membran plasma berfungsi sebagai penyortir zat yang akan keluar atau masuk ke dalam sel dan sebagai pertahanan sel.

Membran plasma terdiri atas 2 lapis fosfolipid. 

Bagian yang berwarna biru (fosfat) adalah bagian yang berani akan air (hidrofilik) karena bagian ini berhadapan langsung dengan sitoplasma dan bagian luar sel. Sementara bagian yang dalam (lipid) bersifat hidrofobik atau takut air.

Diantara lipid bilayer ini, terselip beberapa protein integral yang berfungsi sebagai 'portal' masuknya atau keluarnya zat-zat tertentu dari dalam atau keluar sel, misalnya ion. Selain itu terdapat protein perifer, yaitu protein yang terdapat di bagian permukan bilayer. Ada juga gugus gula yang menempel pada protein (glikoprotein) dan yang menempel pada fosfolipid (glikolipid) yang berfungsi sebagai 'pengenal' atau mengidentifikasi zat-zat yang medekati/masuk ke dalam sel. Dalam membran plasma, terdapat juga kolestrol yang berfungsi mempertahankan struktur membran plasma.

...........Baru di membran plasmanya saja fungsinya sudah begini banyak!

Sitoplasma

Di dalam sel kita terdapat cairan dimana diantara cairan-cairan itu banyak terdapat organel-organel sel, filamen, dan vesikel yang bekerja menurut fungsinya masing-masing. Intinya, fungsi sitoplasma adalah sebagai tempat terjadinya segala aktivitas sel.

Para penyokong struktur sel (sitoskeleton --> cyto: sel & sceleton: tulang):

Mikrotubulus

Sitoskeleton paling tebal, terdiri atas alpha-tubulin dan beta-tubulin, dan berfungsi sebagai lintasan bagi vesikel-vesikel yang mengangkut produksi sel, dan berperan dalam pembelahan sel.

Mikrofilamen

Sitoskeleton paling halus dan berfungsi mempertahankan struktur sel.

Filamen Intermediet

Retikulum Endoplasma (Endoplasmic Reticulum)

Terdiri atas 2 jenis, yaitu yang halus dan yang kasar. Retikulum endoplasma yang halus TIDAK berikatan dengan ribosom dan berfungsi untuk sintesis lipid dan steroid, sementara Retikulum endoplasma yang kasar berikatan dengan ribosom dan berfungsi untuk sintesis protein.

Ribosom

Fungsi ribosom pada umumnya adalah sintesis protein. Ribosom terbagi 2 jenis, yaitu ribosom bebas dan ribosom terikat. Biasanya, ribosom yang bebas berfungsi untuk sintesis protein yang merupakan kebutuhan sel itu sendiri. Sementara ribosom yang terikat (dengan retikulum endoplasma) berfungsi untuk sintesis protein yang akan dioper keluar sel.

Golgi Apparatus

Terdiri atas bagian cis, cisternae (istilah Indonesia-nya sisterne) dan bagian trans. Bagian cis menerima vesikel (kantung-kantung) yang biasanya berasal dari retikulum endoplasma kasar dan berisi protein. Lalu setelah protein tersebut diterima, akan dilakukan modifikasi di cisternae. Setelah selesai dimodifikasi, protein tersebut akan di paket-paketkan ke dalam vesikel dan dilepas dari Golgi melalui bagian trans. Intinya fungsi dari Badan Golgi adalah memodifikasi dan metranspor protein. Vesikel berfungsi mengangkut protein dari badan golgi ke membran sel dengan mekanisme endositosis.

Mitokondria

Mitokondria berfungsi sebagai house of energy --- menghasilkan energi untuk menunjang semua aktivitas sel.

Lisosom

Berfungsi mencerna organel-organel yang telah tua, mencerna benda-benda asing yang masuk ke dalam sel, dan berfungsi mengatur mekanisme apoptosis (bunuh diri sel).

Peroksisom

Menetralkan Hidrogen Peroksida (H2O2) yang berbahaya bagi tubuh, dengan menguraikannya menjadi Air dan Oksigen (H2O dan O2) dengan bantuan enzim katalase.

Sentriol

Sentriol berperan dalam pembelahan sel dan pembentukan silia (bulu getar) dan flagel (bulu cambuk) sebagai alat gerak sel.

Membran Nukleus

Nukleus juga dilindungi oleh 'dinding' yang membatasi cairan dan zat yang akan masuk dari sitoplasma menuju nukleus, dan juga membatasi zat yang keluar dari nukleus. Zat ini keluar masuk nukleus melalui pori-pori yang disebut Nuclear Pore.

Nukleus

Nukleus adalah 'otak' sebuah sel. Ia adalah pengatur kerja sel. Di dalam nukleus terdapat DNA yang berisi informasi herediter, yang menentukan akan jadi apa kita melalui ekspresi gen. Apabila gen ini terekspresi, maka akan disintesis protein-protein yang terkait dengan gen tersebut, tetapi kalau gen tidak terekspresi, maka protein tidak akan disintesis. Nukleus juga tempat terjadi replikasi DNA dan tempat pembuatan m-RNA.

Nukleolus

Nukleolus adalah unit yang lebih kecil dan ada di dalam nukleus. Nukleolus disebut anak inti, sama seperti sub-atom dari atom. Nukleolus berfungsi untuk mensintesis ribosom.

