Sebuah sel bersambung-sambungan dari saluran bermembran diyakini sebagai penghubung nukleus dengan membran sel.

Organel-organel yang penting dalam penghubung antara nukleus dan membran sel adalah antara lain retikulum endoplasma, aparatus golgi dan  lisosom. Di dalam inti sel akan menghasilkan produk berupa RNA. RNA ini akan dikirim dan akan diterima oleh retikulum endoplasma. , RE terlihat berbentuk saluran-saluran kecil, kantung-kantung termampatkan atau juga tubula-tubula paralel dalam sitoplasma. Saluran-saluran RE adalah ruang ruang berisi cairan yang terpisah dari sitosol, atau cairan yang ada di luar RE. Didalam RE terdapat enzim dan rantai molekul  pembawa elektron. RE akan menerima RNA dari nukleus yaitu adalah REK karena yang dapat menerjemahkan kode RNA ini adalah ribosom yang terdapat di REK. Butir-butir ribosom pada membran REK akan mensintesis rantai polipeptida yang elongasinya tidak berada di sitosol. Sebagian dari rantai polipeptida ini tetap berada dalam membran sedangkan bagian yang lain dilepas dalam sisterna RE. Protein transmembran yang dihasilkan diperuntukkan bagi membran sel organel lainnya, sedangkan protein yang dituangkan ke dalam lumen RE diperuntukkan bagi organel lainnya atau disekresikan.

Selain itu fungsi RE khususnya REH adalah berperan dalam metabolisme karbohidrat (memecah gula), sintesis hormon dan lipid, mengarahkan protein yang telah disintesis ke arah yang tepat, dan menyediakan tempat penyimpanan enzim.

Gambar diatas menggambarkan hubungan antara nukleus RE dan aparatus golgi. Nukleus mengirimkan produknya berupa mRNA ke RE, sedangkan RE akan membantu menerjemahkan mRNA dengan bantuan ribosom yang melekat sehingga terbentuk protein untuk enzim/hormon/dll. Produk ini akan di kirim ke golgi untuk dimatangkan.

RE menghasilkan enzim, hormon, dan senyawa lain hasil sintesis protein serta hasil sintesis fosfolipid dan kolesterol. Beberapa senyawa tersebut disintesis dalam keadaan belum siap benar untuk digunakan oleh sel. Aparatus golgi adalah organel pematangan itu. Aparatus golgi terlibat dalam proses kegiatan sel antara lain perakitan protein, dan lipid berkarbohidrat tinggi(glikosilasi), perbaikan membran sel, dan sekresi.

Proses sekresi sebenarnya sudah dimulai sejak dari RE. Protein yang terbentuk akan dipisah-pisahkan di dalam lumen RE sesuai tujuannya. Disini protein diangkut ke  daerah sis aparatus golgi oleh vesikuli pengangkut. Kemudian terjadi pemindahan protein dari sis ke trans aparatus golgi. Aparatus Golgi mirip strukturnya dengan REH tetapi cenderung berada terbatas pada daerah tertentu sel. Aparatus Golgi berasosiasi erat dengan proses-proses sedretoris pada kebanyakan sel. Di daerah trans protein ini dipilah dan dikemas untuk disempurnakan sehingga siap disekresikan dan ditunaskan dalam bentuk vesikuli sekretoris untuk ditimbun sampai ada isyarat untuk disekresikan. Begitu ada isyarat,  senyawa yang terkandung dalam vesikuli dikeluarkan dengan cara eksositosis.

Selain organel diatas ada juga lisosom. Lisosom adalah organel sekresi yang mengandung enzim hidrolitik. Enzim ini disintesis di RE untuk kemudian dipindahkan ke aparatus golgi oleh vesikula pengangkut. Enzim ini ditandai oleh manosa-6-fosfat (M-6-P) penambahan ini terjadi di di daerah sis aparatus golgi. Enzim ini selanjutnya diangkut ke daerah trans yang terdapat reseptor bagi  M-6-P. Dan selanjutnya lisosom akan dikeluarkan oleh aparatus golgi menjadi lisosom primer sebelum bergabung dengan endosom.

Dari gambar diatas dapat dideskripsikan sebagai berikut nukleus akan menghasilkan produk berupa RNA yang akan diterjemahkan oleh ribosom. Kode RNA untuk sekresi diterjemahkan di REK, setelah trerbentuk, ternyata enzim/protein/senyawa ini belum begitu matang(setengah matang) maka perlu dimatangkan di aparatus golgi. Protein dikirim dari RE kegolgi melalui velikel dan ditangkap oleh sis sisterna. Setelah terjadi modifikasi dan pematangan produk dikirim dari daerah trans aparatus golgi ke membran sel melalui proses eksositosis, sedangkan bila enzim yang ada pada golgi berupa enzim hidrolase, maka akan dikeluarkan menjadi lisosom untuk proses sekresi sel(bukan pencernaan sel) yang akan bergabung dengan endosom membentuk lisosom sekunder. Dari sini telah terlihat hubungan antara nukleus dengan membran sel yang melibatkan organel lain. Produk nukleus dapat sampai ke membran sel/luar sel dengan cara penerjemahan dan modifikasi oleh organel tertentu.

Read More

Mengapa kebanyakan sel eukariotik nukleus terletak di tengah?

Nukleus umumnya terletak ditengah sel karena nukleus ini terperangkap dalam jaring-jaring yang terbuat dari filamen intermedia dan mikrofilamen sehingga nukleus tidak akan bergerak. Nukleus adalah organel utama yang terlibat dalam reproduksi seluler. , nukleus juga berperan mengarahkan aktivitas metabolik sel dan membantu pembentukan sel hingga mencapai bentuk akhirnya, bahkan zat dasar pembuat ribosom pun disintesis di dalam nukleolus yang terdapat di dalam nukleus.

