Syarah PPT MK Biologi Sel & Molekuler #04: Struktur dan Fungsi Endomembran (2025)

Slide ini merupakan pembuka topik mengenai sistem endomembran pada sel eukariotik. Endomembran adalah sistem kompartemen internal sel yang saling berhubungan dan disusun oleh membran lipid bilayer, berfungsi dalam sintesis, pemrosesan, pengangkutan, dan degradasi biomolekul. Struktur-struktur ini bekerja secara sinergis dalam menjaga dinamika dan fungsionalitas sel.

1. Nukleus adalah pusat pengendali sel yang menyimpan informasi genetik (DNA) dan menjadi tempat utama berlangsungnya transkripsi (sintesis RNA). Membran nukleus, yang terdiri dari dua lapis membran, merupakan bagian dari sistem endomembran karena terhubung langsung dengan retikulum endoplasma.

2. Retikulum Endoplasma (RE) terdiri atas dua jenis, yaitu RE kasar (yang memiliki ribosom di permukaannya dan berperan dalam sintesis protein) dan RE halus (yang tidak memiliki ribosom dan berperan dalam sintesis lipid serta detoksifikasi). RE juga merupakan jalur utama lalu lintas protein menuju badan Golgi.

3. Badan Golgi (atau aparatus Golgi) bertugas memodifikasi, menyortir, dan mengemas protein dan lipid untuk dikirimkan ke tujuan akhirnya, baik ke dalam maupun ke luar sel. Struktur ini terdiri atas tumpukan kantung pipih yang disebut cisternae.

4. Vesikel adalah kantung kecil yang dibatasi membran, digunakan untuk mengangkut bahan antar kompartemen endomembran. Vesikel terbentuk dari RE atau badan Golgi dan akan berfusi dengan organel lain seperti lisosom atau membran plasma.

5. Lisosom merupakan organel yang mengandung enzim hidrolitik untuk mencerna komponen sel yang rusak atau bahan asing yang masuk ke dalam sel. Karena perannya dalam degradasi dan daur ulang, lisosom dikenal sebagai “sistem pencernaan seluler”.

6. Vakuola, lebih dominan dijumpai dalam sel tumbuhan, adalah organel besar yang berfungsi menyimpan air, nutrien, ion, atau limbah. Selain itu, vakuola juga dapat membantu mempertahankan tekanan turgor sel tumbuhan.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terbaru):
Dalam literatur terkini, sistem endomembran juga dianggap melibatkan endosom dan membran plasma karena keterlibatan keduanya dalam lalu lintas vesikular dan pengolahan sinyal seluler. Beberapa peneliti bahkan memperluas definisi endomembran dengan memasukkan organel seperti peroksisom karena adanya interaksi metabolik dan lalu lintas protein, meskipun secara tradisional tidak selalu dimasukkan dalam sistem ini.

Slide ini merupakan bagian dari Rencana Pembelajaran Semester (RPS) yang memuat capaian pembelajaran dan indikator evaluasi untuk pertemuan ke-4 dalam mata kuliah Biologi Sel dan Molekuler. Materi utama yang dibahas adalah struktur dan fungsi organel-organel yang tergabung dalam sistem endomembran.

📌 Kemampuan Akhir
Mahasiswa ditargetkan memiliki pemahaman yang utuh tentang struktur dan fungsi sistem endomembran, yaitu sistem membran internal yang mencakup berbagai organel sel eukariotik yang saling terhubung secara fisik maupun fungsional. Kemampuan ini merupakan fondasi penting untuk memahami proses biosintesis, modifikasi, dan transportasi molekul di dalam sel.

📌 Indikator
Untuk memastikan bahwa mahasiswa benar-benar memahami topik ini, ditentukan tiga indikator:

1. Menjelaskan struktur dan fungsi sistem endomembran → Mahasiswa harus mampu menyebutkan bagian-bagian sistem endomembran serta menjelaskan bentuk dan fungsi masing-masing komponen tersebut dalam konteks sel.

2. Mencontohkan organel sel yang memiliki sistem endomembran → Mahasiswa diharapkan dapat mengidentifikasi organel-organel mana saja yang termasuk dalam sistem ini, seperti nukleus, retikulum endoplasma, badan Golgi, vesikel, lisosom, dan vakuola.

3. Menjelaskan struktur, fungsi, dan peran organel-organel sel → Penjelasan harus mencakup tidak hanya aspek fisik dan fungsional, tapi juga keterkaitan antar-organel dan perannya dalam menjaga homeostasis seluler.

📌 Bahan Kajian
Materi yang akan dipelajari mencakup enam komponen utama sistem endomembran:

1. Nukleus

2. Retikulum Endoplasma

3. Badan Golgi

4. Vesikel

5. Lisosom

6. Vakuola

🔍 Anotasi Tambahan (Pembaruan Ilmiah):
Meskipun tidak tercantum dalam daftar bahan kajian ini, beberapa literatur kontemporer juga menyebutkan bahwa endosom dan membran plasma merupakan bagian dari sistem endomembran karena keterlibatannya dalam lalu lintas vesikular dan pengolahan sinyal. Dalam konteks sel tumbuhan, tonoplas (membran vakuola) juga sangat penting dalam menjaga tekanan osmotik, dan karena itu layak mendapat perhatian khusus dalam diskusi tentang fungsi vakuola dalam sistem endomembran.

Slide ini menjelaskan konsep dasar mengenai sistem endomembran, yang merupakan salah satu tema penting dalam Biologi Sel karena mencerminkan kompleksitas organisasi sel eukariotik. Sistem ini bukan sekadar kumpulan organel, tetapi merupakan satu unit kerja fungsional yang sangat terintegrasi dan saling berhubungan melalui jaringan membran.

📌 Penjelasan Kalimat Pertama:
“Sistem endomembran adalah himpunan membran yang membentuk unit fungsional dan perkembangan tunggal, baik yang terhubung bersama-sama secara langsung, atau bertukar materi melalui transportasi vesikel.”
Kalimat ini menekankan bahwa sistem endomembran bukan sekadar kumpulan struktur, melainkan membentuk unit kerja terpadu dalam sel. Komunikasi antar-organel bisa terjadi:

• Secara langsung (misalnya: membran nukleus berlanjut menjadi retikulum endoplasma).

• Atau secara tidak langsung, melalui vesikel yang bertugas mengangkut muatan seperti protein atau lipid antar kompartemen.

📌 Penjelasan Kalimat Kedua:
“Sistem endomembran organel pada sistem endomembran dinamik membentuk suatu jejaring yang terintegrasi. Berbagai organel dalam sistem endomembran saling terkait baik secara struktural maupun fungsional.”
Poin ini memperjelas bahwa organel dalam sistem endomembran tidak bekerja sendiri-sendiri. Mereka berinteraksi melalui:

• Keterkaitan struktural: contohnya RE yang langsung menyatu dengan nukleus.

• Keterkaitan fungsional: protein yang disintesis di RE kasar akan dimodifikasi di badan Golgi, lalu diantar ke lisosom atau diekspor keluar sel melalui vesikel.

📌 Penjelasan Kalimat Ketiga:
“Sistem endomembran mencakup selubung nukleus, retikulum endoplasma, badan Golgi, lisosom, berbagai jenis vakuola, dan membran plasma → PUNYA berbagai fungsi, termasuk sintesis dan modifikasi protein serta transport protein ke membran dan organel atau ke luar sel, sintesis lipid, dan penetralan beberapa jenis racun.”
Penjabaran ini menggarisbawahi keragaman fungsi sistem endomembran, antara lain:

1. Sintesis protein: dimulai di RE kasar → badan Golgi → vesikel → membran/ekskresi.

2. Sintesis lipid: terjadi di RE halus.

3. Modifikasi protein: terutama di badan Golgi (misal: glikosilasi).

4. Transportasi protein dan lipid: dengan sistem vesikular.

5. Detoksifikasi: dilakukan RE halus dan peran lisosom dalam degradasi senyawa toksik.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Endosom saat ini juga sering dimasukkan dalam sistem endomembran karena perannya dalam proses endositosis dan pengantaran ke lisosom.
• Peroksisom seringkali tidak dianggap bagian dari sistem endomembran karena tidak berkomunikasi langsung dengan organel lain melalui vesikel, meskipun memiliki fungsi metabolik penting.
• Sistem endomembran juga mendukung dinamika membran sel dalam eksositosis (pengeluaran zat) dan endositosis (pemasukan zat), menjadikannya penting untuk komunikasi antar sel dan pengaturan lingkungan internal.

Slide ini memperlihatkan gambaran skematis struktur dasar dari sel prokariotik, khususnya bakteri, dan menyampaikan satu karakteristik mendasar yang membedakannya dari sel eukariotik: ketiadaan organel yang dibatasi oleh membran.

📌 Isi Visual
Gambar memperlihatkan anatomi sel prokariotik dengan label berikut:

• Cytoplasm: Sitoplasma – cairan semi-kental tempat berlangsungnya reaksi biokimia.

• Ribosomes: Ribosom – tempat sintesis protein, meskipun tidak dibatasi oleh membran.

• Nucleoid: Wilayah tempat DNA berada, tidak dibungkus oleh membran inti seperti pada sel eukariotik.

• Plasma membrane: Membran plasma – pengatur masuk-keluarnya zat.

• Peptidoglycan: Komponen utama dinding sel bakteri, memberikan kekuatan dan bentuk.

• Outer membrane: Membran luar – hanya dimiliki oleh bakteri Gram-negatif.

• Capsule: Kapsul – lapisan pelindung luar yang seringkali berfungsi sebagai virulensi bakteri.

📌 Penjelasan Kalimat di Bawah Gambar
“Pada sel prokariotik tidak mempunyai organela terbungkus membran. Fungsi metabolik terdapat pada sitoplasma.”
Kalimat ini menegaskan bahwa:

1. Sel prokariotik tidak memiliki organel bermembran seperti nukleus, mitokondria, RE, atau Golgi.

2. Oleh karena itu, semua reaksi metabolik penting, seperti sintesis protein, respirasi sel (pada beberapa bakteri), dan reaksi enzimatis lainnya, berlangsung langsung di sitoplasma atau pada lipatan membran plasma (contohnya: mesosome pada bakteri).

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Beberapa bakteri memiliki struktur yang mirip organel, seperti karboksisom dan magnetosom, meskipun struktur ini belum dianggap sebagai organel sejati karena tidak memiliki sistem membran seperti pada sel eukariotik.
• Fotosintesis pada bakteri seperti cyanobacteria berlangsung pada membran plasma yang mengalami invaginasi khusus yang membentuk tilakoid, menyerupai fungsi kloroplas pada tumbuhan.
• DNA bakteri berada di dalam nukleoid, tetapi tetap dapat melakukan proses replikasi, transkripsi, dan translasi secara simultan tanpa kompartemenisasi.

📚 Penekanan pedagogis:
Slide ini bertujuan menyiapkan mahasiswa untuk memahami perbedaan mendasar antara prokariot dan eukariot, terutama dalam konteks keberadaan sistem endomembran yang hanya dimiliki sel eukariotik. Pemahaman ini penting sebagai fondasi untuk menjelaskan evolusi kompleksitas sel.

Slide ini menampilkan ilustrasi sel eukariotik tumbuhan, yang mengandung berbagai organel bermembran yang menjadi ciri khas utama eukariota. Slide ini dimaksudkan untuk menunjukkan kompartemenisasi dalam sel, yaitu pembagian ruang internal menjadi beberapa ruangan (kompartemen) yang masing-masing melayani fungsi metabolik tertentu.

📌 Penjelasan Visual
Beberapa organel yang ditunjukkan dalam gambar dan berperan penting dalam sistem endomembran atau metabolisme sel, antara lain:

• Nucleus (nukleus): pusat kendali sel yang menyimpan informasi genetik dalam bentuk DNA dan dikelilingi oleh membran inti (nuclear envelope).

• Rough Endoplasmic Reticulum (RE kasar): memiliki ribosom di permukaannya, berperan dalam sintesis protein.

• Golgi Apparatus (badan Golgi): memodifikasi, menyortir, dan mengemas protein serta lipid untuk dikirim ke lokasi tujuan.

• Vacuole (vakuola): organel penyimpan utama pada sel tumbuhan, berperan dalam penyimpanan air, senyawa organik, serta mempertahankan tekanan turgor.

