Pengantar Biologi Sel

1. Biologi Sel
Neni Sri Gunarti, S.Farm, M.Si.

2. Silabus MK Biologi Sel
 Pendahuluan -1
 Sejarah perkembangan sel-1
 Karakteristik sel-1
 Sel prokariotik dan eukariotik-2-3
 Struktur dan fungsi organel sel-4
 Sistem transport sel-5
 Fotosintesis-6
 Ekspresi gen-7
 UTS 8
 Produk rekayasa genetika-9
 Presentasi 10-15
 UAS 16

3. Penilaian
 Absensi
 Tugas dan Quiz
 Psikomotor dan Afektif
 UTS
 UAS

4. Biologi sel (sitologi)
kytos “wadah” dan logos “ilmu”
(Ilmu yang mempelajari tentang sel)

5. Sejarah Penemuan Sel
 Robert Hooke (1665) :
sayatan gabus dari batang Quercus suber adanya ruang-
ruang kosong yang dibatasi dinding tebal yang diistilahkan
adalah cellulae artinya sel.
 Anton van Leeuwenhoek (1974) : penemuan protozoa

6. Perkembangan Teori Sel
 Matthias Jakob Schleiden (1838) : sel tumbuhan
 Theodor Schwann (1839) : sel hewan
 Schleiden dan Schwann : sel merupakan kesatuan
struktural
 Rudolf Virchow (1855) : sel merupakan kesatuan
pertumbuhan , setiap sel berasal dari sel sebelumnya
(omne cellulae e cellula)

7. Tingkatan Organisasi Makhluk Hidup
Organisme tersusun dari sel-sel
Sel merupakan unit fungsional terkecil dalam makhluk hidup

9. Karakteristik Sel
 Sel sangat kompleks namun teratur
 Sel memiliki program genetik dan memiliki cara untuk
menggunakannya
 Sel mampu memperbanyak diri
 Sel membutuhkan, memperoleh dan menggunakan
energi
 Sel melaksanakan berbagai reaksi kimia
 Sel terlibat dalam berbagai aktivitas mekanik
 Sel mampu merespon terhadap berbagai rangsang
 Sel mampu mengatur diri

10. Prokariotik dan Eukariotik

11. Sel Prokariotik
Karakteristik sel
 Sel tanpa inti (pro : sebelum, karyon : inti)
 Tidak memiliki organel, DNA dalam membran plasma
 Dikelilingi membran dan dinding sel
 Ada yang memiliki pigmen fotosintesis (sianobakteri)
 Beberapa memiliki flagel, silia
 Memiliki berbagai bentuk sel (kokus, basil, helix)
 Meliputi kingdom Monera (bakteri) dan Archaea

13. Sel Eukariotik
 Ada inti sel yang jelas, dibungkus membran sel
 Kompartementasi intraselular oleh sistem membran internal
yang membentuk sistem endomembran (organel), yi. inti,
retikulum endoplasma, alat Golgi, lisosom dan badan-badan
mikro
Fungsi membran internal (membran sitoplasma):
1. Melokalisir reaksi-reaksi selular yang spesifik
2. Meningkatkan luas permukaan total
3. Tempat berlangsungnya reaksi-reaksi enzimatik dalam
metabolisme sel
 Ada yang unisel (protozoa) dan multisel (fungi, tanaman,
hewan)

14. Sel Fungi

16. Sel Tumbuhan

17. Sel Hewan

18. Tugas Kelompok
(Makalah dan Presentasi)
1. Monera
2. Arkea
3. Protozoa
4. Fungi
5. Hewan
6. Tumbuhan

19. Bahasan
 Pengertian & Sejarah Penemuan
 Pengelompokan & contoh
 Karakteristik selnya
 Morfologi dan fungsi organel sel
 Pemanfaatan Bidang farmasi dan non farmasi

20. Struktur dan Fungsi Organel
Membran Sel
Inti Sel
Ribosom
Retikulum Endoplasma
Badan Golgi
Mitokondria
Lisosom
Vakuola
Sitoskeleton
Kloroplast
Sentriol

