A. Fungsi Nukleus
Nukleus memiliki peran atau fungsi yang sangat penting diantaranya sebagai berikut:
1. Mengendalikan seluruh kegiatan sel
2. Mengeluarkan RNA dan subunit ribosom ke sitoplasma
3. Mengatur pembelahan sel
4. Membawa informasi genetik
B. Struktur
Nukleus
Nukleus memiliki peran yang
sangat vital dalam kehidupan sebuah sel. Peranan nucleus dalam hal ini adalah
untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel serta membawa informasi genetik yang diturunkan ke generasi berikutnya. Informasi genetik ini
disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang disebut DNA (Deoxyribonucleic
acid).
DNA pada umumnya tersebar di dalam nucleus sebagai matriks seperti
benang yang disebut kromatin.
Ketika sel akan memulai membelah, kromatin
akan berkondensasi membentuk struktur yang lebih padat dan memendek yang
selanjutnya disebut kromosom.
Kromosom tersusun atas
molekul DNA dan protein histon. Struktur di dalam nucleus yang merupakan tempat
berkonsentrasinya molekul DNA adalah nucleolus (anak inti).
Nucleolus berperan
sebagai tempat terjadinya sintesis molekul RNA (Ribonucleic acid) dan ribosom.
RNA merupakan hasil salinan DNA yang akan ditransfer ke sitoplasma untuk
diterjemahkan menjadi rantai asam amino yang disebut protein.
Nukleus
terdiri dari beberapa bagian yakni:
1. Selaput Inti (Membrane inti)
Membrane
sel inilah yang membedakan antara sel eukaripotik dengan sel prokariotik,
dimana pada sel prokariotik tidak ada membrane sel.
Membrane
sel ini disebut juga karyotecha, dari kata karyon = inti; dan techa = kulit.
Membran
inti adalah bagian terluar dari inti sel. Fungsi membran inti sel secara
keseluruhan adalah mengadakan pertukaran zat dengan sitoplasma. Pada membran
inti, terdapat pori yang berfungsi dalam pertukaran makromolekul.
Melalui
membrane sel inilah nucleus dapat mengeluarkan berbagai macam RNA dan sub unit
ribosom ke sitoplasma karena memiliki struktur sebagai berikut.
Dalam
mikroskop elektron
menunjukkan bahwa membrane nucleus memiliki 2 lapis membrane unit pararel yang
dipisahkan oleh celah sempit berukuran antara 40-70 nm yang disebut
sisterna perinukleus atau intermembran space. Lembaran yang terdapat di sebelah
dalam disebut selaput dalam atau selaput nukleoplasmik, sedangkan lembaran luar
disebut juga dengan selaput sitosolik.
Selaput nuclear tidak berupa lembaran-lembaran yang
utuh. Namun, seperti penapis, selaput nucleus memiliki lubang-lubang dibeberapa
tempat. Lubang-lubang tersebut dinamakan pori nuclear. Pori nuclear ini
terbentuk akibat menyatunya dwilapis lipida sari selaput luar-dalam. Adanya
pori nuclar ini membantu memudahkan pengangkutan bahan dan senyawa makro dari
sitoplasma.
Fungsi
utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nucleus
dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk
sintesis protein. Pori nukleus tersusun atas 4 subunit, yaitu subunit kolom,
subunit anular, subunit lumenal, dan subunit ring.
Subunit kolom berfungsi
dalam pembentukan dinding pori nukleus, subunit anular berguna untuk membentuk
spoke yang mengarah menuju tengah dari pori nukleus, subunit lumenal mengandung
protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran
nukleus, sedangkan subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik
(berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma)
dari kompleks pori nukleus. Selaput luar selubung berhubungan langsung dengan
Retikulum endoplasma. Permukaan sitosolik ditempeli oleh ribosom yang terlibat
dalam sintesis protein.
Berdasarkan
strukturnya, dapat dinyatakan bahwa terdapat tiga cara pengangkutan dari dan ke
sitoplasma.
Cara
pertama merupakan cara langsung dengan melewati pori nuclear.
Cara
kedua merupakan pengangkutan lewat selaput dalam menuju ke ruang perinuklear
dan diteruskan ke sisterna reticulum endoplasma.