• Mitochondrion (mitokondria): tempat utama respirasi sel dan produksi ATP (energi sel).

• Chloroplast (kloroplas): organel khusus sel tumbuhan tempat berlangsungnya fotosintesis, mengubah energi cahaya menjadi energi kimia (glukosa).

📌 Penjelasan Kalimat di Bawah Gambar
“Sel eukariotik mempunyai membrane internal yang membagi-bagi sel menjadi ruangan-ruangan dan ruangan tersebut melayani fungsi metabolic tertentu.”
Kalimat ini menekankan keunggulan struktural sel eukariotik, yaitu memiliki sistem kompartemenisasi melalui organel-organel yang masing-masing dikelilingi oleh membran. Kompartemenisasi ini memungkinkan berbagai proses metabolisme yang kompleks dan spesifik berlangsung secara efisien dan terorganisir dalam ruang yang terpisah.

Contoh penerapan konsep ini:

• Sintesis protein terjadi di RE kasar.

• Modifikasi protein berlangsung di badan Golgi.

• Produksi energi di mitokondria.

• Detoksifikasi dan sintesis lipid di RE halus.

• Penyimpanan zat dan pengaturan tekanan osmotik di vakuola.

🔍 Anotasi Tambahan (Pembaruan Ilmiah):
• Kompartemenisasi memungkinkan reaksi-reaksi antagonis (misalnya sintesis dan degradasi) tidak saling mengganggu karena terjadi di ruangan yang berbeda.
• Sel hewan dan sel tumbuhan sama-sama memiliki sistem endomembran, tetapi hanya sel tumbuhan yang memiliki kloroplas, vakuola besar, dan dinding sel yang tidak tergambarkan di slide ini namun penting untuk disebutkan dalam diskusi.
• Pembagian ruang metabolik ini juga berkaitan erat dengan evolusi kompleksitas dalam eukariota dibandingkan prokariota.

Slide ini menyajikan perbandingan mendasar antara dua jenis sel eukariotik, yaitu sel hewan dan sel tumbuhan, berdasarkan struktur-struktur khas yang hanya ditemukan pada salah satu jenis sel. Pengetahuan ini penting untuk memahami adaptasi struktural dan fungsional yang sesuai dengan peran masing-masing organisme.

📌 1. Dinding Sel

• Sel Hewan: Tidak memiliki dinding sel

• Sel Tumbuhan: Memiliki dinding sel
  ➡️ Dinding sel pada tumbuhan tersusun dari selulosa dan berfungsi untuk memberikan dukungan struktural, kekakuan, dan perlindungan. Tidak adanya dinding sel pada hewan memungkinkan mereka memiliki fleksibilitas dan mobilitas yang lebih tinggi.

📌 2. Vakuola

• Sel Hewan: Memiliki vakuola berukuran kecil

• Sel Tumbuhan: Memiliki vakuola berukuran besar
  ➡️ Pada tumbuhan, vakuola besar disebut vakuola sentral, berperan penting dalam menyimpan air, ion, metabolit, dan membantu mengatur tekanan turgor. Sementara pada sel hewan, vakuola hanya kecil dan tidak memiliki peran sebesar pada tumbuhan.

📌 3. Plastida

• Sel Hewan: Tidak memiliki plastida

• Sel Tumbuhan: Memiliki plastida (kloroplas, kromoplas, dan leukoplas)
  ➡️ Plastida adalah organel khas tumbuhan yang memiliki fungsi metabolik penting:

  • Kloroplas: tempat fotosintesis (mengandung klorofil).

  • Kromoplas: menyimpan pigmen non-klorofil (merah, oranye, kuning).

  • Leukoplas: plastida tidak berwarna, tempat penyimpanan amilum, lipid, dan protein.

📌 4. Sentriol

• Sel Hewan: Memiliki sentriol

• Sel Tumbuhan: Tidak memiliki sentriol
  ➡️ Sentriol berfungsi membentuk benang spindel saat pembelahan sel dan merupakan bagian dari sentrosom. Tumbuhan menggunakan struktur mikrotubulus lain yang tidak tergantung pada sentriol dalam pembentukan benang pembelahan.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Beberapa tumbuhan tingkat rendah memiliki struktur menyerupai sentriol, namun umumnya tidak esensial dalam pembelahan.
• Sel hewan sering memiliki bentuk tidak tetap karena tidak adanya dinding sel, sementara sel tumbuhan cenderung kaku.
• Dalam perkembangan bioteknologi dan biologi sel modern, diferensiasi antara sel tumbuhan dan hewan ini menjadi dasar untuk manipulasi genetik, kultur jaringan, dan teknik kloning.

Slide ini menguraikan struktur dan fungsi nukleus, organel paling menonjol dalam sel eukariotik, yang berperan sebagai pusat kendali aktivitas sel melalui pengaturan ekspresi genetik.

📌 Nukleus mengandung sebagian besar gen yang mengontrol sel eukariotik
Nukleus menyimpan DNA dalam bentuk kromatin. Gen-gen yang terdapat pada DNA ini menyandikan protein-protein penting untuk:

• Pertumbuhan dan pembelahan sel.

• Respon terhadap sinyal eksternal.

• Aktivitas metabolik dan spesialisasi fungsi sel.

Dengan kata lain, nukleus adalah "otak" sel, karena semua aktivitas sel diatur berdasarkan informasi genetik yang terkandung di dalamnya.

📌 Selubung nukleus melingkupi nukleus yang memisahkan isinya dari sitoplasma
Struktur ini disebut juga nuclear envelope. Fungsinya adalah:

• Melindungi DNA dari enzim-enzim di sitoplasma yang bisa merusaknya.

• Mengatur lalu lintas molekul (seperti RNA, protein, dan enzim) antara nukleus dan sitoplasma melalui struktur khusus bernama pori-pori nukleus.

📌 Selubung nukleus merupakan membran ganda
➡️ Penjelasan ini sangat penting karena menyoroti ciri khas struktural nukleus:

1. Terdiri dari dua membran:

   • Membran dalam (inner membrane): membatasi nukleoplasma (bagian dalam nukleus).

   • Membran luar (outer membrane): sering kali berlanjut menjadi retikulum endoplasma kasar.

2. Masing-masing membran terdiri dari lapisan ganda fosfolipid (bilayer) dan protein.

3. Ruang antar-membran disebut perinuclear space, dengan lebar sekitar 20–40 nm.

📌 Selubung ini dilubangi oleh beberapa pori yang berdiameter sekitar 100 nm
➡️ Pori-pori nukleus merupakan kompleks protein besar (nuclear pore complexes) yang mengatur pergerakan molekul:

• RNA dan subunit ribosom keluar dari nukleus ke sitoplasma.

• Protein, histon, dan faktor transkripsi masuk ke dalam nukleus dari sitoplasma.

📌 Pada bibir setiap pori, membran dalam dan luar selubung nukleus menyatu
➡️ Titik ini adalah tempat di mana kompleks pori nukleus dibentuk, sehingga memungkinkan terbentuknya jalur selektif yang dilalui molekul dengan bantuan protein transporter.

🔍 Anotasi Tambahan (Pembaruan Ilmiah):
• Nukleolus, yang tidak disebutkan dalam slide ini, adalah struktur non-membran di dalam nukleus tempat sintesis dan perakitan subunit ribosom terjadi.
• Dalam beberapa sel khusus (seperti neuron), struktur nukleus bisa sangat besar dan berisi banyak nukleolus, menandakan aktivitas sintesis protein yang tinggi.
• Gangguan pada struktur pori nukleus dapat memicu penyakit genetik seperti sindrom Hutchinson-Gilford Progeria (penuaan dini).

Slide ini memberikan representasi visual mendetail tentang anatomi nukleus, organel utama sel eukariotik, dan menampilkan dua poin deskriptif singkat dalam bahasa Inggris. Berikut adalah penjabaran dan makna biologis dari tiap elemen pada slide ini.

📌 Makna Frasa Bahasa Inggris

1. "Spherical" → Bersifat bulat seperti bola
   Penjelasan: Bentuk umum nukleus adalah bulat atau oval, walaupun bisa bervariasi tergantung jenis sel. Bentuk bulat ini memfasilitasi distribusi tekanan osmotik yang seimbang dan interaksi optimal dengan sitoplasma.

2. "About 10 percent of a eukaryotic cell’s volume" → Sekitar 10 persen dari volume sel eukariotik
   Penjelasan: Ukuran nukleus umumnya menempati sekitar 10% dari total volume sel. Namun, ukuran ini bisa berubah tergantung:

   • Stadium siklus sel (misalnya, membesar saat replikasi DNA).

   • Aktivitas transkripsi (nukleus aktif biasanya lebih besar).

   • Jenis jaringan (misalnya, nukleus neuron bisa sangat besar).

📌 Penjelasan Gambar (Anatomy of the Nucleus)
Ilustrasi memperlihatkan komponen-komponen struktural nukleus berikut:

• Nuclear Envelope (Selubung Nukleus): Membran ganda yang memisahkan isi nukleus dari sitoplasma. Berfungsi sebagai pelindung sekaligus pengatur lalu lintas molekul.

• Nuclear Pore (Pori Nukleus): Saluran-saluran khusus yang memungkinkan pertukaran molekul antara nukleus dan sitoplasma, seperti RNA, protein, dan enzim regulator.

• Chromatin (Kromatin): Kompleks DNA dan protein histon, dalam bentuk benang halus yang menyebar di dalam nukleus. Kromatin akan memadat menjadi kromosom saat pembelahan sel berlangsung.

• Nucleolus (Nukleolus): Struktur padat dalam nukleus yang tidak dibatasi membran, tempat sintesis dan perakitan subunit ribosom. Keberadaannya menandakan aktivitas sintesis protein yang tinggi.

• Endoplasmic Reticulum (Retikulum Endoplasma): Terlihat berhubungan langsung dengan membran luar nukleus, terutama RE kasar yang mengandung ribosom. Hubungan ini merupakan bagian dari sistem endomembran.

• Ribosomes: Titik-titik kecil yang menempel pada RE kasar, berperan sebagai tempat sintesis protein.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Integrasi struktural antara selubung nukleus dan RE menjadi jalur penting dalam transportasi protein yang baru disintesis.
• Ukuran, bentuk, dan jumlah nukleolus bisa digunakan sebagai indikator tingkat aktivitas metabolik sel.
• Penelitian terbaru mengindikasikan bahwa nukleus bersifat mekanosensitif, artinya ia mampu merespons tekanan mekanik dari luar sel dengan mengatur ekspresi gen tertentu.

Slide ini menjelaskan tiga komponen utama penyusun membran nukleus serta fungsi-fungsi penting yang terkait dengan struktur tersebut dalam konteks sel eukariotik. Fokus utamanya adalah pada membran ganda yang membungkus nukleus, termasuk lamina nukleus dan pori-pori nukleus, yang semuanya berperan penting dalam menjaga stabilitas dan fungsionalitas nukleus sebagai pusat kendali sel.

📌 Tiga Komponen Utama Membran Nukleus

1. Membran nukleus: luar dan dalam
   ➤ Terdiri atas dua lapisan membran lipid bilayer:

   • Membran dalam menghadap ke nukleoplasma dan berinteraksi langsung dengan kromatin dan lamina nukleus.

   • Membran luar menyatu dengan retikulum endoplasma kasar dan mengandung ribosom di permukaannya.
     ➤ Kedua membran dipisahkan oleh ruang perinuklear (sekitar 20–40 nm).

2. Lamina nukleus
   ➤ Lapisan jaringan protein berbentuk jala yang menempel di sisi dalam membran dalam.
   ➤ Tersusun dari filamen intermediate yang disebut lamin.
   ➤ Fungsi: menjaga bentuk struktur nukleus, mengatur posisi kromatin, dan membantu proses pembelahan sel.

3. Pori nukleus
   ➤ Kompleks protein besar yang membentuk saluran di membran nukleus.
   ➤ Mengatur lalu lintas molekul secara selektif: RNA keluar dari nukleus, protein masuk ke nukleus.
   ➤ Ukurannya cukup besar (~100 nm), memungkinkan pertukaran makromolekul seperti subunit ribosom dan enzim.

