NUKLEUS

MAKALAH

BIOLOGI SEL

“NUKLEUS”

OLEH:

1.      TRISNA RIZKI OCTORIA (E1A015059)

2.      TRIYATMI BUDIARSIH (E1A015060)

3.      VITA FITRIANTI (E1A015063)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MATARAM

2016

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Nukleus........................................................................................................................ 4

Gambar 2. Ahli yang Berpendapat Tentang Sel ........................................................................... 5

Gambar 3. Penemu Nukleus.......................................................................................................... 5

Gambar 4. Struktur dan Komponen Nukleus................................................................................ 6

Gambar 5. Struktur Membran Nukleus ........................................................................................ 8

Gambar 6. Struktur Pori pada Membran Inti................................................................................ 9

Gambar 7. Struktur Kromatin pada Inti...................................................................................... 10

Gambar 8. Struktur kromosom.................................................................................................... 11

Gambar 9. Struktur nukleolus..................................................................................................... 14

Gambar 10. Sel Prokariotik dan Eukariotik................................................................................ 14

Gambar 11. Transport Molekul dari dan Keluar Nukleus........................................................... 16

Gambar 12. Proses Transkripsi di Nukleus dan Proses Translasi di Ribosom............................. 17

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ................................................................................................................................ i

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................. ii

BAB I PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang.................................................................................................................. 1

B.     Rumusan Masalah............................................................................................................. 2

C.     Tujuan................................................................................................................................ 2

BAB II PEMBAHASAN

A.    Pengertian Inti Sel (Nukleus)............................................................................................. 3

B.     Sejarah Penemuan dan Perkembangan Teori

tentang Inti Sel (Nukleus).......................................................................................... ....... 4

C.     Struktur dan Komponen penyusun Nukleus............................................................... ....... 6

D.    Perbedaan Inti Sel pada Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik............................................ 14

E.     Fungsi Nukleus........................................................................................................... ..... 15

F.      Penyakit yang Diakbibatkan oleh Kerusakan Nukleus............................................... ..... 18

BAB III PENUTUP

A.    Kesimpulan................................................................................................................ ..... 19  

B.     Saran................................................................................................................................ 19

DAFTAR PUSTAKA

 

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

            Sel adalah suatu unit massa protoplasma, biasanya merupakan satuan struktural dan fungsional terkecil mahkluk, yang terdiri atas nukleus dan sitoplasma serta diselimuti oleh membran plasma pada hewan dan dibungkus dinding sel mati pada tumbuhan. Selain bagian-bagian tersebut, pada sel yang sudah maju terdapat organel sel lain seperti mitokondria, ribosom, reticulum endoplasma, apparatus golgi, lisosom, vakuola, kloroplas, dan peroksisom. Setiap organel tersebut memiliki struktur dan fungsi tersendiri. Salah satu organel paling penting bagi kehidupan sel adalah nukleus (inti sel). Nukleus merupakan struktur yang terdapat hampir di dalam semua sel mahkluk, umumnya berbentuk bulat atau oval dengan membran yang relatife tetap bentuknya dan biasanya terletak di tengah-tengah sel. Nukleus berperan aktif sebagai pengendali seluruh kegiatan sel. Tanpa adanya nukleus, maka seluruh kegiatan-kegiatan sel tidak dapat berlangsung. Dengan demikian, terhambatnya kegiatan sel tentu akan mengganggu fungsi jaringan serta organ dalam tubuh mahkluk hidup dan tanpa adanya nukleus maka sel tidak akan dapat hidup dalam waktu yang lama. Dengan adanya fungsi tersebut tentunya nukleus memiliki struktur dan komponen yang khas sebagai penopang fungsinya. Struktur dan komponen nukleus akan membantu dalam pelaksanaan tugas-tugasnya.