21. Membran Sel
Membran Sel

22. Nukleus
Inti Sel

23. Ribosom
Ribosom

24. Retikulum Endoplasma

25. Badan Golgi

26. Mitokondria

27. Lisosom

28. Vakuola

29. Sitoskeleton

30. Kloroplast

31. Sentriol

32. Membran Sel
Membran Sel
• Pelindung Sel
• Pengatur pertukaran keluar masuk zat dalam sel

33. Nukleus
Inti Sel
• Pengatur aktivitas dalam sel

34. Ribosom
Ribosom
• Sintesis protein dalam proses translasi (menerjemahkan mRNA
membentuk rantai polipeptida menggunakan asam amino yang
dibawa tRNA)

35. Retikulum Endoplasma
• RE halus : tidak ada ribosom, berperan dalam sintesis lipid
• RE kasar : terdapat ribosom, berperan dalam sintesis protein

36. Badan Golgi
• Sintesis sekret

37. Mitokondria
• Tempat respirasi aerob untuk menghasilkan energi

38. Lisosom
• Berperan dalam pencernaan sel

39. Vakuola
• Tempat senyawa-senyawa sisa metabolisme sel (metabolit sekunder)

40. Sitoskeleton
• Memberi bentuk sel
• Gerakan sel

41. Kloroplast
• Plastida yang berwarna hijau
• Tilakoid : tempat terjadi fotosintesis
• Stroma : menyimpan hasil fotosintesis

43. Sentriol
• Berperan dalam pembelahan sel (mitosis dan meiosis)

45. TRANSPORT SEL

47. Fosfolipid
 Head group
 Hidrofilik
 Kelompok fosfat
 Tail group
 Hidrofobik
 Kelompok asam
lemak ( saturated,
monounsaturated,
poliunsaturated)

48. Membran Protein
 Integral Protein
 Transmembran protein
 Menembus bagian lipid
bilayer
 Memiliki bagian yang
hidrofil dan hidrafob
 Membentuk pompa/ atau
chanel membran tempat
lewatnya ion-ion

49. Membran Protein
 Periferal Protein
 Tidak melekat pada
membran, hanya di
permukaan
 Biasanya melekat pada
protein intergal atau
bagian hidrofil membran
 Umumnya membentuk
enzim

50. Jenis-jenis transport sel
 Transport pasif
1. Difusi
2. Osmosis
3. Difusi terfasilitasi
 Transport Aktif
1. Pompa natrium-kalium
2. Endositosis
3. Eksositosis

51. Transfort pasif

52. Difusi
 Pergerakan substansi dari konsentrasi
tinggi ke konsentrasi rendah
 Difusi molekul bergerak sampai konsentrasi
seimbang antara dua sisi (equilibrium)

53. Osmosis
 Difusi air melewati membran
 Bergerak dari konsentrasi yang tinggi ke
konsentrasi yang rendah

54. Tonisitas
Arah pergerakan air tergantung dari konsentrasi
larutan
 Isotonis : jumlah yang terlarut dan pelarut
sama
 Hipotonis: jumlah yang terlarut lebih kecil dari
pelarut
 Hipertonis : jumlah yang terlarut lebih besar
dari pelarut

55. Efek Osmosis dalam sel

57. Difusi terfasilitasi
 Beberapa molekul tidak dapat melewati membran
secara langsung, harus dibantu dengan protein
pembawa “carrier”
 Molekul seperti gula, garam, asam amino dan amonia
 Difusi ion melewati protein kanal

58. Transport Aktif

59. Pompa Natrium-Kalium
 Pompa Natrium-Kalium untuk menggerakkan ion
natrium dan kalium
 Pompa membantu menjaga konsentrasi Natrium
lebih besar dari luar sel dan konsentrasi Kalium
lebih besar dari dalam sel

60. Endositosis
 Proses memasukkan
cairan , makromolekul dan
partikel-partikel ke dalam
sel
 2 jenis endositosis
1. Fagositosis (cell eating)
2. Pinositosis (cell drinking)

61. Eksositosis
 Proses sel mengeluarkan substansi keluar sel
seperti protein

62. Fotosintesis

63. Metabolisme
Sel
Katabolisme
Respirasi aerob
Respirasi Anaerob
Anabolisme
Fotosintesis
Kemosintesis
Sintesis Lemak
Sintesis Protein

