Makalah Nukleolus (Anak Inti Sel)

I . PENDAHULUAN

1. Latar Belakang
   
   Pada saat mengamati sel-sel epitel rongga mulut dengan pewarna eosin , maka kita akan mengamati adanya bagian di tengah sel yang paling menyerap warna. Bagian tersebut adalah inti sel atau nukleus.
   
   Dalam inti, kita temukan materi genetik sel yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) .Dalam DNA ini ditandai pesan-pesan yang berperan untuk struktur dan fungsi sel dan selanjutnya untuk seluruh organisme.
   
   Inti mempunyai fungsi pengontrolan ,
   dengan menghasilkann molekul – molekul yang berisi informasi messenger RNA, ribosom RNA dan transfer RNA, yang mempengaruhi sintesa protein dalam sitoplasma dan selanjutnya mempengaruhi hampir seluruh aktivitas sel. Kecuali sejumlah kecil yang didapatkan dalam mitokondria, hampir semua DNA sel terdapat dalam inti, yang tentu saja merupakan komponen dasar semua sel-sel organisme. Hanya sedikit sel-sel matezoa yang berdiferensiasi penuh, eritrosit-eritrosit mamalia dan beberapa jenis sel terminal, tidak mempunyai inti dan hilang kemampuannya untuk mensintesa protein dan untuk pembelahan sel.
   
   Didalam inti sel terdapat organel-organel inti, antara lain selubung inti, anak inti (nukleolus), dan kromatin. Masing-masing organel tersebut memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda antara yang satu dengan yang lainnya.. Struktur/organel didalam nukleus yang tidak sedang membelah ialah nukleolus (anak inti) yang merupakan tempat komponen ribosom disintesis dan dirakit.
   
   Untuk mengetahui lebih jelas tentang nukleolus (anak inti) , maka dalam makalah ini akan membahas mengenai sejarah penemuan nukleolus, struktur dan fungsi nukleolus (anak inti).
   
   
    
   
    
2. Tujuan
   Berdasarkan uraian tersebut diatas, maka tujuan dari penulisan makalah ini adalah:
   
   
   1. Mengetahui sejarah penemuan dan perkembangan teori tentang nukleolus (anak inti)
      
   2. Mengetahui struktur nukleolus (anak inti) dalam sel
      
   3. Mengetahui fungsi dari nukleolus (anak inti) dalam sel
      

 

II . ISI

2.1 Sejarah Penemuan Nukleolus (anak inti)

Sel merupakan unit terkecil dalam kehidupan organisme. Dalam hirarki organisasi biologis , sel ini merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke (1635-1705) pada sel-sel irisan gabus yang berbentuk kamar-kamar kecil" seperti penjara sehingga disebut "cella" (kamar kecil). Sejak ditemukan mikroskop oleh Antony Van Leewenhoek penelitian tentang sel berkembang sangat pesat. Menjelang abad 20 banyak ditemukan berbagai struktur atau brntukan didalam sel.

Nukleus adalah organel pertama yang ditemukan, yang pertama kali dideskripsikan oleh Franz Bauer pada 1802 dan dijabarkan lebih terperinci oleh ahli botani Skotlandia, Robert Brown, pada tahun 1831. Penemuan nukleus ini bersamaan dengan penemuan nukleolus sebagai salah satu organel yang terdapat dalam nukleus Selanjutnya banyak penelitian – penelitian yang di lakukan untuk meneliti nukleus. Tahun 1910 Koosel meneliti komposisi kimianya, tahun 1942 R. Fulgen dan H. Rossenbeak menemukan cara mengetes DNA, J.D.Watson dan Crick menemukan struktur DNA pada tahun 1953, tahun 1957 A.R.Todd menemukan adanya nukleotida pada nukleus. Robert Brown menyatakan bahwa nukleus merupakan bagian yang penting dari sel.

 

Pada satu sel umumnya ditemukan hanya satu nukleus. Namun demikian, beberapa jaringan tertentu, atau beberapa spesies tertentu memiliki lebih daripada satu nukleus. Inti-inti dalam sel multinuklei ini dapat memiliki peran yang saling mengganti atau saling mengkhususkan diri. Pada Paramecium, terdapat dua inti sel: makronukleus (inti besar) dan mikronukleus (inti kecil). Makronukleus menjamin keberlangsungan hidup, sedangkan mikronukleus bertanggung jawab terhadap reproduksi.

 

2.2 Struktur Nukleolus

 

Struktur yang menonjol didalam nukleus yang tidak sedang membelah ialah nukleolus, yang merupakan tempat komponen ribosom disintesis dan dirakit. Komponen-komponen ini kemudian dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma , kemudian semuanya bergabung untuk membentuk ribosom. Kadang-kadang terdapat dua nukleoli atau lebih , jumlahnya tergantung pada spesiesnya dan tahap siklus reproduktif sel tersebut.

