RIBOSOMRIBOSOM DANDAN

RETIKULUM ENDOPLASMA RETIKULUM ENDOPLASMA

1.Bagaimana mekanisme pembentukan ribosom, perkitan polisom (polirebosom)??2.Apakah korelasi antara retikulum sarkoplasmik dengan mekanisme kontraksi otot??

Study caseStudy case

Di kumpulkan di meja ibu Kamalia, S. Pd., M. Sd

setelah kuliah biologi sel!!

What is ribosome?What is ribosome?Ribosome - protein Ribosome - protein

synthesizer consisting of two synthesizer consisting of two subunitssubunits

Larger one, “50S”, is upper Larger one, “50S”, is upper picture. Smaller is “30S”picture. Smaller is “30S”

Berdasarkan koefisien sedimentasi dikenal tiga tipe ribosom:

Tipe ribosom Koefisien sedimentasi

Sel prokariot

Sel eukariot (sitosol)

Sel eukariot (organel)

kloroplast

mitokondria

70S

80S

70S

55S – 80S

Komponen penyusun besar ribosom terdiri 1.ARN ribosom (ARN-r)2.protein ribosom (L & S)

RIBOSOM PROKARIOTRIBOSOM PROKARIOT

Monomer (70S)

Subunit kecil (30S)

Subunit besar (50S)

rRNA (16S)

rRNA (23S)rRNA (5S)

21 protein

32 protein

Ketiga rRNA disintesis oleh gen-gen yang erat berikatan , ditranskripsi oleh RNA polimerase dengan urutan:

16S 23S 5S

Operon rRNA juga mengandung gen untuk beberapa tRNA

Operon : sekelompok gen dan tempat-tempat pengenal pada kromosom (DNA) yang berpartisipasi pada pengaturan transkripsi

Protein ribosom ditambahkan / berkombinasi dengan rRNA pada berbagai tahapan perakitan sub unit:

Beberapa protein ditambahkan selama transkripsi

Protein lain ditambahkan setelah transkrip primer lepas dan selama pemrosesan

Protein lain lagi ditambahkan setelah rRNA matang

Protein-protein tertentu berikatan dengan rRNA hanya sementara, tidak terdapat dalam subunit-subunit yang sempurna dirakit

BENTUK FISIK RIBOSOM PROKARIOTBENTUK FISIK RIBOSOM PROKARIOT

Subunit 70S

Ribosom lengkap / utuh

Bila konsentrasi sangat tinggi menjadi partikel 100 S

Bila konsentrasi < 2 mM berubah menjadi subunit 30 S dan 50 S

Keutuhan partikel bergantung pada konsentrasi ion Mg2+

Keutuhan partikel bergantung pada konsentrasi Mg2+

Transformasi partikel berhubungan dengan peristiwa metabolisme dalam sel

Dalam keadaan tidak aktif akan berasosiasi menjadi subunit 30S dan 50S

Subunit 50S dan 30S

Bentuk irregular

Subunit 50S berbentuk bola dengan 3 tonjolan

Subunit 30S berbentuk seperti batang, berbelah menjadi dua

A couple more nifty pictures…A couple more nifty pictures…

• 50S (left) and 30S. This time you can see them from different angles, through different style of picture

Ribosom mempunyai 2 tempat berikatan:

1. P-site(tempat P, tempat berikatan peptil-tRNA), tempat

tRNA berhubungan dengan ujung rantai polipeptida yang sedang tumbuh

2. A-site(tempat A, tempat berikatan aminoasil-tRNA),

tempat tRNA yang akan datang (baru) yang membawa satu asam amino

Antara subunit terdapat suatu terusan tempat menembus RNA selama translasi

EUCARYOTIC RIBOSOMEEUCARYOTIC RIBOSOME

Isolasi lebih susah daripada ribosom pada prokariotik

Ukuran lebih besar

Suka bergabung dengan sel bakteri

Sedimen monomer 80S

Sedimen subunit 40S dan 60S

Rat liver:

Tanaman BM : 3,9.106 Dalton

Hewan BM : 4,6.106 Dalton

MITOKONDRIAL DAN CHLOROPLAST RIBOSOMEMITOKONDRIAL DAN CHLOROPLAST RIBOSOME

Ribosom pada kloroplast = prokariotik

Ribosom pada mitokondria tidak sama

Sedimen ribosome chloroplast : 70S dan dapat terurai : 30S (29S - 41S) dan 50S (46S – 54S)

Sedimen Ribosom Mitokondria

Monomer Small subunit Large subunit

Animal

Ascomycetes

Ciliate protozoan

Higher plant

55S – 60S

70S – 75S

80S

77S – 80S

30S – 35S

30S – 40S

55S

40S

40S – 45S

50S

55S

60S

Sintesis dan Pemrosesan rRNA EukariotSintesis dan Pemrosesan rRNA Eukariot

Pada eukariot sintesis rRNA (sitosol) berlangsung di nukleolus (anak inti)