📌 Fungsi Membran Nukleus (Function):

1. Berkaitan erat dengan DNA nukleus
   ➤ Membran nukleus tidak hanya membungkus DNA, tetapi juga berfungsi sebagai interface untuk mengatur ekspresi gen melalui interaksinya dengan protein regulator dan kromatin.

2. Melindungi komponen-komponen yang ada di nukleus
   ➤ Membran ini mencegah kerusakan fisik dan kimia terhadap materi genetik dan struktur penting seperti nukleolus.

3. Memisahkan nukleus dengan isi sitoplasma → memisahkan kompartemen metaboliknya
   ➤ Ini memungkinkan spesialisasi lingkungan biokimia antara nukleus (tempat transkripsi DNA) dan sitoplasma (tempat translasi protein), sehingga proses regulasi genetik dapat berlangsung dengan presisi tinggi.

4. Kerangka struktural dari nukleus
   ➤ Lamina nukleus memberikan dukungan struktural, menjaga bentuk nukleus tetap stabil, serta berperan dalam organisasi kromatin dan pembelahan inti.

🔍 Anotasi Tambahan (Pembaruan Ilmiah):
• Mutasi pada gen lamin (misalnya LMNA) dikaitkan dengan penyakit laminopati, termasuk progeria dan distrofi otot.
• Kompleks pori nukleus juga memiliki fungsi sinyal, bukan hanya sebagai gerbang transportasi, tetapi juga dalam respon sel terhadap stres dan siklus sel.

Slide ini menampilkan citra mikroskop elektron berwarna palsu (false-colored electron micrograph) yang memperlihatkan struktur detail dari selubung nukleus (nuclear envelope) yang diwarnai ungu, serta lamina nukleus yang diwarnai hijau. Gambar ini mempertegas hubungan fisik antara membran inti dan kerangka internal nukleus.

📌 Nuclear Envelope (Selubung Nukleus) – Warna Ungu
Selubung nukleus tampak sebagai lapisan berlapis ganda yang mengelilingi nukleus. Dalam gambar ini, lubang-lubang besar yang terlihat di bagian ungu adalah pori-pori nukleus, yang berfungsi sebagai saluran lalu lintas molekul.

Selubung ini terdiri dari:

• Membran luar: terhubung dengan RE kasar, mengandung ribosom.

• Membran dalam: berinteraksi erat dengan lamina nukleus dan kromatin.

📌 Nuclear Lamina – Warna Hijau
Struktur jaringan filamen tipis yang berada tepat di bawah membran dalam, tersusun dari protein-protein lamin. Lamina ini:

• Memberikan bentuk dan kestabilan struktur nukleus.

• Mengatur posisi kromatin dan membantu dalam perakitan serta pembongkaran selubung nukleus saat mitosis.

Pada gambar, lamina tampak sebagai lapisan hijau yang mendukung secara mekanis membran dalam dan bertindak seperti “rangka dalam” nukleus.

📌 Penekanan Visual Biologis

• Pori-pori nukleus terlihat sangat besar dan tersusun rapi – ini menunjukkan tingkat lalu lintas molekul yang tinggi antara nukleus dan sitoplasma, khususnya saat sel aktif menyalin DNA menjadi RNA.

• Warna palsu pada mikrograf ini bertujuan menegaskan perbedaan fungsional dan struktural antar komponen.

🔍 Anotasi Tambahan (Pembaruan Ilmiah):
• Mutasi pada lamin A/C (terdapat pada lamina nukleus) diketahui menyebabkan Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome, yaitu penyakit penuaan dini.
• Lamina juga berperan dalam respons terhadap stres mekanik, menjadi penghubung antara nukleus dan sitoskeleton melalui kompleks LINC (Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton).
• Teknologi Cryo-EM kini telah digunakan untuk menggambarkan detail interaksi antara lamin dan kromatin, membuka pemahaman baru mengenai regulasi epigenetik dan organisasi genom 3D.

Slide ini menyajikan visualisasi skematik hubungan struktural antara nukleus, selubung nukleus, dan retikulum endoplasma kasar (RE kasar), serta mengilustrasikan elemen-elemen penting di dalam dan di sekitar nukleus.

📌 Terminologi Bahasa Inggris – Terjemahan dan Maknanya

1. Nuclear Envelope → Selubung Nukleus

   • Struktur membran ganda yang mengelilingi nukleus, terdiri atas:

     • Outer nuclear membrane → Membran luar nukleus

     • Inner nuclear membrane → Membran dalam nukleus

   • Berfungsi sebagai pembatas dan pengatur lalu lintas antara nukleus dan sitoplasma.

2. Nuclear Pore → Pori nukleus

   • Saluran selektif untuk pertukaran makromolekul (seperti mRNA, tRNA, protein) antara nukleus dan sitoplasma.

   • Terbentuk dari kompleks protein besar dan berperan penting dalam regulasi ekspresi gen.

3. Rough Endoplasmic Reticulum → Retikulum Endoplasma Kasar

   • Terhubung langsung dengan membran luar nukleus, mengandung ribosom yang tampak sebagai titik-titik cokelat kecil.

   • Berperan dalam sintesis protein yang akan dimodifikasi lebih lanjut di Golgi atau diekspor keluar sel.

4. Ribosomes → Ribosom

   • Organel tanpa membran, tempat berlangsungnya translasi mRNA menjadi protein.

   • Ribosom yang melekat pada RE kasar menghasilkan protein membran dan protein sekretorik.

5. Chromatin → Kromatin

   • Kompleks DNA dan protein histon yang berada di dalam nukleus.

   • Dalam kondisi interfase, kromatin berbentuk serabut panjang dan terdispersi. Ketika memasuki mitosis, kromatin memadat menjadi kromosom.

6. Nucleolus → Nukleolus

   • Struktur gelap dan padat di dalam nukleus yang tidak dibatasi membran, berfungsi dalam sintesis dan perakitan subunit ribosom.

📌 Keterhubungan Fungsional
Gambar ini dengan sangat baik menegaskan bahwa:

• Membran luar nukleus menyatu dengan RE kasar, membentuk suatu kesatuan jalur biosintetik dalam sistem endomembran.

• Pori nukleus adalah pintu lalu lintas molekul antar kompartemen nukleus dan sitoplasma.

• Ribosom pada RE kasar menerjemahkan informasi genetik (mRNA) yang disintesis di nukleus.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Nuclear envelope bukan hanya pelindung pasif, tetapi juga berperan dalam regulasi ekspresi gen, respon terhadap stres sel, dan interaksi mekanik melalui sitoskeleton.
• Nuclear pore complexes (NPCs) mengandung lebih dari 30 jenis protein khusus yang disebut nukleoporin. Mutasi pada nukleoporin bisa menyebabkan kelainan perkembangan dan kanker.
• Membran luar dari nuclear envelope kaya akan reseptor transport dan enzim yang berhubungan dengan RE, memperkuat bukti bahwa selubung nukleus adalah bagian dari sistem endomembran yang aktif dan kompleks.

Slide ini secara visual dan deskriptif menjelaskan komponen struktural utama dari selubung nukleus serta hubungannya dengan organel lain dalam sistem endomembran. Materi ini penting untuk memahami bagaimana nukleus terintegrasi fungsional dengan lingkungan sitoplasmiknya.

📌 Penjabaran Frasa Bahasa Inggris dan Makna Biologisnya

1. Double-layered membrane
   → Membran berlapis ganda
   Penjelasan: Selubung nukleus tersusun dari dua membran fosfolipid bilayer:

   • Membran luar: berlanjut menjadi retikulum endoplasma kasar.

   • Membran dalam: menghadap nukleoplasma dan berinteraksi langsung dengan lamina nukleus dan kromatin.

2. Outer: continuous with rough ER, containing the attached ribosomes
   → Membran luar menyatu dengan RE kasar dan mengandung ribosom di permukaannya
   Penjelasan: Ini menunjukkan hubungan fungsional dan struktural yang erat antara nukleus dan RE, memfasilitasi:

   • Transportasi protein hasil sintesis.

   • Koordinasi antara transkripsi (di nukleus) dan translasi (di RE kasar).

3. Nuclear pores: numerous, tiny hole, connecting outer & inner membrane
   → Pori nukleus: lubang kecil dalam jumlah banyak yang menghubungkan membran luar dan dalam
   Penjelasan: Kompleks pori nukleus merupakan pintu gerbang yang sangat teratur, menyaring dan mengatur lalu lintas molekul, khususnya:

   • RNA dan subunit ribosom → keluar.

   • Protein, enzim, dan sinyal transkripsi → masuk.

4. Perinuclear space: connected with the lumen of the rough ER
   → Ruang perinuklear: terhubung dengan lumen (ruang dalam) RE kasar
   Penjelasan: Celah antara membran dalam dan luar nukleus disebut ruang perinuklear, dan karena keterhubungannya dengan RE kasar, ia menjadi bagian integral dari sistem endomembran sel.

5. Inner: associated with nuclear lamina
   → Membran dalam berasosiasi dengan lamina nukleus
   Penjelasan: Lamina nukleus adalah jaringan protein yang:

   • Menjaga bentuk dan kestabilan nukleus.

   • Menjadi tempat jangkar kromatin dan protein regulasi.

   • Berperan penting dalam perakitan kembali selubung nukleus setelah mitosis.

📌 Ilustrasi Visual Gambar di bagian atas memperlihatkan:

• Membran luar dan dalam, beserta ribosom di permukaan RE kasar.

• Kompleks pori nukleus sebagai struktur berukuran besar yang memungkinkan keluar-masuk molekul.

• Lamina nukleus sebagai jaring pendukung yang menempel di bagian dalam membran.

Gambar kecil di bawah memberikan potongan silang molekuler dari kompleks pori nukleus, memperlihatkan struktur seperti granula yang membentuk filter selektif bagi molekul.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini): • Komunikasi antar membran dan organel ini memainkan peran penting dalam stres seluler, respon imun, dan kontrol siklus sel.
• Protein-protein nukleoporin yang menyusun pori nukleus kini diketahui memiliki peran dalam regulasi ekspresi gen, transport sinyal, bahkan patogenesis virus.

Slide ini memvisualisasikan fungsi-fungsi lamina nukleus, yaitu jaringan filamen protein yang membentuk struktur seperti jala di sisi dalam membran dalam nukleus. Ilustrasi ini menggambarkan peran lamina tidak hanya sebagai kerangka struktural, tetapi juga sebagai regulator organisasi genom dan sinyal seluler.

📌 Terjemahan Frasa Bahasa Inggris:

“(a) regulates genome organization and chromatin structure by direct interactions with chromatin”
➤ (a) mengatur organisasi genom dan struktur kromatin melalui interaksi langsung dengan kromatin
→ Lamina nukleus berperan penting dalam menata arsitektur inti sel (nuclear architecture) dengan cara mengikat kromatin ke bagian dalam selubung nukleus, membentuk apa yang disebut LADs (Lamina-Associated Domains).

📌 Penjelasan Visual Tiap Fungsi yang Digambarkan:

1. (a) Chromatin interactions
   → Kromatin (DNA yang tergulung bersama protein histon) berinteraksi langsung dengan lamina, mengatur posisi dan aktivitas gen.
   → Gen-gen yang terikat di lamina cenderung tidak aktif (silent) secara transkripsi. Ini merupakan bentuk regulasi epigenetik struktural.

2. (b) Sequestration of transcription factors
   → Lamina dapat menjebak atau menyimpan faktor transkripsi di dekat membran inti. Hal ini mencegah faktor tersebut memasuki inti untuk mengaktifkan gen tertentu, berfungsi sebagai mekanisme penghambatan sementara.

3. (c) Cytoskeleton connection
   → Lamina berinteraksi dengan sitoskeleton melalui kompleks LINC (Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton), yang memungkinkan:

   • Transmisi gaya mekanik dari luar ke dalam nukleus.

   • Peran dalam respon mekanosensitif, penting dalam diferensiasi sel dan perkembangan jaringan.

4. (d) Signaling
   → Lamina juga berperan dalam jalur pensinyalan (signaling) melalui interaksinya dengan protein regulator dan enzim fosforilasi.
   → Perubahan pada status fosforilasi lamin mempengaruhi:

   • Disintegrasi selubung nukleus saat mitosis.