Nukleolus berbentuk menyerupai bola dan melalui mikroskop elektron nukleolus tersebut tampak sebagai suatu massa yang terdiri dari butiran dan serabut berwarna pekat yang menempel pada bagian kromatin.

Struktur nucleolus akan terlihat di bawah pengamatan mikroskop electron sebagai sebuah atau lebih bangunan basofil yang berukuran lebih besar daripada ukuran butir-butir kromatin. Nukleolus merupakan tempat berlangsungnya transkripsi gen yang dari proses tersebut didapatkan molekul rRNA. rRNA adalah salah satu jenis RNA yang merupakan materi penyusun ribosom. Molekul rRNA yang baru terbentuk segera dikemas bersama protein ribosom untuk dikeluarkan dari inti sel.

Transkripsi molekul rRNA di dalam nucleolus menjamin terbentuknya molekul ribosom yang ada di dalam sitoplasma. Untuk kebutuhan tersebut, maka di dalam anak inti terdapat sejumlah potongan-potongan DNA (rDNA) yang ditranskripsi menjadi rRNA secara berulang-ulang dan berjalan sangat cepat dengan bantuan enzim RNA polymerase I. Potongan-potongan DNA tersebut dinamakan nucleolar organizer. Kandungan RNA dalam anak inti jika dibandingkan dengan bagian lain dari inti sel adalah tidak tetap, yaitu diperkirakan 5%-20% 

Berikut ini adalah gambar nukleus beserta organel-organel didalamnya

 

Penampang melintang nukleus

Nukleolus mengandung sebagian besar gen yang mengontrol sel eukariotik (sebagian gen terletak di dalam mitokondria dari kloroplas). Nukleolus ini umumnya organel yang paling mencolok dalam sel eukariotik.

Nukleolus adalah butiran bersifat asam yang terletak di inti. Jumlahnya bisa 1,2,3 tergantung spesiesnya . Ukurannya sebanding dengan aktivitas sel. Sel aktif nukleolusnya besar, misalnya oosit, sel neuron, dan sel sekretori. Pada sel tak aktif ukurannya kecil terdiri dari protein terutama protein fosfat, t-RNA , fosfatase, nukleotida forforilase, DNA dan nukleotida.

Nukleolus merupakan badan bulat kecil (diameter 4 mikrometer) berjumlah satu atau lebih. Mereka terdiri atas massa granular yang dipekatkan berupa granula nukleo-protein yang mengandung RNA.

Nukleolus sebenarnya adalah penggumpalan bagian-bagian kromosom tertentu (kromosom 13, 14, 15, 21, dan 22). Bagian-bagian kromosom ini disebut "pusat organisasi nukleolus". Genom pada pusat-pusat ini merekam pembentukan RNA Ribosom. Pada sejumlah vertebrata daerah pengatur ini terdapat berupa lengkung-lengkung lateral pada kromosom-kromosom ini disebut "kromosom lampbrush".

Dengan menggunakan mikroskop kita dapat melihat nukleolus akan tampak sebagai bangunan basofil yang mempunyai ukuran lebih besar dari butir-butir atau kelompok-kelompok kromatin yang ada dalam inti sel. Gambaran mikroskop elektron berbagai nukleolus bervariasi tergantung pada spesies, jenis sel dan keadaan fungsional, tetapi variasi ini terutama tergantung relatif pada perbedaan-perbedaan adanya komponen granular atau fibrilar yang bersama kromatin menyusun 3 komponen dasar anak inti.

 

Struktur nukleolus akan tampak jika dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron , bagian-bagian nukleolus antara lain :

1. Zona Granuler
   
   Merupakan bagian pinggir nukleolus dibentuk dari butiran-butiran padat berukuran sedikit lebih kecil dari ribosom dalam sitoplasma yaitu sekitar 150-200 A. Bagian ini mengandung protein ribonukleat.
   
2. Zona Fibrosa/Nukleolonema
   Daerah yang terdapat di tengah anak inti dan tampak sebagai benang-benang halus, berupa serat-serat yang berukuran 50-60A, fibril terdiri dari protein ribonukleat.
   
3. Zona Amorf
   Daerah amorf yang merupakan matriks anak inti yang tampak homogen dan terdiri dari protein sebagai pengikat kedua bagian diatas. Daerah ini hanya terdapat pada nukleolus tertentu.
   