Tiga peristiwa yang merupakan ciri nukleolus:

1. Transkripsi gen-gen yang mengkode rRNA (rDNA)

2. Pemrosesan molekul pra rRNA

3. Perakitan subunit-subunit pra ribosom

RNA RIBOSOMERNA RIBOSOME

1. RNAs pada ribosom prokariotik

Subunit (large) 50 S 5s; 23SSubunit (small) 30S 16S

2. RNAs pada ribosom eukariotik

Subunit (large) 60S 5s; 5,8S; 28SSubunit (small) 40S 18S

3. RNAs pada kloroplas

Subunit (large) 4,5s; 5S; 23SSubunit (small) 16S

1. RNAs pada mitokondria

Subunit (large) 5s (tumb); 16-19S (hwn); 21-26S (lain)

Subunit (small) 12S – 13S (hewan)

14S - 18S (lain)

Ribosom tikus

Ribosom babi

Ribosom manusia (plasma sel)

Sintesis r-RNA

Precursor unit bear Pre 60S particle Protein pelengkap

27S pre- rRNA

5S rRNAs25S rRNAs

5.8 rRNAs

Terdiri dari

menjadi

(Terdapat)

nucleolus

nucleoplasma

export

nucleolus

Pre 60S particle

nucleoplasma

cytoplasma

Nmd3

Xpo1

Crm1

Pre 60S particle

PERAKITAN

elF4ECap mRNA

elF4G1

2

Sub unit kecil ribosom

3

Sub unit besar ribosom

4

Polysome (poliriboso

m)

Translasi

Poliribosom

http://neurosci.utmb.edu/cellbio/cit1.htm

Retikulum endoplasmaRetikulum endoplasma

Retikulum endoplasma merupakan komponen sistem membran intra sel yang dinamis

Retikulum endoplasma bersama-sama dengan sistem membran lainnya itu membentuk suatu jalinan di dalam sel yang disebut jalinan rongga sel

Struktur Retikulum EndoplasmaStruktur Retikulum Endoplasma

• menyerupai kantung berlapis-lapis cisternae• kandungan proteinnya lebih tinggi daripada lipidnya bila

dibandingkan dengan membran sel, sehingga membran RE sifatnya lebih stabil

• Enzim-Enzim Retikulum Endoplasma

Ruangan dalam Retikulum Endoplasma mempunyai bentuk dan ukuran

yang berbeda-beda sehingga dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu :

•Sisterna berbentuk ruangan gepeng , yang kadang-kadang tersusun

berlapis-lapis dan saling berhubungan.

•Tubular berbentuk sebagai pipa-pipa kecil yang saling berhubungan.

•Vesikuler berbentuk sebagai gelembung-gelembung yang berlapis.

Komposisi Kimia Retikulum EndoplasmaKomposisi Kimia Retikulum Endoplasma

1. Selaput RE

• Terdiri atas lipida 30% dan protein 70%• Lipida fosfatidilkolin• Protein selaput retikulum endoplasma

glikoprotein

2. Cairan Luminal RE

• Berisi cairan yang mengandung sejumlah holoprotein, glikoprotein dan lipoproteinMisalnya:

RE plasmosit (sel plasma) berisi imunoglobulin

RE fibroblas berisi rantaian protokolagen dan enzim-enzim hidrolase

Retikulum endoplasma dibagi atas dua bentuk yaitu : 1. Reticulum endoplasma kasar2. Reticulum endoplasma halus3. Sarkoplasmik

Fungsi Retikulum EndoplasmaFungsi Retikulum Endoplasma

• RE kasarsebagai tempat sintesis protein

• RE halussintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel

Retikulum Endoplasma KasarRetikulum Endoplasma Kasar

• Ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membran• Ribosom juga terdapat pada sisi sitoplasmik membran luar selubung

nukleus yang bertemu dengan RE kasar• berfungsi mengedarkan protein yang disintesis oleh ribosom

Retikulum Endoplasma HalusRetikulum Endoplasma Halus

• Tidak ditempeli ribosom• berperan dalam sintesis lemak, dan metabolisme karbohidrat

RETIKULUM SARKOPLASMARETIKULUM SARKOPLASMA

Retikulum Sarkoplasma :– Sistem Tubuli– Sisterna

Triad :– 2 Sisterna Terminal + 1 Tubulus-t

Menentukan kecepatan kontraksi

48

MEKANISME KONTRAKSI

• Dimulai Pada Daerah Triad• Ion Ca Terkumpul Dalam Retikulum Sarkoplasma

• Rangsangan Depolarisasi Membran Menyebar Ke Tengah Serat (Melalui

Sistem T) Perubahan Permeabilitas Sisterna Terminal Pelepasan Ca Ke

Sarkoplasma, Mengikat Troponin Molekul Tropomiosin Bergerak Masuk

Membuka Bagian Filamen Aktin Yang “Tertutup”