   • Stabilitas struktur nukleus saat interfase.

📌 Kesimpulan Fungsional
Nuclear lamina bukan hanya pelapis struktural, melainkan juga:

• Pusat kontrol organisasi genom.

• Pengatur ekspresi gen.

• Penghubung sinyal dari luar ke regulasi genetik dalam.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Studi genomik menunjukkan bahwa lokasi LADs berhubungan dengan repressi genetik dan heterokromatin.
• Mutasi pada protein lamin (misalnya LMNA) menyebabkan laminopati, termasuk progeria, distrofi otot, dan neuropati.
• Lamina juga berperan dalam perbaikan DNA, penuaan sel, dan stabilitas kromosom.

Slide ini menyajikan uraian sistematis mengenai empat fungsi utama dari lamina nukleus, yang bukan hanya sebagai kerangka struktural dalam nukleus, tetapi juga sebagai pusat pengatur arsitektur genom, sinyal seluler, dan interaksi antar sistem struktural sel.

📌 (a) Mengatur organisasi genom dan struktur kromatin melalui interaksi langsung dengan kromatin
Lamina nukleus berperan penting dalam menata posisi kromatin dalam inti sel. Kromatin yang terasosiasi dengan lamina disebut LADs (Lamina-Associated Domains), dan umumnya merupakan bagian dari heterokromatin, yaitu bagian genom yang tidak aktif secara transkripsi. Dengan interaksi ini, lamina membantu menentukan wilayah mana dalam genom yang aktif atau diam, yang berimplikasi besar dalam regulasi gen.

📌 (b) Lamina mengatur ekspresi gen dengan meletakkan faktor transkripsi pada selubung inti, yang membatasi ketersediaannya di nukleoplasma
Fungsi ini menjelaskan bagaimana lamina menyimpan atau mengikat faktor transkripsi di dekat membran dalam, sehingga mereka tidak langsung tersedia di nukleoplasma untuk mengaktifkan ekspresi gen. Mekanisme ini adalah bentuk kontrol pasif yang dapat diubah sewaktu-waktu jika dibutuhkan oleh sel (misalnya dalam kondisi stres, pembelahan, atau diferensiasi).

📌 (c) Memediasi hubungan struktural antara nukleus dan sitoskeleton
Lamina nukleus tidak berdiri sendiri. Ia berinteraksi dengan protein membran luar inti, yang kemudian berkaitan dengan sitoskeleton melalui kompleks LINC (Linker of Nucleoskeleton and Cytoskeleton).

• Ini memungkinkan gaya mekanik dari luar sel (ekstraseluler) disalurkan ke dalam nukleus.

• Fungsi ini penting dalam mekanosensitivitas, seperti pada sel-sel batang atau sel otot.

📌 (d) Menyediakan platform untuk perakitan kompleks protein yang terlibat dalam jalur transduksi sinyal
Lamina juga berfungsi sebagai platform molekuler, yaitu tempat menempelnya protein-protein yang terlibat dalam jalur pensinyalan (signaling pathways). Banyak dari protein ini mengalami fosforilasi (P, fosfat), yang menandakan bahwa mereka sedang aktif atau inaktif.

• Contohnya adalah protein regulator siklus sel, enzim modifikasi kromatin, dan reseptor sinyal nuklir.

• Hal ini menjadikan lamina sebagai hub sinyal yang berperan dalam mengintegrasikan status lingkungan dengan ekspresi genetik.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Mutasi pada gen LMNA (pengkode lamin A/C) dikaitkan dengan berbagai penyakit seperti Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome, lipodistrofi familial, dan distrofi otot.
• Lamina berperan dalam stabilitas genom, karena bagian-bagian DNA yang berasosiasi dengannya jarang mengalami kerusakan atau mutasi.
• Mekanisme epigenetik melalui lamina semakin menjadi fokus riset, terutama dalam bidang penuaan sel dan reprogramming sel punca.

📌 (E) Memberikan stabilitas mekanis pada membran inti bagian dalam
Poin ini menekankan bahwa lamina nukleus berperan sebagai kerangka penyangga internal dari nukleus, yang menjamin kestabilan dan integritas struktur inti sel. Peran ini menjadi sangat penting dalam berbagai proses berikut:

1. Penentuan posisi inti dan struktur kromatin
   Lamina membantu menjaga posisi inti dalam sel dan menentukan distribusi kromatin, yang berhubungan dengan aktivitas gen.

2. Organisasi pro kompleks nuklir
   Lamina menjadi fondasi bagi pembentukan kompleks protein regulasi di dalam inti, termasuk yang berperan dalam ekspresi gen dan perbaikan DNA.

3. Pemecahan selubung inti dan pemasangan kembali saat mitosis
   Selama mitosis, lamina harus diurai agar kromosom dapat dibebaskan. Setelah pembelahan selesai, lamina dibentuk kembali untuk menyusun ulang selubung inti pada dua sel anak.

4. Replikasi DNA & respons kerusakan DNA
   Lamina memfasilitasi lokasi spesifik untuk replikasi DNA dan juga sebagai tempat penandaan kerusakan DNA untuk diperbaiki, menjadikannya bagian penting dari homeostasis genomik.

5. Perkembangan siklus sel dan diferensiasi
   Perubahan pada struktur lamina berkontribusi pada progresi siklus sel dan pengaturan program diferensiasi, terutama pada sel-sel stem atau selama embriogenesis.

6. Polarisasi sel selama migrasi
   Dalam migrasi sel, nukleus bergerak mengikuti kutub sel yang telah ditentukan. Lamina bersama kompleks LINC membantu nukleus berinteraksi dengan sitoskeleton, memungkinkan koordinasi ini.

7. Kontrol transkripsi
   Lamina juga mengatur aktivitas transkripsi gen dengan menahan kromatin atau faktor transkripsi di area perinuklear, memodulasi ekspresi gen sesuai kebutuhan sel.

📌 Nukleolus: tempat sintesis dan perakitan ribosom
Bagian ini menjelaskan peran spesifik dari nukleolus, suatu struktur sub-nuklear yang tidak dibatasi oleh membran, namun memiliki peran penting dalam:

1. Sintesis rRNA (ribosomal RNA) – nukleolus merupakan tempat transkripsi gen rRNA oleh RNA polimerase I.

2. Perakitan subunit ribosom – setelah rRNA disintesis, ia digabung dengan protein ribosomal (yang berasal dari sitoplasma) untuk membentuk subunit besar dan kecil ribosom.

3. Ekspor melalui pori nukleus – subunit yang belum bergabung sepenuhnya keluar dari nukleus menuju sitoplasma melalui kompleks pori nukleus.

4. Fungsi akhir – di sitoplasma, subunit bergabung dan siap digunakan untuk proses translasi mRNA menjadi protein.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Aktivitas nukleolus mencerminkan tingkat sintesis protein sel. Sel yang sangat aktif (seperti neuron atau sel kanker) biasanya memiliki nukleolus besar dan jelas.
• Nukleolus juga diketahui berperan dalam regulasi stres seluler dan respon imun, serta menjadi target beberapa virus dalam menghambat sintesis protein inang.
• Mutasi atau disfungsi protein lamina berhubungan dengan kelainan yang disebut laminopati, dan mutasi pada protein nukleolus dapat berkontribusi pada ribosomopati seperti sindrom Treacher Collins.

Slide ini menampilkan dua jenis visualisasi mengenai kompleks pori nukleus (nuclear pore complex/NPC), yaitu:

1. Gambar mikroskop elektron berwarna palsu yang memperlihatkan penampakan permukaan selubung nukleus dengan pori-pori tampak sebagai lubang besar.

2. Diagram struktural tiga dimensi dari unit NPC tunggal, menjelaskan komposisi dan fungsinya secara molekuler.

📌 Struktur NPC (Nuclear Pore Complex) – Penjabaran Komponen Visual:

1. Outer Nuclear Membrane & Inner Nuclear Membrane
   → Dua lapisan membran yang menyusun nuclear envelope. NPC menjembatani kedua membran ini, memungkinkan lalu lintas molekul.

2. Ring Subunit
   → Struktur cincin yang menjaga stabilitas sirkuler dari pori dan menjadi tempat melekatnya subunit lain.

3. Column Subunit & Lumenal Subunit
   → Menyusun bagian silindris yang menghubungkan dua membran.
   → Menjadi jalur lalu lintas molekul besar, seperti mRNA keluar dan protein masuk.

4. Cytosolic Fibrils & Nuclear Fibrils
   → Serabut halus yang memanjang ke sitoplasma (cytosolic) atau ke nukleoplasma (nuclear).
   → Berfungsi sebagai penyaring awal dan penarik aktif molekul yang dikenali (dengan sinyal NLS/NES).

5. Annular Subunit & Nuclear Basket
   → Struktur yang membentuk keranjang pada sisi nukleoplasma.
   → Berperan dalam pengikatan kromatin, pemrosesan RNA, dan regulasi aktivitas ekspor molekul.

6. Integral Membrane Protein
   → Protein integral yang menambatkan NPC secara stabil ke membran inti.
   → Beberapa di antaranya juga berfungsi sebagai reseptor sinyal atau regulator transport.

📌 Fungsi Biologis NPC:

• Transportasi Selektif:
  NPC bukan sekadar lubang pasif, tetapi merupakan kanal selektif yang mengatur:

  • Masuknya: protein, enzim, histon, faktor transkripsi.

  • Keluarnya: mRNA, tRNA, ribosomal subunits.

• Pengakuan Sinyal (Signal Recognition):
  Transportasi melalui NPC bergantung pada sinyal pengarah:

  • Nuclear Localization Signal (NLS) → membawa molekul masuk.

  • Nuclear Export Signal (NES) → membawa molekul keluar.

• Regulasi Dinamis:
  NPC dapat berubah konformasi berdasarkan kondisi fisiologis sel, seperti siklus sel, stres, atau diferensiasi.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):

• Kompleks NPC tersusun dari lebih dari 30 jenis protein yang disebut nukleoporin (Nups), beberapa di antaranya bersifat hidrofobik fleksibel (FG-Nups) yang membentuk penghalang selektif.
• Malfungsi NPC dikaitkan dengan penyakit seperti neurodegenerasi, kanker, dan infeksi virus (virus memanfaatkan NPC untuk memasuki nukleus).
• Riset terbaru mengungkap bahwa NPC dapat menyesuaikan permeabilitasnya sesuai kebutuhan ekspresi gen atau respons stres.

Slide ini menjelaskan struktur internal dari kompleks pori nukleus (NPC, Nuclear Pore Complex)—suatu struktur multiprotein besar yang menjembatani membran luar dan dalam dari selubung nukleus. NPC berperan dalam pengaturan lalu lintas molekul secara selektif antara nukleoplasma dan sitoplasma.

📌 1. Annulus
➤ "Mengelilingi bagian dalam pori, memanjang struktur seperti jeruji ke arah tengah"

• Annulus merupakan struktur sirkular yang membentuk kerangka cincin (annular subunit) pada NPC.

• Elemen ini berfungsi untuk menjaga kekokohan dan bentuk pori, sekaligus menjadi tempat pengikat protein-protein lain yang menyusun pori bagian dalam.

• Bentuknya menyerupai jeruji roda yang memusat ke tengah, memungkinkan stabilitas saluran transportasi.

📌 2. Columnar and Lumenal Subunits
➤ "Dengan dibantu oleh protein transmembran → seluruh kompleks pori ke dalam selubung inti"

• Columnar subunits adalah pilar struktural yang memanjang secara vertikal dari sisi luar ke dalam selubung nukleus.

• Lumenal subunits menambatkan NPC pada ruang antar membran (ruang perinuklear) dan menyatu dengan lamina nukleus serta membran transmembran.

• Protein transmembran yang menyertainya berfungsi sebagai jangkar, menautkan NPC ke membran inti, menjadikannya sebagai komponen stabil dan terintegrasi dalam sistem endomembran.

📌 3. Fibril Sitosol (Cytosolic and Nuclear Fibrils)
➤ "Memanjang dari kedua sisi kompleks dan berkumpul menjadi konfigurasi seperti keranjang di sisi inti kompleks"

• Fibril sitosol menjulur dari permukaan sitoplasmik NPC, berfungsi sebagai struktur pengarah bagi molekul yang akan masuk ke dalam nukleus (khususnya protein dengan sinyal NLS – Nuclear Localization Signal).