            Setiap bagian sel tersebut tersusun dalam suatu organisasi yang dapat mengatur seluruh kegiatan yang ada di dalam sel, sehingga sel dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Kegiatan di dalam sel sangat beragam sehingga memerlukan suatu koordinasi, dan pusat koordinasi sel tersebut berada di dalam nukleus. Dengan adanya nukleus maka seluruh kegiatan yang ada di dalam sel dapat berjalan dengan baik sehingga sel dapat dikatakan sebagai sel yang aktif. Dengan memahami sel sebagai unit yang paling mendasar, maka untuk mempelajari fenomena yang lebih besar seperti jaringan, organ, dan sistem organ akan lebih mudah dan baik dalam memahaminya. Adapun bahasan tentang nukleus merupakan salah satu bahasan yang penting untuk dikaji, sebab yang mengontrol seluruh kegiatan sel adalah nukleus yang di dalamnya terdapat materi genetic berupa RNA dan DNA.  Apalagi sebagai seorang mahasiswa pendidikan biologi, bekal ilmu yang berkaitan dengan biologi yang paling mendasar untuk dipahami sebelum menjadi pendidik adalah sel yang di dalamnya terdapat nukleus, baik struktur, fungsi, dan komponen yang membangun nukleus tersebut.  Oleh karena itu, penulis menyusun makalah tentang nukleus ini sebagai salah satu kegiatan untuk menambah wawasan dan pemahaman berarti atau permakna terkait dengan nukleus.

B.     Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang terdapat dalam makalah ini adalah sebagai berikut:

1.      Apa yang dimaksud dengan nukleus ?

2.      Bagaimana sejarah penemuan dan perkembangan teori tentang nukleus ?

3.      Bagaimana struktur dan komponen penyusun nukleus ?

4.      Bagaimana perbedaan nukleus pada sel prokaryotik dengan sel eukariotik ?

5.      Apa fungsi atau peranan nukleus bagi sel maupun sistem kehidupan ?

6.      Apakah penyakit yang ditimbulkan akibat kerusakan nukleus ?

C.    Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah:

1.      Untuk mengetahui dan memahami apa yang dimaksud dengan nukleus (inti sel).

2.      Untuk mengetahui sejarah penemuan dan perkembangan teori tentang nukleus.

3.      Untuk mengetahui dan memahami struktur dan komponen penyusun nukleus.

4.      Untuk mengetahui dan menganalisis perbedaan nukleus pada sel prokariotik dengan sel eukariotik.

5.      Untuk mengetahui fungsi atau peranan nukleus bagi sel maupun sistem kehidupan.

6.      Untuk mengetahui penyakit yang ditimbulkan akibat kerusakan nukleus.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Nukleus

Dalam biologi sel, nukleus berasal dari bahasa Latin yaitu “nucleus” atau “nuculeus” yang berarti “kernel” atau “biji”. Nukleus merupakan pusat pengendali sel, nukleus mengontrol berbagai macam metabolisme dan aktivitas maupun hereditas sel. sinonim dari nuukleus dalam bahasa yunani adalah karion. Nukleus merupakan fitur yang membedakan sel eukariotik sehingga disebut true cell, dengan sel prokariotik yang tidak memiliki nukleus sejati (nukleoid). Menurut pendapat ahli Vincent Alfrey (1968) bahwa, “The cell nucleus, central and commanding, is essential for the biosynthetic events that characterize cell type and cell fraction; it is a vault of genetic information encoding the past history and future prospects of the cell, an organelle submerged and deceptively serene in its sea of turbulent cytoplasm, a firm and purposeful guide, a barometer exquisitely sensitive to the changing demands of the organism and its environment. This is our subject — to be examined in terms of its ultrastructure, composition and function.” Yang artinya  “nukleus sel adalah pusat dan pemberi pemerintah, merupakan struktur esensial untuk terjadinya bisintesis yang merupakan pembentuk karakter tipe sel dan fraksi sel, nukleus sel merupakan berangkas informasi genetik yang mengkode sejarah masa lalu dan prospek masa depan dari sel, sebuah organel yang berada pada lautan turbulen sitoplasma merupakan pembimbing yang tegas dan memiliki tujuan merupakan barometer kesensitifan akan perubahan organisme dan lingkungan. ini adalah bahasan kita-untuk dipelajari struktur komposisi dan fungsinya”.