Cara
ketiga adalah dengan jalan pinositosis (proses dimana partikel-partikel kecil
yang berupa cairan ditangkap oleh sel dengan cara memecah partikel-pertikel
kecil tersebut menjadi partikel-partikel yang lebih kecil).
2. Anak Inti (Nukleolus)
Struktur nucleolus (anak inti) disebut juga butir inti. Nucleoli
(jamak) akan terlihat di bawah pengamatan mikroskop electron sebagai sebuah
atau lebih bangunan basofil yang berukuran lebih besar daripada ukuran
butir-butir kromatin.
Dibawah Mikroskop nukleos dibedakan menjadi 2 bagian: Nukleonema
yang berbentuk bunga karang (trbeculae) dan gelap. Dan pars amorpa berupa
celah-celah yang terang. Sejak periode Mikroskop elktron nucleolus disebutkan
memiliki 4 bagian:
Daerah butiran mengandung butiran-butiran yang bundar, gelap,
diameter 15- 20 nm, sedikit lebih kecil daripada ribosom. Dinding serat
memiliki serat-serat berdiameter 5 – 10 nm. Kedua daerah butiran dan daerah
dihubungkan oleh semacam benang halus dan sama terendam dlam kandung matriks
Daerah kromatin terdiri dari serat –serat yang lebih terang dari
daerah serat, berdiameter 10 nm, membentang dari satu sisi ke sisi lain
nucleolus. Pusat pengatur nucleolus ini terletak pada daerah gentingan setiap
kromatin, dan selama interfase selalu terletak pada bagian dalam nucleolus.
Besar nucleolus sesuai
dengan aktifitas sel. Jika nucleolus besar, berarti sel giat mensintesa.
Ribosom dengan (dengan ARN-r) disintesa oleh AND di dalam nucleolus, dan
diangkut ke sitoplasma lewat pori inti.
Tiga jenis nucleoli: ada jenis yang berongga ada berlobang-lobang
terang di dalam daerah yang gelap. Nucleoli jenis ini terdapat pada sel hati,
leukosit, limfoblast (sel induk limfosit), meiloblast.
Pada jenis padat tak berlobang-lobang terang, semua bagian
nucleolus homogen.
Pada jenis cincin daerah gelap membentuk cincin di sebelah luar
bagian terang yang berupa lobang besar di tengah. Jenis cincin ini terdapat
pada sel otot, endotel, dan sel plasma.
Bentuk dan ukuran nucleolus teratur dan tetap pada sel normal, dan
menjadi tak karuan dan tetap pada sel tumor. Pada penderita leukemia limfoblast
yang parah jenis cincin ditemukan bersama jenis
berongga yang normal.
3. Nukleoplasma
Nukleoplasma
ini disebut juga karioplasma. Cairan inti yang lebih kental daripada
sitoplasma. Di dalam terendam kromatin dan nucleolus. Nukleoplasma ini
mengandung protein, enzim, metabolit dan ion.
Nukleoplasma
merupakan substansi transparan, semi solid (agak padat), yang terletak di dalam
nukleus. Komposisi tersusun dari asam, nukleat (DNA & RNA), yang merupakan
materi genetik, protein dan garam-garam mineral.
4. Protein
Nukleus
Jenis
protein yang terdapat pada nukleus (Nukleuprotein ) yaitu, protamin dan histon.
Selain kedua jenis protein ini pada nukleus terdapat protein lain yang bersifat
asam, yaitu: nonhiston protein dan enzim nucleus.
5. Garam-garam
Mineral
Nukleus
mengandung sejumlah kofaktor, prekursor dan mineral NAD, ATP, dan acetil CoA.
Hasil analisis abu nukleus mengandung unsur fosfor kalium, natrium, kalsium dan
magnesium. Fosfor banyak terdapat pada nucleolus.
6. Kromatin
Zat warna mikroteknik banyak diserap
oleh struktur yang membuat gambaran seperti jala benang halus, sehingga disebut
kromatin. Chroma = berwarna; tin= benang halus. Susunan kromatin sering berciri
khas bagi sesuatu jenis sel dan bervariasi antara satu jenis jaringan dengan
jaringan lain.