• Kontraksi otot rangka digerakkan oleh impuls syaraf yang merangsang pelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik (jaringan khusus membran internal yang mirip dengan retikulum endoplasma yang menyimpan ion Ca2+ dengan konsentrasi yang tinggi). Ketika impuls syaraf mencapai ujung syaraf yang berhubungan dengan sel otot, maka rangsang itu akan menggerakkan vesikel sinap yang berisi neurotransmitter dalam hal ini Asetilcholin.

•  Vesikel sinap akan menempel pada membran prasinap untuk selanjutnya membuka dan melepaskan neurotransmitter di celah sinap. Asetilcholin akan menempel pada reseptor postsinap sehingga rmenyebabkan reseptor terbuka dan ion-ion yang berada di daerah celah sinap akan masuk. Sarkolemma pun akan mengalami depolarisasi yaitu suatu keadaan dimana bagian luar dari sel otot akan bermuatan negatif dan bagian dalam akan bermuatan positif. Depolarisasi ini mengakibatkan adanya potensial aksi yang menjalar dengan cepat menuju pelipatan membran, T tubules, yang memanjang ke dalam membran plasma di sekitar myofibril. Potensial aksi akan memberi sinyal pada kanal Ca2+ di retikulum sarkoplasmik untuk membuka sehingga ion-ion Ca2+ akan berpindah dari retikulum sarkoplasmik menuju sitoplasma sel otot (sarkoplasma).

• Pelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik meningkatkan konsentrasi Ca2+ di sitosol kira-kira dari 10-7 menjadi 10-5 M. Berikut kerja retikulum sarkoplasma mengatur kadar ion

Ca2+ intraselular dalam otot rangka :• Dalam sarkoplasma otot yang tengah istirahat, kontraksi ion Ca2+ adalah 10-7-10-8 mol/L. Keadaan istirahat tercapai karena ion Ca2+ dipompakan ke

dalam retikulum sarkoplasma lewat kerja sistem pengangkutan aktif yang dinamakan Ca2+ATPase yang memulai relaksasi. Retikulum sarkoplasma merupakan jalinan kantong membran yang halus. Di dalam tretikulum sarkoplasma, ion Ca2+ terikat pada protein pengikat Ca2+ yang spesifik yang disebut kalsekuestrin. Sarkomer dikelilingi oleh membran yang dapat tereksitasi (sistem tubulus T) yang tersusun dari saluran transversal (T) yang berhubungan erat dengan retikulum sarkoplasma.

• Ketika membran sarkomer tereksitasi oleh impuls syaraf, sinyal yang ditimbulkan disalurkan ke dalam sistem tubulus T dan saluran pelepasan ion Ca2+dalam retikulum sarkoplasma di sekitarnya akan membuka dengan cepat serta melepaskan ion Ca2+ ke dalam sarkoplasma dari retikulum sarkoplasma. Konsentrasi ion Ca2+ dalam sarkoplasma meningkat dengan cepat hingga 10-5mol/L. Tempat pengikatan Ca2+ pada TpC dalam filamen tipis dengan cepat diduduki oleh Ca2+. Kompleks TpC- 4 Ca2+ berinteraksi dengan TpI dan TpT untuk mengubah interaksinya dengan tropomyosin ini. Jadi, tropomyosin ini hanya keluar dari jalannya atau mengubah bentuk F aktin sehingga kepala myosin ADP-Pi dapat berinteraksi dengan F aktin untuk mengawali siklus kontraksi.

• Peningkatan konsentrasi ion Ca2+ memberi sinyal kontraksi otot melalui gerakan prekursor protein yang terikat pada filamen aktin : tropomyosin dan troponin. Tropomyosin adalah protein serabut yang terikat di sepanjang alur filamen aktin. Pada otot lurik, tiap molekul tropomyosin terikat pada troponin yang merupakan komplek 3 polipeptida: troponin C (mengikat Ca2+), troponin I (inhibitor), dan troponin T (mengikat tropomyosin). Ketika konsentrasi Ca2+rendah, kompleks troponin dengan tropomyosin menghalangi kontraksi aktin dan myosin sehingga otot tidak berkontraksi. Pada konsentrasi ion Ca2+ tinggi, Ca2+terikat pada troponin C menggeser posisi kompleks dengan mengganti posisi inhibisi dan mengakibatkan proses kontraksi terjadi.