Ukuran inti bervariasi antara sel yang satu dengan sel yang lain. Pada umumnya inti sel lebih besar pada sel yang lebih besar daripada sel yang kecil, tetapi untuk sel yang sejenis ukurannya relative tetap, ada dalam hamper semua sel-sel mamalia dengan diameter antara 5-10 nm. Bentuk inti juga bervariasi pada sel-sel yang berbeda, hal ini penting untuk identifikasi sel-sel. Inti biasanya bulat atau oval dalam sel kubis, sedangkan sel kolumnar atau sel fusiformis mempunyai inti yang lonjong sesuai dengan sumbu panjang sel. Sel-sel tertentu mempunyai inti berlobi, contohnya megakariosit dan lekosit granular. Inti sel juga bervariasi dalam bentuknya pada sel yang sama, hal ini berkaitan dengan fase-fase aktivitas sel yang berbeda. Pada beberapa sel, penimbunan bahan-bahan dalam sitoplasma mengakibatkan inti menjadi gepeng, misalnya karena penimbunan bahan sekresi dalam sel kelenjar mukosa atau oleh penimbunan lipid dalam sel lemak. Jika timbunan bahan ini dilepaskan dari sel, maka inti menjadi bulat lagi.  Jumlah inti dalam kebanyakan sel adalah satu, tetapi misalnya dalam sel hati sering terdapat dua inti dan osteoklas dalam jaringan tulang adalah khas untuk sel-sel berinti banyak sampai mencapai 100 inti atau lebih. Sinsia adalah masa sitiplasma yang besar yang berisi inti yang sangat banyak, contohnya serat otot skelet.

Gambar 1. Nukleus ( Johnson, 2006: 80)

B.     Sejarah Penemuan Nukleus dan Perkembangan Teori Nukleus

           Sel adalah suatu unit massa protoplasma, biasanya merupakan satuan struktural dan fungsional terkecil mahkluk, yang terdiri atas nukleus dan sitoplasma serta diselimuti oleh membran plasma pada hewan dan dibungkus dinding sel mati pada tumbuhan. Evolusi sains seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang memperluas indera manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke tujuh belas. Sehingga mikroskop sejak awal tidak dapat dipisahkan dengan sejarah penemuan sel, yang dijelaskan sebagai berikut:

1.      Galileo Galilei (awal abad 17), dengan alat dua lensa menggambarkan struktur tipis dari mata serangga. Galilei sebenarnya bukan seorang biologiwan pertama yang mencatat hasil pengamatan biologi melalui mikroskop.

2.      Robert Hook (1635-1703), melihat gambaran satu sayatan tipis gabus suatu kompertemen atau ruang-ruang disebut dengan nama Latin cellulae (ruangan kecil), asal mula nama sel.

3.      Anton van Leeuwenhoek (24 Oktober 1632-26 Agustus 1723), menggunakan lensa-lensa untuk melihat beragam spermatozoa, bakteri, dan protista.

4.      Robert Brown (1733-1858), pada tahun 1820 merancang lensa yang dapat lebih fokus untuk mengamati sel. Titik buram yang selalu ada pada sel telur, sel polen, sel dari jaringan anggrek yang sedang tumbuh. Titik buram disebut sebagai nukleus.

5.      Matias Jacob Schleiden pada tahun 1838 berpendapat bahwa ada hubungan yang erat antara nukleus dan perkembangan sel.

6.      Teodor Schwan (1810-1830), sel adalah bagian dari organisme.

7.      Rudolf Virchow (1821-1902) Seorang ahli fisiologi Menyatakan bahwa sel membelah menjadi dua sel Setiap sel berasal dari sel yang sudah ada

                                    (a)                                                        (b)

Gambar 2. Teodor Schwan (a); Rudolf Virchow (b) (Ahli Yang Berpendapat Tentang Sel) (sumber: http://bangkusekolah.com/2015/06/23/sejarah-penemuan-sel/)

Gambar 3. Robert Brown (Penemu Nukleus) (Sumber: http://bangkusekolah.com/2015/06/23/sejarah-penemuan-sel/)