4. Nukleolus Kromatin
   Terdiri dari serat-serat tebalnya 100 A , mengandung DNA pada bagian tertentu .
   

 

Penemuan autoradiografi sama seperti denagn penemuan mempergunakan ribonuklease dan enzim cerna tripsin menunjukkan bahwa benang-benang dan butiran-butiran terdiri atas ribonukleoprotein (RNP) yang kenyataan lebih lanjut menunjukkan bahwa benang-benang ini adalah bahan pembentuk butitan-butiran.

Penyebaran bentuk ini sama seperti jumlah relatif benang-benang dan butiran-butiran adalah bervariasi dan tergantung pada jenis sel dan aktivitasnya dengan memperhatikan sintesis protein.

Beberapa nukleolus terutama terdiri atas daerah granular (butiran) di sebelah perifer dengan komponen fibrilar (benang) terletak ke tengah, sedangkan pada jenis sel lain kita tidak mungkin membedakan daerah fibrilar dan daerah granular karena komponen-komponen ini saling bercampur pada tempat ini. Daerah demikian sering disebut fibrogranular.

Rupanya ada kecenderungan bahwa komponen granular terutama terdapat dalam sel-sel yang giat melakukan sintesa protein, misalnya sel-sel kanker dari tumor tang cepat tumbuh, sedangkan komponen fibrilar terutama banyak misalnya pada limfosit dan sel otot polos dimana sintesa protein kurang aktif. Mungkin pada sel-sel ini terjadi penurunan perubahan komponen fibrilar menjadi komponen granular.

Pada nukleolus yang baru saja terbentuk terutama terdiri atas komponen fibrilar. Penemuan autoradiografi menunjukkan bahwa hal ini merupakan awal sintesa RNA ribosom dan ini selanjutnya mendukung dugaan bahwa komponen fibrilar terdiri atas 45 s RNA , yang kemudian berubah menjadi granula (butiran).

Sebagian kromatin terdapat di sekitar nukleolus dan sebagian dalam nukleolus. Kromatin sekitar nukleolus terdiri atas benang-benang dengan penampang sekitar 25 nm, sedangkan kromatin dalam inti terdiri atas kelompok filamen-filamen dengan diameter 2 nm dan serat-serat dengan ketebalan yang bervariasi.

Dengan perbesaran yang kuat, serat-serat tampak terdiri atas filamen-filamen halus 2 nm melingkar. Analisa sitokimia filamen-filamen halus ini menunjukan bahwa filamen-filamen ini merupakan DNA duble helix yang murni (bebas protein). Kromatin dalam nukleolus hampir selalu berkaitan dengan komponen fibrilar.

Selain ketiga komponen tersebut , nukleolus berisi matriks protein yang berbentuk amorf atau filamen sampai granular. Matriks bersama-sama dengan filamen kromatin merupakan daerah nukeolus yang kurang padat, yang bervariasi dalam ukuran dan jumlahnya, tergantung pada jenis sel.

Nukleolus merupakan bagian inti sel yang paling dominan dan adalah diantara struktur subseluler yang diuraikan dengan mikroskopi (oleh Fontana pada tahun 1774). Nukleolus tidak dipisahhkan dari bagian nukleoplasma oleh membran, tetapi pada banyak sel,tepinya mempunyai hubungan dengan kromatin (kromatin perinukleus). Tergantung pada keadaan fisiologi sel,nukleoli bervariasi dalam jumlah, dan ukuran. Nukleolus terutama mengandung RNA dan protein.

 

Pada sel hidup nukleolus tampak sangat refraktil berbentuk bulat atau oval. Dengan mikroskop cahaya nukleolus biasanya terwarna jelas dengan zat warna basa, tetapi akan tampak bervariasi tingkat basofil dan asidofilnya pada jenis sel yang berbeda. Terwarna basofil karena berisi ribonukleoprotein (RNP). Nukleolus sering dilingkari cincin basofil yang yang memberi reaksi Feulgen positif yang disebut kromatin sekeliling nukleolus, yang dapat meluas ke substansi anak inti.

Ukuran anak inti bervariasi pada jenis sel yang berbeda dan juga pada jenis sel yang sama selama keadaan fungsional yang berbeda. Khususnya nukleolus yang besar tampak pada sel-sel yang aktif melakukan sintesis protein, misalnya pada sel-sel embrio dan sel-sel kelenjar yang sedang mensintesa protein. Sebaliknya , nukleolus mungkin tidak tampak dalam sel yang tidak mensintesa protein, misalnya spermatozoa.

Jumlah nukleolus juga bervariasi. Nukleolus dibentuk pada kromosom tertentu pada tempat yang disebut daerah penyusun nukleolus. Daerah ini sering dikenali dalam masing-masing kromosom sebagai pengerutan yang disebut pengerutan sekunder (jenis pengerutan yang lain juga terjadi ) untuk membedakan dari pengerutan primer.