65. Fotosintesis
 fotos = cahaya; sintesis = penyusunan atau membuat
bahan kimia.
 Proses pembentukkan molekul kompleks
(karbohidrat) dengan bantuan energi sinar matahari.
 Tanaman hijau, fitoplankton, sianobakteri

67. Organel Fotosintesis
• Pigmen Hijau : Klorofil
• Klorofil terkandung dalam
kloroplas
• Klorofil menyerap cahayan
tertinggi pada spektrum biru
dan merah
• Terdapat klorofil a dan b. Klorofil
yang berperan dalam
fotosintesis adalah klorofil a

70.  Proses yang memerlukan sinar matahari
 Merubah energi matahari menjadi energi kimia
 Merubah air (H2O) menjadi oksigen (O2)  fotolisis
air
 Pembentukan ATP dan NADPH hasil perubahan
energi matahari menjadi energi kimia disebut
fosforilasi fotosintesis atau fotofosforilasi
 Reaksi terjadi di grana  tilakoid
Reaksi terang

71. Fotosistem
 tempat berkumpulnya pigmen fotosintesis.
 Aliran elektron melalui sistem transpor menghasilkan
ATP dan NADPH
 Fotosistem : Fotosistem I (P700) dan fotosistem 2
(P680)
 Aliran Elektron
1. Siklik
2. Non siklik

72. Siklik
 Hanya menghasilkan ATP

73. Non siklik
(menghasilkan Oksigen , ATP, Dan NADPH

74. Reaksi Gelap (Reaksi Calvin)
 Proses tidak memerlukan sinar matahari
 Merubah CO2 menjadi gula
 Reaksi terjadi pada matriks stroma
• Siklus Calvin memiliki 3 tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi
– Regenerasi akseptor CO2

75. Siklus Calvin
(G3P)
Input
(Entering one
at a time)
CO2
3
Rubisco
Short-lived
intermediate
3 P P
3 P P
Ribulose bisphosphate
(RuBP)
P
3-Phosphoglycerate
P
6 P
6
1,3-Bisphoglycerate
6 NADPH
6 NADPH+
6 P
P
6
Glyceraldehyde-3-phosphate
(G3P)
6 ATP
3 ATP
3 ADP CALVIN
CYCLE
P
5
P
1
G3P
(a sugar)
Output
Light
H2O CO2
LIGHT
REACTION
ATP
NADPH
NADP+
ADP
[CH2O] (sugar)
CALVIN
CYCLE
O2
6 ADP
Glucose and
other organic
compounds
Phase 1: Carbon fixation
Phase 2:
Reduction
Phase 3:
Regeneration of
the CO2 acceptor
(RuBP)

76. Siklus Calvin
• Dimulai dari CO2 dan
menghasilkan
Glyceraldehyde 3-
phosphate
• Tiga bagian siklus Calvin
menghasilkan 1 produk
molekul
• Tiga tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi CO2
– Regenerasi RuBP

77. 1 Sebuah molekul CO2
dikonversi dari bentuk
inorganiknya menjadi
molekul organik (fixation)
melalui pengikatan ke gula
5C (ribulose bisphosphate
atau RuBP).
– Dikatalisasi oleh enzim RuBP
carboxylase (Rubisco).
• Bentuk gula 6C pecah
menjadi 3-
phosphoglycerate

78. 2 Tiap molekul 3-
phosphoglycerate
menerima tambahan grup
fosfat membentuk 1,3-
Bisphosphoglycerate
(fosforilasi ATP)
• NADPH dioksidasi dan
elektron yang ditransfer
ke 1,3-
Bisphosphoglycerate
memecah molekul dengan
tereduksi menjadi
Glyceraldehyde 3-
phosphate

79. 3 Tahap terakhir dari
siklus ini adalah
regenerasi RuBP
• Glyceraldehyde 3-
phosphate dikonversi
menjadi RuBP
melalui sebuah seri
reaksi yang
melibatkan fosforilasi
molekul oleh ATP