Organel-organel tersebut saling bekerja sama dan menunjang kehidupan kita.

Well you know, great things start from little ones. :)

Genomic: How to know your fate from Blood.

Tubuh kita terdiri atas sebuah keteraturan yang tidak tertandingi.

Unit-unit terkecil yang menyusun tubuh kita adalah sel. Setiap sel, ibarat manusia dalam dunia ini, memiliki identitas. Identitas ini yang disebut DNA, pembawa informasi genetik. DNA atau Deoxiriobose Nucleic Acid bukanlah unit terkecil. Yang lebih mini lagi adalah gen.

Takdir kita tersurat dari gen-gen yang terekspresi, membangun satu kesatuan membentuk kita. Gen adalah informasi genetik yang diturunkan secara herediter dari induk ke anak dan berfungsi dalam regulasi protein. Gen ini akan menentukan protein apa yang akan disintesis. Misalkan, gen tumor suppressor yang berfungsi untuk menjaga sel dari mutasi. Apabila gen ini terekspresi, maka protein yang menghambat mutasi sel akan disintesis, dan apabila gen ini tidak diekspresikan, maka tidak ada protein penghambat mutasi yang dihasilkan, dan sel akan (jauh) lebih rentan terhadap mutasi.

Hampir semua sel dalam tubuh kita memiliki inti sel (nukleus). Di dalam nukleus, terdapat DNA yang tersusun atas gen-gen. Berarti jika suatu sel memiliki nukleus, ia pasti mempunyai DNA.

Tapi ada satu sel yang tidak memiliki inti, sel apakah itu?

Sel darah merah (eritrosit/erythrocyte).

Sel darah yang belum mature (dewasa) masih memiliki inti, sementara ketika ia sudah dewasa dan siap melakukan tugasnya, intinya menghilang.

Seiring dengan canggihnya teknologi, mulailah berkembang era molekuler yang membuat kita selangkah lebih dekat untuk tahu takdir apa yang digariskan untuk tubuh kita. Kita bisa mengetahui absence/presence dari gen-gen yang ada di dalam tubuh kita. Berikut ini adalah gambaran singkat bagaimana gen itu bisa ditelusuri. :)

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Jika kamu ke dokter, pemeriksaan apa yang paling simple untuk dilakukan?

Misalkan ketika kamu sakit demam berdarah, tifus, dan yang lain-lain, apa pemeriksaan yang sering dilakukan?

Ya, periksa darah.

Di luar dugaan, darah memberitahukan berbagai peristiwa yang terjadi dalam tubuh kita.

Jadi, ketika darah kamu diambil, ia akan berinteraksi dengan udara bebas. Seperti halnya ketika kita luka, darah akan menjalankan mekanisme pembekuan darah untuk menutup luka. Hal seperti ini terjadi agar darah tidak terus mengucur dan menyebabkan kita kehabisan darah. Untuk mencegah hal-hal seperti pembekuan darah dalam eksperimen genomik, anti-koagulan sangat diperlukan. 

Untuk memisahkan bagian-bagian darah, pertama tabung yang berisi darah harus di sentrifugasi dulu. Sentrifugasi adalah tahap dimana tabung diputar (terinspirasi dari kata sentrifugal: gerakan memutar yang menyebabkan kita seolah tertarik ke pusat putaran dalam fisika) dengan suatu alat: centrifuge machine. Nanti, molekul yang massanya lebih besar akan berkumpul di dasar tabung dan yang lebih ringan akan berada di atas. Inilah perbedaan tabung yang diberi anti-koagulan dengan yang tidak diberi setelah sentrifugasi:

Diberi anti-koagulan:

Lapisan paling atas/paling ringan adalah plasma.

Plasma berisi blood clotting factors (zat-zat yang berperan dalam pembekuan darah), mineral, vitamin, protein, dan hormon. Penampakannya berupa cairan bening namun agak kekuningan.

Lapisan tipis ditengah adalah buffy coat.

Buffy coat terdiri atas sel darah putih dan trombosit.

Lapisan paling bawah/paling berat massa-nya adalah sel darah merah.

Tidak diberi anti-koagulan:

Lapisan paling atas adalah serum

Serum berisi protein, mineral, hormon, dan zat-zat lainnya yang hampir sama dengan plasma. Bedanya, serum tidak memiliki blood clotting factor.

Lapisan bawah adalah sel darah merah dan sedikit sel darah putih dan trombosit yang sudah terkoagulasi oleh fibrin (salah satu blood clotting factor yang membekukan darah). Penampakannya agak menggumpal.

Seringkali penggunaan anti-koagulan mempengaruhi hasil eksperimen. Tapi untuk eksperimen pencarian gen, lebih baik menggunakan darah yang ada di dalam tabung dengan anti-koagulan, karena sudah ada pembagian-pembagian spesifiknya (plasma, buffy coat, dan sel darah merah), sementara jika menggunakan yang tanpa anti-koagulan, sel-sel darah dan trombosit sudah bercampur dan terkoagulasi oleh fibrin.

Lalu, bagaimana bisa kita mendapatkan DNA dari darah yang diberi antikoagulan?

Dari manakah? Kan sel darah merah tidak punya nukleus? :)

Coming soon in next post. :)