• Fibril nukleoplasma (di sisi dalam) berkumpul membentuk struktur "nuclear basket" – suatu keranjang molekuler yang mengatur keluarnya RNA dan partikel ribosom dari inti.

• Konfigurasi fibril ini sangat dinamis dan terlibat dalam proses “recognition, binding, and transport” terhadap muatan molekuler besar.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Kompleks pori nukleus terdiri dari sekitar 120 juta Dalton, menjadikannya kompleks protein terbesar di eukariota.
• Protein penyusun pori disebut nukleoporin (Nups) – ada yang bersifat struktural dan ada yang fleksibel (mengandung domain FG, phenylalanine-glycine) untuk fungsi penyaringan.
• Fibril dan keranjang pori juga diketahui berinteraksi dengan kromatin, dan berperan dalam organisasi genom dan regulasi ekspresi gen.

Slide ini memaparkan dimensi dan fungsi fisiologis dari pori-pori nukleus, yang merupakan bagian integral dari kompleks pori nukleus (nuclear pore complex/NPC). NPC adalah salah satu struktur terbesar dan paling penting dalam sel eukariotik karena mengatur lalu lintas makromolekul antara nukleus dan sitoplasma.

📌 Kompleks protein: Diameter luar sekitar 120 nm (ukuran ribosom 30x)
➤ Kompleks NPC memiliki ukuran luar ~120 nm, menjadikannya jauh lebih besar dari ribosom (~20–25 nm). Artinya, NPC adalah kompleks protein multiprotein terbesar dalam membran sel eukariotik.
➤ Ukuran ini memungkinkan NPC untuk berperan sebagai “gerbang molekuler” bagi berbagai ukuran zat, dari ion kecil hingga subunit ribosom.

📌 Diameter saluran 25 nm
➤ Bagian tengah dari NPC, yaitu kanal pusat (central transporter), berdiameter sekitar 25 nanometer, cukup besar untuk dilalui RNA, protein besar, dan subunit organel.

📌 Mengatur perjalanan molekul antara inti dan sitoplasma (impor & ekspor)
➤ Fungsi utama NPC adalah transportasi selektif dan dua arah:

• Impor: protein histon, DNA polymerase, RNA polymerase, faktor transkripsi, enzim nuklir.

• Ekspor: mRNA, tRNA, snRNA, dan subunit ribosom.

📌 Molekul yang diizinkan masuk ke inti: menghambat keluarnya DNA atau RNA
➤ NPC membatasi pergerakan sehingga DNA tetap terjaga di dalam nukleus dan tidak keluar.
➤ RNA hanya dikeluarkan dalam bentuk terproses dan teregulasi (misal: mRNA lengkap dengan cap dan tail), sedangkan DNA tidak boleh keluar kecuali dalam konteks patologi (misalnya infeksi virus atau kerusakan sel).

📌 Molekul yang diizinkan meninggalkan inti: subunit ribosom
➤ Subunit ribosom (besar dan kecil) dirakit di nukleolus, lalu diekspor ke sitoplasma untuk menjadi ribosom fungsional.

📌 Transport pasif → molekul kecil, ion (<40–60 kDa)
➤ Molekul dengan massa molekul <40–60 kilodalton dapat melewati NPC tanpa memerlukan energi (ATP/GTP) dan tanpa sinyal khusus. Contohnya: ion, air, glukosa, dan nukleotida.

📌 Transport aktif (selektif / teregulasi) → makromolekul lebih besar, protein dan RNA
➤ Molekul besar membutuhkan sinyal pengenal:

• NLS (Nuclear Localization Signal) untuk masuk ke nukleus.

• NES (Nuclear Export Signal) untuk keluar dari nukleus.
  ➤ Proses ini dimediasi oleh reseptor transport (importin/exportin) dan memerlukan energi berupa GTP yang dikendalikan oleh Ran-GTPase cycle.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• NPC memiliki kemampuan untuk beradaptasi secara konformasi, memungkinkan kontrol permeabilitas sesuai kondisi fisiologis atau perkembangan sel.
• Transport RNA tidak hanya bergantung pada ukuran, tapi juga pada modifikasi dan status fungsional RNA.
• Gangguan pada transport NPC dikaitkan dengan kelainan perkembangan saraf, kanker, dan infeksi virus (misalnya: HIV memanfaatkan NPC untuk masuk ke dalam nukleus).

Slide ini menampilkan ilustrasi tiga dimensi yang sangat representatif dari Retikulum Endoplasma (RE)—sebuah organel membran penting dalam sistem endomembran sel eukariotik. Diagram ini menunjukkan hubungan spasial antara RE kasar, RE halus, dan selubung inti (nuclear envelope).

📌 Retikulum Endoplasma (Endoplasmic Reticulum/ER)
Retikulum endoplasma adalah jaringan membran berlipat-lipat yang membentuk saluran dan rongga (disebut sisternae) dan menyebar dari nukleus hingga ke sitoplasma.

Terdapat dua jenis utama:

1. Rough Endoplasmic Reticulum (RER) – ditandai dengan ribosom di permukaan luarnya (warna merah tua).

2. Smooth Endoplasmic Reticulum (SER) – tidak memiliki ribosom (warna oranye muda).

📌 Nuclear Envelope dan Hubungannya dengan RER

• Nuclear envelope adalah membran ganda yang mengelilingi nukleus, dan membran luarnya berkesinambungan langsung dengan RER.

• Hal ini memungkinkan integrasi antara transkripsi di dalam nukleus dan translasi oleh ribosom di RE kasar, menjadikan RE bagian dari sistem endomembran yang sangat aktif secara biosintetik.

📌 Rough Endoplasmic Reticulum (RER)
➤ Fungsi utama RER:

• Sintesis protein untuk ekspor ke luar sel, untuk lisosom, atau untuk dimasukkan ke dalam membran plasma.

• Protein yang disintesis di sini akan:

  1. Ditranslokasikan ke dalam lumen RE.

  2. Dimodifikasi (misalnya dengan penambahan gugus karbohidrat).

  3. Dikirim ke badan Golgi melalui vesikel.

➤ Ribosom yang melekat di permukaan RE kasar bersifat bebas sementara (dapat lepas), dan berfungsi untuk:

• Menerjemahkan mRNA menjadi rantai polipeptida.

• Meneruskan hasil sintesis ke sistem transport vesikular.

📌 Smooth Endoplasmic Reticulum (SER)
➤ Tidak memiliki ribosom di permukaannya dan fungsi utamanya berbeda dari RER, yaitu:

• Sintesis lipid dan steroid.

• Detoksifikasi racun (terutama di hati).

• Metabolisme karbohidrat (glukoneogenesis).

• Penyimpanan ion Ca²⁺ (khususnya pada retikulum sarkoplasma di sel otot).

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Perbedaan bentuk RER dan SER berasal dari fungsi spesifik sel: sel pankreas (penghasil enzim) memiliki RER yang dominan, sedangkan sel adrenal (penghasil hormon steroid) memiliki SER yang berkembang baik.
• Kerusakan pada RE atau stres RE (ER stress) berperan dalam berbagai penyakit degeneratif, inflamasi, dan metabolik (misalnya diabetes, Alzheimer, dll).
• Jalur pensinyalan unfolded protein response (UPR) aktif saat protein salah lipat menumpuk di dalam lumen RE.

Slide ini menjelaskan definisi, struktur dasar, serta perbedaan fungsional antara RE halus dan RE kasar, yang keduanya merupakan bagian integral dari sistem endomembran sel eukariotik.

📌 "Retikulum endoplasmik (RE) merupakan lipatan membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasmik ini meliputi separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik."
➤ RE merupakan organel bermembran paling luas di dalam sitoplasma sel eukariotik. Lipatan-lipatan membran RE membentuk sisternae, yaitu kantung pipih atau tubula yang saling terhubung.
➤ Karena ukurannya yang besar dan keterlibatannya dalam sintesis, modifikasi, dan transportasi biomolekul, RE mengambil porsi terbesar dari sistem membran internal.

📌 "RE ini terdiri dari jaringan tubula dan gelembung membran yang disebut sisternae."
➤ Struktur RE fleksibel dan dinamis.

• Pada RE halus: cenderung membentuk tubula (tabung silindris).

• Pada RE kasar: membentuk sisternae pipih dan tumpang tindih, memperluas permukaan kontak untuk sintesis protein.

📌 "Terdapat dua daerah RE yang struktur dan fungsinya berbeda jelas, sekalipun tersambung: RE halus dan RE kasar."
➤ Meskipun tersambung dalam satu sistem kontinu, RE halus (Smooth ER) dan RE kasar (Rough ER) memiliki fungsi yang sangat berbeda:

• RE kasar: memiliki ribosom terikat di permukaannya → tampak berbintik atau kasar.

• RE halus: tidak memiliki ribosom di permukaan → permukaan tampak halus.

📌 "RE halus diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmiknya tidak mempunyai ribosom..."
➤ Ribosom hanya menempel pada sisi sitoplasmik membran RE kasar. Itulah mengapa RE halus tidak terlibat langsung dalam sintesis protein, tetapi lebih berperan dalam sintesis molekul lain seperti lipid.

📌 "RE halus berbagai jenis sel berfungsi dalam bermacam-macam proses metabolisme..."
➤ Fungsi RE halus sangat kontekstual, tergantung jenis sel dan jaringan:

• Sel hati: detoksifikasi zat beracun dan metabolisme obat.

• Sel otot: RE halus dikenal sebagai retikulum sarkoplasma, yang menyimpan ion kalsium (Ca²⁺) penting untuk kontraksi.

• Sel adrenal atau gonad: produksi hormon steroid dari kolesterol (karena peran RE halus dalam sintesis lipid).

📌 "Di samping membuat protein sekretoris, RE kasar merupakan pabrik membran..."
➤ RE kasar berperan ganda:

1. Sintesis protein – khususnya protein yang akan:

   • Disekresikan ke luar sel (misalnya: insulin).

   • Dimasukkan ke dalam membran plasma.

   • Dikirim ke lisosom.

2. Sintesis komponen membran – termasuk fosfolipid dan protein integral, yang akan membentuk atau memperbaiki membran organel lain.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Stress pada RE (ER stress) memicu aktivasi Unfolded Protein Response (UPR), sebuah mekanisme adaptif yang penting untuk mengurangi beban protein salah lipat dan mempertahankan homeostasis sel.
• Gangguan pada RE, baik pada RE kasar maupun RE halus, telah dikaitkan dengan berbagai penyakit kronis seperti diabetes, Alzheimer, kanker, dan penyakit metabolik hati.
• Interaksi antara RE dan organel lain (misal: mitokondria atau peroksisom) melalui membrane contact sites (MCSs) kini menjadi fokus riset dalam biologi sel dinamis.

Slide ini menyajikan beragam ilustrasi dan mikrograf yang menggambarkan struktur, lokasi, serta variasi fungsional retikulum endoplasma (RE) pada berbagai konteks seluler.

📌 Gambar Atas Kiri – Ilustrasi 3D RE
Menunjukkan struktur RE kasar dan halus yang terintegrasi dengan selubung inti (nuclear envelope):

• Rough Endoplasmic Reticulum (RER) → Tampak memiliki ribosom terikat (berbintik).

• Smooth Endoplasmic Reticulum (SER) → Tanpa ribosom dan membentuk struktur tubuler bercabang.

• Cisternal space → Ruang lumenal tempat protein dimodifikasi dan dilipat.

📌 Gambar Atas Kanan – Perbandingan Membran Plasma vs Membran RE
➤ Ilustrasi ini memperlihatkan struktur dasar lapisan fosfolipid bilayer, dan perbandingan antara:

• Membran plasma: lebih banyak mengandung kolesterol, serta protein integral yang bertanggung jawab untuk transport, reseptor, dan pensinyalan.

• Membran RE: mengandung protein transpor dan enzim yang berfungsi dalam sintesis dan modifikasi biomolekul. Lebih fleksibel dan aktif dalam dinamika molekuler.

📌 Gambar Bawah Kiri – Mikrograf Elektron RE Kasar dan Halus

• Gambar kiri bawah menampilkan RE kasar dengan struktur sisternae pipih paralel yang tersusun rapat (tampak garis-garis berlapis).