            Dari sejarah singkat penemuan sel tersebut, diketahui bahwa nukleus pertama kali diidentifikasikan oleh Robert Brown pada tahun 1931. Selanjutnya banyak penelitian-penelitian yang dilakukan untuk meneliti nukleus. Tahun 1910 Koosel meneliti komposisi kimianya, tahun 1942 R. Fulgen dan H. Rossenbeak menemukan cara mengetes DNA, J.D.Watson dan Crick menemukan struktur DNA pada tahun 1953, tahun 1957 A.R.Todd menemukan adanya nukleotida pada nukleus. Robert Brown menyatakan bahwa nukleus merupakan bagian yang penting dari sel. Pentingnya nukleus itu dalam menentukan apa yang dilakukan sitoplasma telah diperagakan oleh biologiawan Jerman theodor Boveri. Dengan mengguncangkan keras-keras, ia berhasil mengeluarkan nucleus dari telur suatu spesies hewan laut genus Spaerechinus. Kemudian telur-telur “tanpa nucleus” itu di buahi dengan sperma binatang laut Echinus. Sel sperma jauh lebih kecil daripada sel telur. Di dalamnya ada nucleus dan ekor untuk bergerak. Dalam proses pembuahan, nucleus menembus telur. Jadi, pembuahan telur tanpa nucleus Spherechinus oleh sperma Echinus menghasilkan penambahan satu macam nucleus bagi yang lain. Rangsangan pembuahan itu menyebabkan telur mengalami pembelahan sel dan tumbuhlah menjadi larva baru urkin laut.

C.    Struktur dan Komponen Penyusun Nukleus

            Inti sel merupakan bagian sel yang paling mencolok di antara organel-organel di dalam sel. Pada sel eukariotik, inti sel dibatasi oleh membran inti memiliki pori berukuran 60 nm. Membran inti berguna untuk pertukaran materi antara nukleoplasma (plasma inti) dengan sitoplasma. Nukleoplasma mengandung nukleolus (anak inti) dan kromosom. Nukleoplasma merupakan tempat pembentukan dan pematangan RNA ribosomal (salah satu bahan pembentuk ribosom). Struktur kromosom terlihat dengan jelas pada saat sel melakukan pembelahan (tahap metafase). Pada sel yang tidak membelah (tahap interfase) shanya benang-benang kromatin saja yang terlihat.

Gambar 4. Struktur dan Komponen Nukleus (sumber:

            Berikut ini adalah penjelasan mengenai struktur dan komponen penyusun nukleus:

1.      Membrane nucleus

Pada sajian dengan mikroskop cahaya,inti dibatasi secara jelas oleh garis warna gelap yang disebut membrane nucleus yang tampak sebagai suatu membrane tipis. Dengan mikroskop  electron, membrane nukleus terdiri atas dua membrane kosentris yang membungkus ruang perinuklear yang sempit. Kedua membrane itu adalah jenis trilaminar dan tebalnya sekitar 7 nm. Ruang perinuklear biasanya mempunyai lebar sekitar 15 nm dan menunjukkan densitas electron yang rendah.

Permukaan luar membrane sitoplasma sering mempunyai ribosom yang melekat dan membrane ini sering berhubungan dengan reticulum endoplasma, baik yang kasar maupun yang halus. Dengan berakhirnya mitosis, dan selam itu inti hilang, membrane nucleus  diganti oleh bagian-bagian reticulum endoplasma. Selanjutnya, ruang perinuklear terisi oleh protein , misalnya dalam sel plasma yang menghasilkan antibody. Karena itu selubung inti dianggap sebagai bagian integral reticulum endoplasma dan ruang perinuklear yang sering disebut sebagai sisterna perinuklear.

Gambar 5. Struktur membran nukleus (Sumber: https://wordbiology.wordpress.com/2009/09/07/nukleus/)

Pada stadium interval kedua membrane selubung inti menjadi satu dengan membentuk kompleks pori-pori, yang agak longgar dan menvangkup sekitar 10% dari daerah permukaan membrane nukleus. Kompleks pori-pori terdiri atas lubang bulat yang disebut pori-pori. Pori-pori ini mempunyai diameter sekitar 70 nm dan berisi filament-filamen halus dan butiran terpendam dalam substansi yang homogeny, sering tampak sebuah butiran dibagian  tengahnya. Kompleks pori-pori juga terdiri atas anulus yang terdiri atas filament halus atau butiran-butiran yang sedikit menjorok ke lumen pori-pori.

