Sel prokariotik berukuran kecil (2-8 μm) dengan rasio permukaan terhadap volume yang besar untuk memfasilitasi transport zat. Komponen utamanya adalah membran sel, sitoplasma, nukleus, dan organel seperti ribosom dan retikulum endoplasma untuk sintesis protein. Membran sel mengandung lipid dan protein yang berperan dalam pengenalan molekul dan fluiditas membran.

1. Alfredo Bambang

3. Struktur Sel Prokariotik
Sel prokariotik biasa berukuran sekitar 2-8 μ

4. Sel memiliki rasio permukaan dibanding volume yang besar sehingga meningkatkan keefektifan transport zat melalui membran

7. Komponen sel:
•Membran Sel
•Nukleus
•Sitoplasma (tempat terjadinya reaksi di dalam sel)
•Organel Bermembran
•Organel tidak bermembran
•Zat yang terakumulasi dalam sel

8. Membran Sel
•Phospolipid Bilayer
•Memiliki berbagai protein dengan berbagai fungsi
•Memiliki tambahan gugus karbohidrat pada lipid (glikolipid) dan protein (glikokaliks dan glikoprotein) yang berfungsi sebagai molekul penanda
•Glikokaliks gugus karbohidratnya panjang dan jumlahnya lebih banyak dari protein yang ditempelinya
•Sebaliknya glikoprotein memiliki gugus karbohidrat yang lebih pendek dan jumlah proteinnya lebih banyak

9. Membran Sel (fluiditas membran)
•Fospolipid pada membran biasa memiliki “kink” atau lengkungan, hal ini meningkatkan fluiditas membran
•Kolesterol berfungsi untuk mengatur fluiditas membran
•Kolesterol menyusup pada celah antar fosfolipid dan menurunkan fluiditas membran (membran menjadi lebih rigid)
•Sphingolipid membentuk lipid raft
•Pada lipid raft biasa terdapat enzim, protein reseptor / protein lainnya

11. Fungsi Membran Sel

13. Nukleus
•Nukleus berukuran sekitar 5 -10 μm dan nukleolus berukuran sekitar 2.5 μm
•Nukleus terdiri atas membran Inti, nukleoplasma dan nukleolus
•Merupakan pusat kontrol genetik
•DNA nukleus terikat pada protein histon yang membentuk serabut panjang / benang Kromatin
•Benang Kromatin memadat membentuk kromosom yang terlihat saat pembelahan sel
•Di dalam nukleus, terdapat massa serabut dan granul yang disebut sebagai nukleolus.

14. Nukleus
•Nukleolus terdiri dari bagian kromatin DNA dan RNA serta protein.
•Di nukleolus inilah ribosom dibentuk
•Pada membran inti terdapat kompleks protein pori dan ribosom
•Protein pori ini berfungsi sebagai jalan keluar untuk mRNA ke sitoplasma dan juga mengatur pertukaran materi dari nukleus ke sitoplasma
•Pada permukaan bagian dalam membran inti, terdapat struktur penyokong berupa nuclear lamina

16. Ribosom
•Ribosom berukuran sekitar 30 nm
•Ribosom tersusun atas rRNA dan protein (nukleoprotein)
•Ada 2 jenis ribosom, yaitu ribosom bebas dan ribosom terikat organel
•Ribosom berguna untuk sintesis protein dan biasa membentuk poliribosom (pada ribosom bebas)
•Ribosom eukariota (80S) terdiri dari 2 subunit, yaitu subunit besar (60S) dan kecil (40S)
•S (Svedberg unit) menunjukkan laju sedimentasi

17. Polyribosome

18. Retikulum Endoplasma
•Terdiri dari 2 jenis:
▫RE Kasar (terdapat ribosom)
Sintesis protein (terutama protein sekretori dan protein membran) dan membran tambahan
▫RE Halus (tidak terdapat ribosom)
Sintesis Lipid dan Steroid, serta metabolisme obat
•Tiap lapisan tebalnya sekitar 0,5 μm
•Letaknya menempel pada membran nukleus
•Produk dilepaskan di dalam vesikel yang terlapisi oleh protein tertentu dan kemudian ditransport ke badan golgi untuk diproses lebih lanjut

19. RE Halus
•RE halus bersambung dengan RE kasar
•Banyak terdapat enzim-enzim pada membrannya
•Dengan paparan terhadap obat tertentu RE halus dapat meningkat jumlahnya dan mempercepat proses pemecahan obat atau zat lainnya.
▫Mis: Barbiturat pada sel hati menyebabkan pemecahan antibiotik dipercepat
•Fungsi lain dari RE halus adalah untuk penyimpanan ion kalsium (terspesialisasi menjadi Retikulum Sarkoplasma)
•Fungsi ini penting pada sel otot
▫Bila terdapat sinyal dari sel saraf, kalsium akan keluar dari RE halus ke dlaam cairan sitoplasma dan akan memicu kontraksi sel