Jumlah seluruh daerah penyusun nukleolus ditentukan oleh berapa banyak anak inti berada dalam spesies yang bersangkutan. Ada 10 dalam satuan kromosom manusia. Namun pada kebanyakan sel , hanya terdapat 1-4 nukleolus, yang tergantung pada gen yang inaktif dalam beberapa daerah penyusun nukleolus atau menjadi satunya sejumlah daerah-daerah ini, yang selanjutnya bersama-sama membentuk nukleolus yang tunggal. Hal ini telah diamati secara sinematografi pada sel-sel hidup.

Jika sel mengalami mitosis, nukleolus menghilang dan nantinya tampak lagi dalam inti sel turunannya. Nukleolus kemudian muncul dalam kaitannya dengan daerah penyusun nukleolus, yang mana keduanya saling berkaitan.

Nukleolus terbentuk pada saat terjadi proses transkripsi (sintesis RNA) didalam nukleus. Jika proses transkripsi berhenti, nukleolus menghilang atau mengecil. Jadi nukleolus bukan merupakan organel yang tetap , melainkan suatu tanda bahwa sel sedang melakukan transkripsi untuk menghasilkan RNA.

Nukleolus mempunyai berbagai tempat dalam inti. Misalnya nukleolus mungkin terletak dekat permukaan dalam selubung inti . Suatu nukleolus tunggal yang besar biasanya terletak di tengah inti. Pada sel yang jarang mensintesa protein, mempunyai inti kecil dengan kromatin yang padat dan jarang terlihat nukleolus, nukleolus mungkin tertutup oleh masa kromatin, seperti misalnya pada limfosit.

Berlainan dengan ini, nukleolus yang besar dan berwarna jelas biasanya tampak dalam inti yang besar dengan eukromatin pucat dan sangat aktif mensintesa protein , misalnya pada sel-sel kelenjar dan sel-sel saraf.

Dari hasil penelitian didapatkan bahwa anak inti tidak mempunyai membran. Kandungan protein anak inti sangat tinggi dan juga mengandung banyak RNA walaupun tidak lebih banyak dari bagian inti yang lain, dan ternyata anak inti tidak mengandung DNA. Yang memiliki membran inti adalah nukleus

Gambar diatas merupakan struktur membran inti.

2.3 Fungsi Nukleolus (anak inti)

Fungsi nukleolus menurut penelitian adalah sebagai tempat pembuatan protein yang akan digunakan untuk membuat ribosom dan juga sebagai tempat mengadakan sintesis RNA. Hal ini sejalan dengan hasil penelitian tentang jumlah nukleolus pada sel-sel tertentu yang mendapatkan bahwa pada sel-sel yang sedang aktif membuat protein maka nukleolus akan tampak lebih besar. Dalam menjalankan fungsinya ini nukleolus dikontrol oleh bagian kromosom yang mengandung gen tertentu yang dinamakan nucleolar organizer.

Fungsi nukleolus mempunyai hubungan dengan sintesis protein . Adalah jelas bahwa fungsi primer nukleolus adalah sebagian besar tRNA yang terdapat pada subunit kecil dan besar pada ribosom dan penumpukan rRNA dengan protein ribosom untuk membentuk partikel-partikel preribosom.

Nukleolus berfungsi sebagai tempat sintesis nukleoplasma dan RNA ribosom (rRNA). Jadi fungsi inti sel selain mengatur seluruh kegiatan sel juga sebagai pembawa faktor keturunan.

Jadi fungsi nukleolus adalah membentuk RNA ribosom dengan bantuan pusat organisasi inti. RNA ribosom dibentuk untuk pembentukan macam-macam molekul protein. Sel-sel yang lebih aktif membuat protein, seperti neuron dan sel kanker, memiliki banyak nukleolus yang besar-besar.

 

III . PENUTUP

1. Kesimpulan
   
   Berdasarkan pembahasan dalam makalah ini, dapat diambil kesimpulan yaitu:
   
   
   1. Nukleolus ditemukan oleh Robert Brown pada tahun 1831.
      
   2. Nukleolus merupakan butiran bersifat asam yang terletak dalam inti sel.
      
   3. Nukleolus terbentuk saat terjadi proses transkripsi (sintesis RNA ) di dalam nukleolus.
      
   4. Jika dilihat dengan mikroskop elektron, akan tampak bagian-bagian penting nukleolus, yaitu zona granular, zona fibrilar, zona amorf dan nukleolus kromati.
      
   5. Fungsi nukleolus adalah sebagai tempat pembuatan protein yang akan digunakan untuk pembuatan ribosom dan juga sebagai tempat mengadakan sintesis protein.
      

Posted in: Biologi Sel,Makalah