• Gambar kanan bawah menampilkan RE halus dengan jaringan tubula bercabang. Terlihat lebih tidak teratur dan menyerupai "labirin", tanpa titik-titik gelap (ribosom).

📌 Gambar Bawah Kanan – Retikulum Sarkoplasma pada Sel Otot
➤ RE halus yang telah terspesialisasi dalam sel otot rangka disebut retikulum sarkoplasma (sarcoplasmic reticulum):

• Berfungsi utama menyimpan dan melepaskan ion kalsium (Ca²⁺) saat kontraksi otot.

• Terhubung dengan T-tubules (transverse tubules) yang membawa sinyal depolarisasi dari membran ke bagian dalam sel otot.

• Berinteraksi langsung dengan miofibril tempat aktin dan miosin berinteraksi selama kontraksi.

📌 Makna Konseptual Keseluruhan Slide:

• RE kasar = sintesis dan modifikasi protein.

• RE halus = sintesis lipid, metabolisme racun/obat, serta penyimpanan ion.

• RE dalam konteks khusus (misalnya otot) = menyimpan ion Ca²⁺ dan berperan dalam pensinyalan cepat (kontraksi).

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Interaksi antara RE dan organel lain—misalnya mitokondria (melalui MAM: mitochondria-associated membranes)—semakin diakui perannya dalam metabolisme energi dan apoptosis.
• Pada beberapa sel seperti neuron dan hepatosit, RE menyebar sangat luas dan terlibat dalam homeostasis ionik, glikosilasi protein, dan transport vesikular.
• Retikulum sarkoplasma kini diketahui juga berperan dalam respon imun otot dan regenerasi jaringan, bukan hanya kontraksi.

Slide ini menjelaskan fungsi ribosom dalam konteks sistem endomembran, khususnya hubungannya dengan retikulum endoplasma kasar (RE kasar). Ribosom merupakan komponen sentral dalam biosintesis protein pada semua jenis sel.

📌 “Ribosom merupakan tempat sel membuat protein.”
➤ Ribosom adalah organel non-membran yang berfungsi sebagai mesin penerjemah informasi genetik (dalam bentuk mRNA) menjadi rantai polipeptida (protein).
➤ Ribosom tersusun atas dua subunit:

• Subunit besar (60S pada eukariot).

• Subunit kecil (40S pada eukariot).
  Keduanya bergabung saat translasi berlangsung.

📌 “Ribosom bebas tersuspensi dalam sitosol, sementara ribosom terikat dilekatkan pada bagian luar jalinan membran yang disebut retikulum endoplasmik.”
➤ Ribosom pada sel eukariotik terbagi menjadi dua:

1. Ribosom bebas: mengapung dalam sitosol, aktif menyintesis protein yang akan digunakan di dalam sitoplasma.

2. Ribosom terikat: melekat pada permukaan luar membran RE kasar (Rough ER), biasanya saat sedang melakukan translasi mRNA.

➤ Ribosom ini tidak permanen menempel. Mereka hanya menempel selama proses translasi protein yang memiliki sinyal targeting ke RE.

📌 “Sebagian besar protein yang dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol.”
➤ Contohnya:

• Enzim-enzim glikolitik.

• Protein sitoskeleton (aktin, tubulin).

• Protein regulator sitoplasmik.

📌 “Ribosom terikat umumnya membuat protein yang dimaksudkan untuk pembungkusan dalam organel tertentu seperti lisosom, atau untuk dikirim keluar sel.”
➤ Ribosom yang bekerja pada RE kasar menyintesis protein dengan destinasi spesifik:

• Lisosom: enzim pencerna (misal: lipase, protease).

• Membran plasma: protein kanal, reseptor, protein transpor.

• Ekspor ke luar sel: hormon (misal: insulin), antibodi, kolagen.

➤ Setelah disintesis di RE kasar, protein akan:

1. Masuk ke dalam lumen RE.

2. Ditransport ke badan Golgi untuk modifikasi lebih lanjut.

3. Dikirim melalui vesikel ke tujuan akhirnya (membran, lisosom, atau eksositosis).

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Sinyal pengarah protein ke RE ditentukan oleh sekuens asam amino awal yang disebut Signal Peptide, yang dikenali oleh SRP (Signal Recognition Particle).
• Protein hasil ribosom bebas dan ribosom terikat memiliki jalur folding dan modifikasi pasca-translasi yang berbeda.
• Beberapa ribosom juga dapat beralih dari bebas menjadi terikat, tergantung sinyal pada mRNA yang mereka translasi.

Slide ini menjelaskan fungsi utama dan struktur fungsional aparatus Golgi dalam sistem endomembran sel. Organela ini sering diibaratkan sebagai pusat logistik sel, karena perannya dalam modifikasi, penyortiran, dan pengiriman molekul hasil produksi dari retikulum endoplasma.

📌 "Golgi ini sebagai pusat manufaktur (pengubahan), pergudangan, penyortiran dan pengiriman."
➤ Aparatus Golgi bertanggung jawab atas tahap pasca-produksi protein dan lipid yang disintesis di RE. Proses ini mencakup:

• Manufaktur: pengubahan struktur biomolekul (misal: glikosilasi protein/lipid).

• Pergudangan: penyimpanan sementara hasil sintesis.

• Penyortiran dan pengiriman: menentukan destinasi akhir molekul (lisosom, membran plasma, atau sekresi).

📌 "Disini produk RE dimodifikasi dan disimpan, dan kemudian dikirim ke tujuan lain."
➤ Produk dari RE (terutama protein dan lipid) tidak langsung aktif, namun perlu:

• Dilipat ulang dengan benar.

• Ditambahkan gugus karbohidrat, sulfat, atau fosfat.

• Disortir berdasarkan sinyal pengiriman (misal: tag M6P untuk ke lisosom).
  ➤ Proses ini berlangsung secara bertahap saat molekul bergerak dari cis-Golgi → medial → trans-Golgi network (TGN).

📌 "Aparatus Golgi terdiri dari kantung membran yang pipih – sisternae."
➤ Struktur utama Golgi adalah tumpukan kantung membran pipih (cisternae).
➤ Biasanya terdiri dari 5–8 tumpukan yang terorganisasi secara polar:

• Cis face: menghadap RE, tempat masuknya vesikula dari RE.

• Trans face: menghadap membran plasma atau lisosom, tempat keluarnya vesikula.

📌 "Satu sel dapat memiliki beberapa tumpukan kantung membran..."
➤ Jumlah aparatus Golgi dalam sel tergantung jenis dan fungsinya.

• Sel yang aktif mensekresi hormon atau enzim (misal: sel pankreas) memiliki banyak kompleks Golgi.

📌 "Membran setiap sisternae dalam satu tumpukan memisahkan ruangan internalnya dari sitosol."
➤ Setiap kantung (sisternae) memiliki lingkungan internal yang spesifik, terpisah dari sitoplasma. Ini penting untuk memastikan bahwa setiap enzim Golgi bekerja dalam kondisi optimal sesuai tahapannya.

📌 "Vesikula yang berkonsentrasi di sekitar aparatus Golgi terlibat dalam transfer materi di antara Golgi dan struktur lainnya."
➤ Vesikula transpor bertanggung jawab dalam memindahkan muatan:

• Antarsisternae dalam Golgi.

• Dari RE ke Golgi (anterograde transport).

• Dari Golgi ke tujuan akhir (lisosom, membran, atau sekresi).
  ➤ Vesikula ini dilapisi oleh protein coat seperti COPI, COPII, dan clathrin.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Proses glikosilasi yang terjadi di Golgi sangat penting untuk aktivitas biologis, stabilitas, dan pengenalan imun protein.
• Malfungsi Golgi dikaitkan dengan penyakit seperti penyakit Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) dan penyakit neurodegeneratif.
• Beberapa virus (misal: SARS-CoV-2) memanfaatkan sistem sekretori RE-Golgi untuk replikasi dan ekskresi virion.

Slide ini menyajikan tiga lapisan visualisasi dari aparatus Golgi—mulai dari ilustrasi posisi organel dalam sel, model tiga dimensi, hingga mikrograf dari Transmission Electron Microscope (TEM) dengan pembesaran hingga 61.500 kali. Setiap lapisan memberi pemahaman yang lebih menyeluruh tentang bentuk dan fungsi Golgi dalam sistem endomembran.

📌 Kiri – Lokasi Golgi dalam Sel
➤ Diagram sel eukariotik secara keseluruhan menunjukkan letak aparatus Golgi yang biasanya berada dekat dengan nukleus dan retikulum endoplasma. Posisi ini strategis karena Golgi menerima produk dari RE kasar yang dikemas dalam vesikula.

📌 Tengah – Ilustrasi 3D Aparatus Golgi
➤ Digambarkan sebagai tumpukan kantung pipih berlapis (seperti "tumpukan pancake") yang disebut sisternae.
➤ Terdapat dua sisi utama:

• Cis face (dekat RE): tempat vesikula dari RE masuk.

• Trans face (menghadap membran plasma): tempat vesikula baru dibentuk untuk menuju tujuan akhir.

➤ Vesikel-vesikel kecil di sekitar Golgi menunjukkan mobilitas dinamis dalam proses:

• Modifikasi biomolekul.

• Penyortiran berdasarkan sinyal.

• Eksositosis atau pengiriman ke organel lain.

📌 Kanan – Mikrograf TEM (Transmission Electron Microscope)
➤ Mikrograf menunjukkan struktur berlapis-lapis yang sangat rapat dan tersusun paralel, yang merupakan ciri khas sisternae Golgi.
➤ Tampak pula vesikula bulat kecil di sekitar Golgi yang sedang bergerak membawa muatan protein/lipid ke berbagai arah.
➤ Bentuk melengkung dan tersusun dari Golgi pada mikrograf ini mengonfirmasi bahwa:

• Sisternae memiliki orientasi fungsional (cis–medial–trans).

• Aparatus Golgi bukan hanya tempat transit, tetapi tempat pengolahan dan penyortiran biomolekul tingkat tinggi.

📌 Makna Umum Slide:

• Memberikan integrasi pemahaman visual dari tingkat seluler (lokasi), tingkat organel (struktur 3D), hingga tingkat mikroskopis (realita biologis).

• Menunjukkan bahwa aparatus Golgi tidak bekerja sendiri, tetapi saling terhubung dengan RE dan vesikula transpor, sehingga membentuk rangkaian logistik biomolekuler yang sangat efisien di dalam sel.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Pengamatan dengan TEM telah mengonfirmasi bahwa sisternae trans-Golgi cenderung lebih luas dan vesikular, sedangkan sisi cis lebih padat.
• Golgi memainkan peran dalam pengarahan protein dengan sinyal spesifik, misalnya tag Mannose-6-phosphate untuk enzim lisosom.
• Beberapa sel sekretoris memiliki Golgi yang sangat aktif dan besar, seperti pada sel goblet (penghasil mukus) atau sel beta pankreas (penghasil insulin).

Slide ini menjelaskan dua jalur utama pergerakan vesikula dalam sistem endomembran sel: yaitu jalur biosintetik (sekretori) dan jalur endositik. Kedua jalur ini merepresentasikan pergerakan molekul dalam dan luar sel melalui vesikula transpor, yang dikemas dalam membran lipid.

📌 1. Jalur Biosintetik (Biosynthetic Pathway)

➤ Merupakan jalur utama sintesis protein/lipid untuk kebutuhan intraseluler maupun ekstraseluler.

Alurnya:

1. Sintesis protein dimulai di ribosom RE kasar (RER).

2. Produk protein masuk ke lumen RE → dimodifikasi awal (misalnya: lipat protein, glikosilasi awal).

3. Dikirim ke badan Golgi → dimodifikasi lanjutan (misal: kompleks glikosilasi, sulfatasi).

4. Disortir dan dikemas dalam vesikula dari sisi trans-Golgi network (TGN).

5. Dikirim ke tujuan akhir, misalnya:

   • Membran plasma (untuk eksositosis atau protein membran).

   • Lisosom (untuk enzim pencerna).

   • Vakuola (pada sel tumbuhan).

➤ Karena molekul keluar dari organel menuju permukaan sel atau organel target, maka jalur ini juga disebut jalur sekretori (secretory pathway).