Dari gambar ini saja telah tergambarkan bahwa letaknya ditengah, selain karena terjerat oleh sitoskeleton, ternyata fungsi dari ditengahnya nukleus adalah karena nukleus mengandung materi genetik yang penting bagi kehidupan sel. Nukleus dianggap sebagai “otak dari sel” bila letak nukleus berada dipinggir, maka pasti tidak akan terjadi keseimbangan dalam pendistribusian materi genetik, sehingga laju aktivitas sel juga akan terhambat. . Begitu pentingnya organel nukleus  harus mendapatkan perlindungan yang maksimal, dan letak yang membuat nukleus mendapatkan perlindungan tersebut adalah di bagian tengah sel. Maka dari itu kebanyakan sel nukleusnya terletak di tengah.

Read More

Apakah karbohidrat semacam glukosa merupakan satu-satunya sumber energi sel?

Kalau kita belajar ilmu gizi/ilmu apa ajalah yang berkaitan dengan  respirasi sel khususnya katabolisme tentu kita akan mengatakan Tidak, kita setiap hari memakan makanan tidak hanya karbohidrat saja tetapi ada protein dan lemak. Protein dan lemak dapat menghasilkan energi. Selama proses katabolisme protein juga dapat digunakan sebagai bahan bakar, tetapi pertama-tama protein itu harus dicerna menjadi asam amino konstituennya. Lalu asam-asam  amino tersebut akan di deaminasi untuk menghasilkan produk-produk yang bisa memasuki jalur-jalur yang biasanya digunakan untuk karbohidrat. Banyak diantara asam amino digunakan oleh organisme untuk menyusun protein baru. Asam amino yang berlebih diubah oleh enzim menjadi intermediet glikolisis dan siklus krebs. Sebelum asam amino dapat diberikan ke glikolisis atau siklus krebs, harus dihilangkan gugus aminonya. Sisanya yaitu berupa nitrogen dibuang dalam bentuk amonia, urea, atau produk limbah lainnya.  Amonia dapat berikatan dengan karbondioksida dalam membentuk urea. Dengan cara ini asam glutamat dengan 5-karbon dapat dikonversi menjadi asam α-ketoglutarat, suatu intermediet pada siklus krebs. Sehingga alanin dapat dideaminasi secara oksidatif menjadi asam piruvat dan menjadi sebuah metabolit untuk siklus krebs

Lemak punya potensial kalorik yang sebagian besar berada dalam asam-asam lemak yang melekat pada tulang punggung gliserol dari molekul lemak. Lemak yang diperoleh dari makanan atau dari sel akan dicerna, gliserol diubah menjadi gliseraldehida fosfat urutan metabolik yang disebut oksidasi beta memecah asam lemak menjadi fragmen berkarbon dua yang memasuki siklus krebs sebagai asetil koa.  Ternyata lemak memiliki energi 2 kali lipat dari energi yang dihasilkan oleh karbohidrat. Jadi ternyata tidak hanya karbohidrat saja yang menghasilkan energi tetapi juga protein dan lemak yang keduanya juga berhubungan dalam proses katabolismenya.

Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun tubuh.

Glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein.

Dari gambar diatas telah dijelaskan bagaimana proses dari Glukoneogenesis  ini. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.

Read More

Apa pentingnya siklus krebs dalam pengaturan persediaan energi sel?

Gambar diatas menunjukkan proses dari pembuatan energi yang terjadi didalam mitokondria. Energi yang terbentuk berupa ATP. Siklus krebs terjadi di mitokondria yaitu tepatnya di matriks mitokondria. Siklus krebs memiliki enzim-enzim yang terdapat pada mitokondria, enzim-enzim di dalam mitokondria tersebut diantaranya banyak yang terdapat secara bebas dalam matriks, dan ada juga yang  melekat pada membran dalam dari organel tersebut. Asetil koA yang dihasilkan dalam tahap dekarboksilasi oksidatif akan dioksidasi lebih lanjut di dalam mitokondria tepatnya di matriks mitokondria. Reaksi ini memerlukan sejumlah enzim. Asetil koA yang telah terbentuk  akan bergabung dengan oksaloasetat pada siklus ini. Siklus krebs akan menghasilkan energi lebih banyak daripada glikolisis tetapi lebih sedikit dari transfer elektron. 

Dari gambar diatas telah dijelaskan bahwa siklus krebs menghasilkan 6 NADH, 2 FADH₂ serta 2 ATP. Tetapi digambar hanya 3 NADH, 1 FADH₂, dan 1 ATP. Ini karena piruvat/asetil ko-A yang terbentuk kan sebenarnya ada dua, sehingga yang masuk ke siklus krebs dua molekul asetil koA. ATP disini sudah bisa digunakan, sedangkan NADH, dan FADH₂  akan masuk ke proses transfer elektron, 1 NADH dalam penggunaanya setara dengan penggunaan 3 ATP, sedangkan 1 FADH ₂  sama saja dengan setara penggunaan 2 ATP. Jadi pada siklus krebs berperan penting dalam pengaturan persediaan sel karena pada proses ini akan menghasilkan produk oksidasi yang dapat menghasilkan energi bagi sel untuk proses kehidupan. Sehingga glikolisis yang dapat berlangsung tanpa keberadaan O­₂ dapat dipandang sebagai fase awal anaerob dari pengubahan senyawa kompleks ke senyawa sederhana dari karbohidrat dan siklus krebs merupakan fase akhir yang anaerobic dari proses tersebut.

Read More