Pada beberapa sel kromatin Nampak tersebar halus, ada yang
bergumpal, ada pula berbentuk jala. Kromatin dibina oleh AND dan protein.
Pada Interfase kromatin terdiri dari
2 macam yaitu:
Heterokromatin padat, gelap, karena menarik banyak
zat warna mikroskopis. Daerah heterokromatin banyak menumpuk di tepi inti,
sebelah ke dalam membrane dalam selaput inti. Heterokromatin inilah yang
membuat selaput inti. Heterokromatin terdiri dari ADN dalam nonaktif yang
melilit rapat.
Eukromatin sedikit sekali menarik zat warna,
karena itu berwarna pucat/terang. Ini karena pilihan pasangan AND-nya sedang
longgar dan AND tersebut sedang aktif.
Protein yang menjadi teras kromatin terdiri
dari histon. Histon ini berupa butiran atau manic, dan AND melilit tiap tiap
manik. Lilitan AND ini longgar lepas seperti kabel melilit kumparannya.
Jika sel membelah pilinan benang AND
kromatin akan merapat dan memadat sekali, sehingga ia menjadi pendek dan
tebal.Kini kromatin disebut kromosom (chroma = berwarna, soma = badan)
Ketika dalam bentuk kromosom, akan
jelas terlihat bahwa bahan genetis itu terdiri dari dua daerah. Kepala
(sentromer, kinektor), lazimnya hanya 1 pada tiap kromosom. Sedang lengan ada
2. Lengan
ini ada yang sama panjang, ada yang satu lebih pendek, ada pula yang
satu pendek sekali.
Kromosom tampak bermacam-macam dalam
setiap sel. Baik bentuk maupun panjang. Tapi macamnya itu selalu tetap pada
setiap species. Diantara macam-macam itu ada yang sama 2 buah. Kromosom yang
sama itu disebut homolog.
7. Asam
Nukleat
Asam
terdapat dalam dua bentuk, yaitu : asam dioksiribosa (DNA) dan ribosa (RNA).
DNA
Molekul
DNA dikenal sebagai materi genetik yang menyimpan semua informasi penting
tentang segala aktivitas sel yang harus dilakukan melangsungkan sebuah
kehidupan. DNA atau Deoxyribonucleic acid diibaratkan sebagai perpustakaan
besar yang didalamnya terdapat buku-buku penting (gen) dan tersimpan rapi di
dalam inti sel.
Molekul DNA memiliki struktur berupa dua untai polinukleutida
(double strand) yang masing-masing untai polinukleutida tersusun atas rangkain
nukleutida dalam bentuk deoksiribonukleutida. Setiap molekul nukleutida terdiri
atas tiga gugus, yaitu gugus gula pentosa dalam bentuk deoksibosa, gugus fosfat
dan gugus basa nitrogen.
Pada
tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai
suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks
ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas
polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks
ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul,
yaitu:
- Gula5karbon (2-deoksiribosa)
- basa nitrogen yang
terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G),
serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine=C) dan timin (thymine=T)
- gugus fosfat
RNA
(Ribo nucleic acid)
RNA
(ribonucleic acid) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang
berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik. RNA sebagai
penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama
golongan retrovirus.
RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses
translasi untuk sintesis protein. RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim (ribozim) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
Struktur RNA
RNA
merupakan rantai tungga polinukleotida. Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga
gugus molekul, yaitu:
- 5
karbon
- basa
nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan
pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
- gugus
fosfat
Purin dan pirimidin yang berkaitan
dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau
ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis
DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu
nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu
fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan
DNA.
Tipe RNA
1) RNAd,
merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa
rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam
inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).
Kode genetik RNAd tersebut kemudian
menjadi cetakan utnuk menentukan spesifitas urutan asam amino pada rantai
polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.
2) RNAr,
merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom. Setiap subunit
ribosom terdiri dari 30-46% molekul RNAr dan 70-80% protein.
3) RNAt,
merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu
ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek (disebut antikodon). Suatu asam
amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung
antikodon.
Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam
amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan
asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.