Pentingnya membrane nucleus ternyata terletak pada permeabilitasnya untuk mempengaruhi pertukaran zat-zat antara plasma inti dan sitoplasma sel. Ion-ion dan molekul dengan berat molekul kurang dari 1000 akan lewat dengan mudah dan cepat melalui membrane nucleus. Selain itu, sejumlah molekul-molekul dan partikel-partikel yang lebih besar termasuk protein-protein dan ribonukleoprotein yang dapat melalui membrane nucleus. Pertukaran zat-zat tersebut dilakukan secara selektif dan terjadi dengan kecepatan rendah pada ukuran yang makin besar, dengan batas ukuran terbesar sekitar 10 nm. Dari percobaan-percobaan terbukti bahwa pori-pori merupakan tempat transport yang utama untuk molekul-molekul besar dan partikel-partikel ribonukleoprotein yang secara langsung tampak di pori-pori, mungkin dalam perjalanannya menuju ke sitoplasma. Bahan-bahan disekeliling kompleks pori-pori diduga untuk mengontrol ukuran partikel, tetapi mekanismenya tidak hanya bergantung pada diameter pori-pori. Feldherr mengemukakan hipotesis bahwa bahan-bahan disekeliling pori-pori mungkin mengatur aktifitas sel dengan mengontrol lewatnya makromolekul. Meskipun lewatnya molekul melalui kompleks pori-pori merupakan jalur utama transport makromolekul, namun tampak jalur langsung melalui membrane nucleus pada sel-sel tertentu, terutama dalam bentuk transport vesikel, tetapi mungkin juga dengan menembus langsung melalui membran.

Gambar 6. Struktur Pori pada Membran Inti (Wayne M.Becker, et all. 2004: 543)

                        Pori nukleus tersusun atas 4 subunit, yaitu:

a.       Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus.

b.      Subunit anular berguna untuk membentuk spoke yang mengarah menuju tengah dari pori nukleus.

c.       Subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran nukleus.

d.      Subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus.

Fungsi membran nukleus sangat rumit, di satu pihak selubung nukleus merupakan suatu pembatas, di pihak lain karena berpori maka juga berfungsi sebagai sarana pengangkutan antar kompartemen (ruangan). Berdasarkan strukturnya terdapat tiga cara pengangkutan dari dan ke sitoplasma, yaitu:

a.       Cara pertama adalah dengan melewati pori nukleus.

b.      Cara kedua adalah pengangkutan melalui selaput dalam menuju ke ruang perinukleus dan diteruskan ke sisterna (lumen) retikulum endoplasma.

c.       Cara ketiga adalah dengan jalan pinositosis.

            Sifat membran inti yang tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti agar molekul dapat bergerak melintasi membran. Pori nukleus bagaikan terowongan yang terletak pada membran nukleus yang berfungsi menghubungkan nukleoplasma dengan sitosol. Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein.

            Meskipun bagian dalam nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA.

2.      Kromatin dan kromosom

Kromatin adalah istilah untuk bahan inti yang berisi DNA. Oleh sebab itu, kromatin adalah tempat untuk sifat-sifat yang diturunkan (heriditer), karena DNA membentuk materi genetic. Asal kata kromatin dipakai dalam histologi adalah sebagai istilah untuk zat yang yang bersifat basofil dalam inti, yang merupakan bagian utama pada kromosom  yang sedang mengalami mitosis. Kromatin yang basofil itu karena berisi DNA, tetapi selain itu kromatin juga berisi protein-protein dasar (histon-histon), protein-protein lain dan mungkin juga sejumlah RNA. DNA melekat pada protein histon dalam bentuk deoksiribonukleoprotein (DNP).