📌 2. Jalur Endositik (Endocytic Pathway)

➤ Jalur ini menggambarkan masuknya materi dari luar sel ke dalam sitoplasma, biasanya dalam bentuk partikel, cairan, atau molekul besar.

Alurnya:

1. Endositosis dimulai dari invaginasi membran plasma.

2. Vesikula endositik terbentuk, membawa muatan dari luar.

3. Vesikula ini bergabung dengan endosom awal, lalu berkembang menjadi endosom lanjut.

4. Endosom lanjut berkembang menjadi lisosom matang, di mana materi akan dicerna atau didaur ulang.

➤ Jalur ini penting dalam:

• Pengambilan nutrisi (misal: kolesterol via reseptor LDL).

• Regulasi reseptor (misal: reseptor hormon).

• Imunitas seluler (misal: fagositosis patogen oleh makrofag).

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini)

• Pergerakan vesikula diatur oleh protein coat (COPI, COPII, clathrin) dan protein Rab, SNARE yang membantu vesikula mengenali dan menyatu dengan membran target.
• Disfungsi pada jalur sekretori atau endositik dapat menyebabkan penyakit seperti:

• Penyakit penyimpanan lisosomal (LSDs).

• Gangguan sistem imun.

• Penyakit neurodegeneratif (karena kegagalan daur ulang membran sinaptik).
  • Vesikula juga menjadi alat eksplorasi terapi modern, seperti targeted drug delivery melalui exosome dan nanopartikel.

Slide ini adalah visualisasi sistem endomembran sel eukariotik yang menggambarkan perjalanan molekul dari retikulum endoplasma (RE) menuju kompleks Golgi, lalu diteruskan ke berbagai destinasi: membran plasma, lisosom, atau organel lainnya melalui vesikula.

Setiap bagian dari diagram ini ditandai dengan angka (1–5), yang menunjukkan tahapan utama jalur biosintetik dan sekretori sel.

📍 [1] – Sintesis dan Translokasi ke dalam RE Kasar (Rough ER)

➤ Protein yang akan disekresikan, dimasukkan ke membran, atau dikirim ke lisosom, disintesis oleh ribosom yang menempel pada RE kasar.
➤ Setelah sintesis, protein masuk ke lumen RE, lalu mengalami pelipatan dan modifikasi awal (misalnya glikosilasi awal).

📍 [2] – Pembentukan dan Pengangkutan Vesikula dari RE ke Golgi

➤ Vesikula transpor terbentuk dari RE dan mengangkut muatannya ke cis-Golgi (bagian awal Golgi complex).
➤ Proses ini menggunakan COPII-coated vesicles yang memastikan arah transport dari RE ke Golgi (anterograde transport).

📍 [3] – Pemrosesan dalam Aparatus Golgi

➤ Di dalam Golgi, protein mengalami modifikasi lanjutan:

• Glikosilasi kompleks.

• Penambahan gugus sulfat dan fosfat.

• Penandaan untuk pengiriman ke lokasi akhir (misal: M6P untuk enzim lisosom).
  ➤ Protein berpindah dari cis → medial → trans Golgi melalui vesikula internal atau melalui model kematangan sisternae.

📍 [4] – Sortir dan Pembentukan Vesikula dari Trans-Golgi Network (TGN)

➤ Dari trans face, protein akan dipilah berdasarkan sinyalnya:

• Ke lisosom: protein dengan tag M6P masuk dalam clathrin-coated vesicles.

• Ke membran plasma: untuk protein integral atau untuk eksositosis.

• Ke vakuola (sel tumbuhan) atau disimpan dalam vesikula sekresi.
  ➤ Proses ini dikendalikan oleh protein SNARE dan Rab GTPase.

📍 [5] – Fusi Vesikula dengan Membran Plasma atau Organel Target

➤ Vesikula akan berfusi dengan membran plasma dan melepaskan isi protein ke luar sel (eksositosis) atau menggabungkan protein ke membran.
➤ Alternatif lainnya: vesikula akan menyatu dengan lisosom untuk degradasi, atau dengan endosom sebagai bagian dari daur ulang membran.

✨ Intisari Slide:

Diagram ini menjelaskan bagaimana sintesis dan pengiriman protein dikendalikan secara ketat dalam sistem endomembran dengan:

• Peran RE kasar sebagai tempat sintesis awal.

• Golgi kompleks sebagai pusat modifikasi, sortasi, dan pengemasan.

• Vesikula transpor sebagai kurir dinamis yang menentukan ke mana protein akan berakhir.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Gangguan pada protein coat vesikula (COPI, COPII, clathrin) atau protein penarget (Rab/SNARE) dapat menyebabkan kelainan metabolik dan neurodegeneratif.
• Sistem endomembran ini sangat penting dalam respons imun, pensinyalan sel, dan pembentukan membran baru.
• Virus dan toksin juga mengeksploitasi jalur ini untuk masuk atau keluar dari sel.

Slide ini menjelaskan dua mekanisme utama sekresi vesikular dari sel eukariotik, yaitu jalur sekretori konstitutif dan jalur sekretori regulatif. Keduanya merupakan bagian penting dari sistem transportasi sekretori dalam sistem endomembran, terutama setelah molekul mengalami pemrosesan di badan Golgi.

📍 a. Jalur Sekretori Konstitutif (Constitutive Secretory Pathway)

➤ Pada jalur ini, produk dari badan Golgi langsung dikirim dan dikeluarkan secara terus-menerus, tanpa perlu sinyal eksternal.

Ciri-ciri utama:

• Terjadi secara kontinu dan tidak bergantung pada stimulus.

• Materi yang dibawa dalam vesikula langsung menuju membran plasma dan dilepaskan keluar sel.

Contoh isi vesikula:

• Matriks ekstraseluler: seperti kolagen atau proteoglikan (sel fibroblas).

• Komponen dinding sel (sel tumbuhan).

• Protein membran, glikoprotein, atau lipid untuk memperbarui struktur membran sel.

➤ Fungsi penting: mempertahankan homeostasis membran dan struktur jaringan.

📍 b. Jalur Sekretori Regulatif (Regulated Secretory Pathway)

➤ Pada jalur ini, produk disimpan terlebih dahulu dalam vesikula sekretori di dekat membran sel dan hanya dilepaskan jika mendapat sinyal tertentu.

Prosesnya meliputi:

1. Vesikula dibentuk dari trans-Golgi.

2. Disimpan dalam bentuk vesikula matang yang siap sekresi.

3. Dikeluarkan jika menerima sinyal (biasanya berupa lonjakan ion Ca²⁺ atau aktivasi reseptor membran).

Contoh isi vesikula & fungsinya:

• Sel saraf → menyekresikan neurotransmiter seperti dopamin, asetilkolin.

• Sel pankreas → melepaskan enzim pencernaan seperti amilase, lipase.

• Sel endokrin → menyekresikan hormon seperti insulin, adrenalin.

➤ Fungsi utama: mendukung respon cepat terhadap kebutuhan fisiologis tubuh.

✨ Visualisasi Diagram (Kanan)

Gambar memperlihatkan perjalanan protein sekretori dari:

• RE → badan Golgi (melalui sisi cis dan keluar melalui sisi trans).

• Pembentukan dua jenis vesikula:

  • Jalur konstitutif → menuju langsung ke permukaan sel.

  • Jalur regulatif → vesikula disimpan, baru disekresikan ketika menerima sinyal.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Protein SNARE dan Rab GTPase terlibat dalam pengenalan dan fusi vesikula dengan membran target.
• Gangguan dalam jalur regulatif berhubungan dengan gangguan neurologis, diabetes, dan penyakit inflamasi kronis.
• Endosome recycling terkadang juga berperan sebagai jalur alternatif sekresi melalui exosome release.

Dengan memahami kedua jalur ini, mahasiswa dapat mengerti bagaimana sel mengontrol keseimbangan antara produksi, modifikasi, dan pelepasan molekul, baik untuk mempertahankan fungsi internal maupun komunikasi antar sel.

Slide ini menjelaskan tentang vakuola, salah satu organel yang termasuk dalam sistem endomembran dan sangat penting terutama pada sel tumbuhan dan protista. Vakuola adalah struktur kantung membran yang lebih besar dari vesikula, dan memiliki fungsi penyimpanan, pengaturan tekanan osmotik, serta perlindungan seluler.

📌 “Vakuola dan vesikula merupakan kantung terikat membran di dalam sel, tetapi vakuola lebih besar daripada vesikula.”

➤ Baik vesikula maupun vakuola adalah struktur yang dibungkus oleh membran dan berisi cairan.
➤ Perbedaan utama:

• Vesikula → lebih kecil, berfungsi untuk transportasi antarkompartemen.

• Vakuola → lebih besar, berfungsi untuk penyimpanan dan keseimbangan seluler, terutama pada sel tumbuhan dan protista.

📌 “Vakuola mempunyai bermacam-macam fungsi dalam pemeliharaan sel.”

➤ Vakuola tidak hanya bersifat pasif, tapi aktif berperan dalam fisiologi sel.
Contoh jenis vakuola:

• Vakuola makanan: dibentuk oleh fagositosis pada protista (misalnya Amoeba), untuk menelan dan mencerna partikel.

• Vakuola kontraktil: ditemukan pada protista air tawar (misalnya Paramecium), digunakan untuk memompa kelebihan air keluar dari sel, mencegah pecah karena osmosis.

📌 “Sel tumbuh dewasa umumnya mengandung satu vakuola sentral besar yang dibungkus oleh membran yang disebut tonoplas.”

➤ Dalam sel tumbuhan dewasa, vakuola bisa menempati hingga 90% volume sel.
➤ Tonoplas adalah membran vakuola, yang berfungsi mengatur lalu lintas zat keluar-masuk ke dalam vakuola.
➤ Vakuola sentral ini adalah bagian integral dari sistem endomembran karena berasal dari RE dan Golgi.

📌 “Vakuola sel tumbuhan merupakan ruangan yang serbaguna.”

➤ Fungsinya sangat luas, antara lain:

• Penyimpanan senyawa organik (seperti protein cadangan, senyawa fenolik).

• Akumulasi ion anorganik (seperti K⁺ dan Cl⁻) yang menjaga tekanan turgor.

• Pencernaan intraseluler, seperti fungsi lisosom pada hewan.

• Pertahanan sel melalui penyimpanan senyawa beracun (misalnya: alkaloid).

• Pigmentasi: vakuola juga bisa menyimpan antosianin, pigmen merah-ungu.

✨ Makna Umum Slide

Vakuola bukan sekadar “ruang kosong” dalam sel, melainkan organel dinamis yang:

• Berperan penting dalam homeostasis internal.

• Merupakan kompartemen multifungsi untuk menyimpan, memompa, mengatur tekanan, bahkan mendaur ulang komponen sel.

• Tonoplas sebagai membran aktif memungkinkan transport ion terarah dan terkontrol.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Mutasi gen terkait tonoplas dapat menyebabkan kerusakan osmotik dan hambatan pertumbuhan pada tumbuhan.
• Penelitian terbaru mengungkapkan bahwa vakuola juga memiliki peran signaling dalam respon terhadap stres abiotik, seperti kekeringan dan salinitas.
• Autofagi tumbuhan juga melibatkan vakuola untuk mendaur ulang organel tua.

Gambar ini adalah mikrograf elektron sel tumbuhan yang memperlihatkan struktur internal dengan resolusi tinggi, dan telah dilabeli beberapa organel penting. Slide ini menjadi konfirmasi visual dari berbagai penjelasan teoritis sebelumnya, khususnya tentang vakuola, sistem endomembran, dan interaksinya dengan organel lain.

📍 Central Vacuole (Vakuola Sentral)

➤ Area terang yang sangat luas di tengah gambar adalah vakuola sentral.
➤ Memiliki tonoplas (tidak tampak jelas dalam gambar ini) dan berisi cairan vakuola yang menyimpan:

• Ion (K⁺, Cl⁻).

• Senyawa organik.

• Zat sisa metabolisme.
  ➤ Tekanan turgor dari vakuola sentral membantu menjaga bentuk dan kekakuan dinding sel tumbuhan.