22. Proteasomes
Chaperonins

23. Badan Golgi
•Memiliki 2 sisi yaitu sisi Cis dan Trans
•Sisi Cis berfungsi untuk menerima vesikel dari retikulum endoplasma
•Pada bagian cisterna terjadi modifikasi protein (Post Translation Modification) / zat lainnya
•Terdapat mekanisme pengecekan produk, dimana bila produk yang terbentuk tidak sesuai akan diproses kembali / didegradasi
•Setelah diproses, pada sisi Trans akan terbentuk vesikel untuk kemudian ditransport ke tempat tujuannya

24. Fungsi Badan Golgi
•Pengemasan, modifikasi dan pemisahan protein
•Modifikasi yang dapat dilakukan contohnya menambahkan gugus karbohidrat atau gugus lainnya pada protein atau fosfolipid
•Sintesis berbagai jenis polisakarida (termasuk bahan matriks ekstraseluler, cth asam hyaluronat)
•Produk dari badan golgi dikemas dalam bentuk vesikel
•Dapat juga membentuk lisosom / vesikel terspesialisasi lainnya

26. Lisosom
•Berukuran sekitar 1-2 μm
•Berisi enzim hidrolitik
•Berfungsi untuk memecah molekul yang masuk melalui endositosis / fagositosis
▫Lisosom bergabung / fusi dengan vakuola makanan dan membentuk phagolisosome kemudian mencerna / memecah molekul didalamnya
•Dapat digunakan untuk mendegradasi organel sel yang telah rusak (autophagy)
▫Vesikel berisi organel yang rusak bergabung / fusi dengan lisosom dan kemudian organel tersebut didegradasi

27. Lisosom
•Lisosom juga berfungsi untuk menghancurkan bakteri
•Lisosom juga berfungsi sebagai pusat daur ulang organel yang rusak, sehingga sebagian molekulnya dapat dipakai untuk membentuk organel baru
•Fungsi lisosom sangat penting, sehingga gangguan pada penyimpanannya seperti yang diakibatkan oleh penyakit genetik dapat menyebabkan penyakit yang berat
•Fumpe's disease
▫akumulasi glikogen di sel hati
•Tay-Sach disease
▫akumulasi lemak di sel saraf

28. Peroksisom
•Berukuran sekitar 1-2 μm
•Berisi enzim katalase
•Berguna untuk memecah hidrogen peroksida (ROS) yang diproduksi oleh sel saat melakukan metabolisme
•Enzim katalase memecah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen
•Selain itu juga berguna untuk detoksifikasi berbagai senyawa dan racun

30. Kerjasama dari sistem Endomembran
(organel bermembran)

31. Mitokondria dan Kloroplast
•Mitokondria berukuran sekitar 4 x 0,8 μm dan kloroplast berukuran sekitar 5 x 2 μm
•Mitokondria berfungsi untuk menghasilkan energi berupa ATP dan Kloroplast merupakan organ fotosintetik
•Merupakan organel bermembran ganda
•Memiliki ribosom sendiri dan DNA sendiri
•Diduga merupakan organel hasil simbiosis (teori endosimbion)
•Terjadi pertukaran materi antara mitokondria dan kloroplas dengan sitoplasma

33. Endosymbionic Theory

34. Sitoskeleton
•Terdiri dari:
▫Mikrotubulus
Pembentuk beberapa organel (Sentrosom, silia dan flagela)
Sentrosom untuk pergerakan kromosom saat mitosis
Mempertahankan bentuk sel
Pergerakan / perpindahan organel
▫Mikrofilamen
Pergerakan sel (pseudopodia), Sirkulasi sitoplasma, cleavage sel
▫Filamen Intermediet
Mempertahankan bentuk sel
Memfiksasi organel pada tempatnya
Membentuk nuclear lamina

37. Sentrosom terdiri dari triplet mikrotubulus
Power stroke dan recovery stroke

39. Microfilament and motility

41. Referensi
•Reece et al. Campbell Biology 10th Edition; 2014
•Gerald Karp. Cell and Molecular Biology Concepts and Experiments 7th Edition; 2013
•Lodish et al. Molecular Cell Biology 7th Edition; 2013
•Silverthorn et al. Human Physiology: an Integrated Approach 5th Edition
•Marieb et al. Human Anatomy and Physiology 9th Edition
•Mc Cance et al. Pathophysiology The Biologic Basis of Disease in Adult and Children 6th Edition