📍 Mitochondria (Mitokondria)

➤ Ditandai dengan panah merah, berukuran kecil, dengan struktur membran dalam yang berlipat-lipat (krista).
➤ Mitokondria menghasilkan ATP dan juga terlibat dalam metabolisme sekunder, termasuk jalur biosintetik.
➤ Meski bukan bagian dari sistem endomembran, mitokondria berinteraksi erat dengan RE melalui membran MAM (mitochondria-associated membranes).

📍 Chloroplast dan Starch Grains (Kloroplas dan Butir Pati)

➤ Terlihat sebagai struktur besar oval berlapis-lapis (panah hijau dan hitam).
➤ Kloroplas adalah tempat berlangsungnya fotosintesis, dan butir pati merupakan hasil akhir dari fiksasi karbon (glukosa disimpan dalam bentuk amilum).
➤ Tidak termasuk dalam sistem endomembran, namun hasil fotosintesisnya bisa dimodifikasi dan diangkut oleh sistem Golgi dan RE.

📍 Nucleus (Nukleus) dan Nucleolus (Nukleolus)

➤ Nukleus terlihat jelas di bagian bawah gambar, berisi kromatin yang tersebar, dan nukleolus tampak sebagai massa padat gelap di dalamnya.
➤ Nukleus merupakan pusat pengendali sel (penyimpanan DNA dan regulasi ekspresi gen).
➤ Nukleolus berfungsi membentuk subunit ribosom, yang nantinya akan keluar menuju RE kasar untuk biosintesis protein.

✨ Intisari Gambar Mikroskopik

• Vakuola mendominasi volume sel tumbuhan, dan posisinya memaksa organel lain seperti nukleus dan kloroplas terdorong ke pinggir.

• Sel tumbuhan mengandung organel yang khas (kloroplas, vakuola besar), namun juga berbagi sistem endomembran yang serupa dengan sel hewan.

• Struktur tiga dimensi sel sangat terorganisir, memungkinkan koordinasi fungsional antara nukleus, RE, Golgi, dan organel lainnya.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Vakuola pada sel tumbuhan tidak hanya untuk penyimpanan tetapi juga berperan sebagai lisosom, dengan pH asam dan enzim hidrolitik.
• Posisi nukleus yang terdorong ke perifer sel adalah ciri khas sel parenkim tumbuhan dengan vakuola dominan.
• Kloroplas dalam sel daun biasanya berada di sekitar membran sel untuk maksimalisasi penyerapan cahaya.

Slide ini menekankan bahwa vakuola, selain sebagai penyimpan cadangan dan pengatur tekanan osmotik, juga memainkan peran penting dalam metabolisme limbah, pewarnaan sel, dan pertahanan diri terhadap herbivora.

📌 “Banyak sel tumbuhan menggunakan vakuolanya sebagai tempat pembuangan produk-samping metabolisme…”

➤ Dalam proses metabolisme, sel akan menghasilkan zat sisa atau senyawa toksik yang tidak bisa dibuang langsung ke luar sel.
➤ Vakuola berfungsi sebagai tempat penampungan sementara atau permanen dari zat tersebut agar tidak mengganggu keseimbangan sitosol.
➤ Contoh senyawa sampingan:

• Tanin, asam oksalat, alkaloid.

• Kristal kalsium oksalat (raphides) yang sering ditemukan pada daun talas.

➤ Jika produk metabolisme ini tidak disimpan dengan baik, bisa merusak enzim atau struktur penting dalam sitosol.

📌 “Sebagian vakuola mengandung banyak pigmen yang mewarnai sel tersebut…”

➤ Vakuola sel tumbuhan menyimpan pigmen flavonoid, khususnya antosianin, yang larut dalam air dan memberikan warna:

• Merah → pada bunga mawar merah.

• Ungu → pada kol ungu, daun ketela.

• Biru → pada bunga telang (Clitoria ternatea).
  ➤ Fungsi ekologis warna ini:

• Menarik serangga penyerbuk (untuk reproduksi tumbuhan berbunga).

• Menarik hewan pemakan buah (untuk penyebaran biji).

📌 “Vakuola dapat juga membantu melindungi tumbuhan…”

➤ Vakuola menyimpan senyawa pertahanan diri yang bersifat:

• Toksik: seperti nikotin (tembakau), morfin (opium).

• Pahit/beraroma tak sedap: seperti senyawa fenolik atau minyak atsiri.
  ➤ Tujuannya: menghalau herbivora atau patogen, baik melalui rasa tidak enak atau efek racun.
  ➤ Vakuola ini berperan dalam mekanisme resistensi biotik alami tumbuhan.

✨ Makna Umum Slide

• Vakuola bukan hanya kantung penyimpan pasif, tetapi juga komponen aktif dalam metabolisme sel, interaksi ekologis, dan pertahanan biokimia.

• Peran vakuola sangat fleksibel dan adaptif, memungkinkan tumbuhan untuk bertahan hidup di berbagai lingkungan.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Metabolit sekunder tumbuhan seperti flavonoid, alkaloid, dan saponin sering kali terakumulasi di vakuola.
• Proses transport senyawa ke vakuola melibatkan protein transporter tonoplas, seperti ABC transporter dan H⁺-antiporter.
• Penelitian terbaru mengkaji bagaimana vakuola berperan dalam respon stres abiotik (kekeringan, salinitas) melalui penyimpanan osmolitis seperti prolin dan gula.

Slide ini membahas fungsi utama lisosom sebagai organel pencerna intraseluler serta menjelaskan secara eksplisit perbedaan antara lisosom, vesikel, dan endosom. Topik ini penting untuk memahami bagaimana sel eukariotik melakukan degradasi dan daur ulang komponen seluler.

📍 “Lisosom merupakan kantung terikat membran dari enzim hidrolitik…”

➤ Lisosom adalah organel berbentuk kantung membran berisi enzim hidrolitik (seperti protease, nuklease, lipase, amilase).
➤ Berfungsi melakukan pencernaan intraseluler, yaitu menghancurkan:

• Molekul hasil fagositosis atau endositosis.

• Organel sel yang rusak (melalui autofagi).

• Sisa-sisa metabolisme internal.

➤ Lisosom bekerja optimal dalam pH asam (~4.5–5.0) berkat pompa proton (H⁺-ATPase) yang menjaga keasaman lumen lisosom.

📍 “Terdapat enzim lisosom yang dapat menghidrolisis…”

➤ Enzim-enzim ini mampu memecah seluruh makromolekul utama:

• Protein → menjadi asam amino.

• Polisakarida → menjadi monosakarida.

• Lemak → menjadi asam lemak dan gliserol.

• Asam nukleat → menjadi nukleotida.

➤ Proses ini memungkinkan pendaurulangan (recycling) komponen sel dan pemanfaatannya kembali.

🔴 Beda Lisosom dengan Vesikel

📌 “Lisosom merupakan organel (spt vakuola) penghasil enzim lisozim…”

➤ Lisosom adalah organel permanen dan terdefinisi, sedangkan vesikel bisa bersifat sementara dan fungsional.
➤ Protein lisosom disintesis di RE kasar, dimodifikasi di badan Golgi, lalu ditargetkan ke lisosom menggunakan penanda seperti Mannose-6-phosphate (M6P).

📌 “Vesikel ini memang mirip bentuknya dengan lisosom…”

➤ Vesikel berbentuk kantung kecil juga, tetapi:

• Vesikel endositik membawa zat dari luar sel (seperti makanan).

• Tidak mengandung enzim hidrolitik seperti lisosom.
  ➤ Lisosom dan vesikel bisa bergabung (berfusi) dalam proses pencernaan fagosom atau endosom.

📌 “Endosom adalah vakuola yang mengelilingi bahan diinternalisasi…”

➤ Endosom terbentuk dari invaginasi membran plasma melalui proses endositosis.
➤ Endosom berperan sebagai kompartemen antara sebelum muatan sampai ke lisosom:

• Endosom awal → sorting dan recycling.

• Endosom lanjut → persiapan fusi dengan lisosom.

• Endosom akhir + lisosom = endolisosom untuk degradasi akhir.

✨ Makna Umum Slide

• Lisosom adalah organel pencerna utama, sedangkan vesikel dan endosom adalah komponen dinamis dalam jalur transpor dan degradasi seluler.

• Kolaborasi antara RE, Golgi, vesikel, dan lisosom adalah bukti bagaimana sistem endomembran bekerja sebagai satu unit fungsional kompleks.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Mutasi pada enzim lisosom menyebabkan penyakit penyimpanan lisosomal (LSD) seperti Tay-Sachs dan Gaucher.
• Lisosom juga berfungsi dalam eksositosis pada beberapa tipe sel (misalnya: osteoklas untuk remodelling tulang).
• Lisosom modern disebut juga sebagai “hubs for cell signaling and nutrient sensing”, karena terlibat dalam mTOR signaling dan respons terhadap kondisi lingkungan.

Slide ini menggambarkan alur pembentukan lisosom, mulai dari asalnya di badan Golgi hingga perannya dalam pencernaan intraseluler. Visualisasi ini sangat penting untuk memahami bagaimana sel mengelola bahan dari luar dan dalam melalui sistem endomembran.

📌 1. Pembentukan Lisosom Primer oleh Badan Golgi

➤ Enzim hidrolitik disintesis di RE kasar, lalu dimodifikasi dan diberi label Mannose-6-phosphate (M6P) di badan Golgi.
➤ Golgi lalu mengemas enzim tersebut ke dalam vesikula membran → disebut lisosom primer.
➤ Lisosom primer ini belum aktif sampai ia bergabung dengan materi yang akan dicerna (misalnya endosom).

📌 2. Fusi Lisosom dengan Endosom → Membentuk Endolisosom

➤ Partikel makanan (atau patogen) yang masuk dari luar sel melalui endositosis dibungkus oleh membran dan membentuk endosom.
➤ Endosom kemudian berfusi dengan lisosom primer → membentuk lisosom sekunder atau endolisosom.
➤ Inilah tempat terjadinya pencernaan aktif.

📌 3. Pencernaan Partikel dan Difusi Hasilnya ke Sitoplasma

➤ Di dalam lisosom sekunder, enzim hidrolitik bekerja mengurai makromolekul menjadi molekul kecil seperti asam amino, glukosa, asam lemak, nukleotida.
➤ Molekul kecil hasil cernaan ini akan berdifusi ke dalam sitoplasma, untuk dimanfaatkan ulang oleh sel.

📌 4. Eksositosis Sisa yang Tidak Dicerna

➤ Sisa-sisa yang tidak bisa dicerna (contoh: struktur asing, logam berat, bahan anorganik) akan dikeluarkan lewat fusi lisosom dengan membran plasma, lalu dibuang ke lingkungan ekstraseluler melalui proses eksositosis.
➤ Ini menunjukkan bahwa lisosom juga berperan dalam “pembuangan limbah” seluler.

🔄 Rangkuman Urutan Proses

1. Pembentukan enzim lisosom di RE → modifikasi di Golgi → lisosom primer.

2. Endositosis partikel → pembentukan endosom.

3. Fusi lisosom primer + endosom → lisosom sekunder.

4. Pencernaan internal → hasil masuk ke sitoplasma.

5. Sisa dibuang melalui eksositosis.

✨ Makna Umum Slide

• Lisosom adalah bagian penting dari sistem endomembran yang bertugas sebagai “unit daur ulang” dan “penghancur” sel.

• Proses ini menunjukkan kolaborasi dinamis antara Golgi, endosom, lisosom, dan membran plasma, semuanya terintegrasi melalui sistem vesikular sel.

🔍 Anotasi Tambahan (Literatur Terkini):
• Gangguan pada fungsi lisosom menyebabkan akumulasi makromolekul → penyakit penyimpanan lisosomal (LSD).
• Lisosom juga terlibat dalam autofagi: degradasi organel rusak dan bagian sitoplasma berlebih.
• Proses fusi lisosom dikendalikan oleh protein SNARE, Rab7, dan HOPS complex.

Kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada rekan-rekan mahasiswa yang telah belajar dengan sangat giat. Semoga semua jerih payah rekan-rekan sekalian dalam proses belajar, baik yang telah lampau, saat ini, dan juga di masa yang akan datang, senantiasa diberikan kemudahan, keberkahan, dan kesuksesan di dunia dan di akhirat, amiin amiin yaa Robbal 'aalamiin