Gambar 7. Struktur Kromatin pada Inti (Johnson, 2006: 80)

Pada mulanya, pengenalan reaksi Feulgen yang spesifik untuk DNA merupakan dasar untuk memberi nama kromatin. Namun kromatin tidak mencangkup anak inti, yang meskipun sangat basofil member reaksi Feulgen negative, karena sifat basofil anak inti terutama berisi RNA. Selain itu, istilah kromatin juga mencangkup daerah inti yang pada sajian histologik tampak jernih atau kosong, karena kromatin berwarna pucat atau tidak berwarna dengan zat-zat warna histologist atau dengan cara Feulgen. Tidak terwarnanya kromatin di daerah ini karena kromatin tersebar, sedangkan kromatin yang berada dalam keadaan menggumpal terwarna berkelompok. Pada tahun 1920, Heitz memperlihatkan dengan analisa yang hati-hati bahwa, komponen-komponen kromatin yang terwarna gelap terdiri atas kromosom-kromosom atau segmen kromosom yang tetap padat pada interfase. Sebaliknya, kebanyakan segmen-segmen kromosom hanya memadat selama mitosis, tetapi memucat atau melebar selama interfase, dimana kromatin tampak tersebar.

Daerah-daerah kromatin yang memadat atau heterokromatin pada inti interfase, dalam sebagian besar sel-sel mempunyai tiga tempat yang khas. Gumpalan-gumpalan yang tersebar dalam plasma inti dengan berbagai macam bentuk dan ukuran disebut kariosom, sering dikaitkan dengan benang-benang halus yang membentuk jala-jala. Lebih lanjut, kromatin tepi tampak sebagai gumpalan padat dalam berbagai ukuran melekat pada selubung inti. Akhirnya, kromatin yang berkaitan dengan anak inti mengelilingi anak inti seperti cincin, dengan juluran cabang-cabangnya ke dalam anak inti.

Informasi genetic dan informasi sitogenetik menunjukkan secara jelas adanya struktur kromosom berbentuk seperti garis, adalah tidak mungkin untuk menunjukkan kromosom interfase secara terpisah dengan mikroskop electron. Semua penemuan telah menunjukkan bahwa selalu terdapat  filamen-filamen dan serat-serat umumnya berubah diameternya menjadi lebih besar dari pada DNA Watson-Crick double helix dengan diameter 2.0 nm.

Gambar 8. Struktur kromosom (Sumber: http://www.materisma.com/2014/08/penjelasan-bentuk-dan-ukuran-kromosom.html)

Pada sajian eukromatin dalam inti stadium interfase, penampang filament-filament sekarang disebut nukleofilamen adalah sekitar 10 nm dan filament demikian sudah diamati merupakan kontinuitas dengan heterokromatin. Heterokromatin terdiri atas filament-filament yang mirip dengan nukleofilament dalam eukromatin, tetapi tersusun lebih rapat. Kromosom metaphase tampak dalam sajian yang terdiri tas campuran nukleofilamen 10 nm dan serat-serat dengan diameter 25 nm.  Pada sajian yang dibuat secara utuh (whole mount), kromosom metaphase tampak terdiri atas lipatan-lipatan serat setebal 25 nm membentuk gambaran seperti jerat yang kompleks.

Komponen utama kromatin adalah kompleks protein DNA dan percobaan-percobaan dengan enzim cerna tripsin terhadap serat-serat 25 nm menunjukkan bahwa tiap serat terdiri atas satu molekul DNA dengan penampang 2 nm yaitu satu Watson-Crick double helix. Susunan yang tepat dari molekul DNA dan protein yang tampak dalam struktur halus nukleofilamen dan serat kromatin masih diperdebatkan, seperti juga hal sebenarnya kndensasi dalam heterokromatin dan dalam kromosom metaphase. Namun, pada akhir-akhir ini telah dikembangkan, penyelidikan kromatin yang telah dipisahkan dengan cara penjernihan, bahwa nucleus filament dari kromsom interfase membentuk partikel-partikel yang dihubungkan oleh benang halus, sehingga tampak seperti untaian manic-manik. Partikel-partikel atau manic-manik itu disebut nukleusom dan DNA tampak seperti benang melingkar setebal 2 nm dan menghubungkan tiap nukleusom. Tiap nukleusom terdiri atas bagian tengah inti yang terdiri atas molekul-molekul histon.  Nukleusom ini dikaitkan dengan sekitar 190 pasang DNA, diamana yang 140 membuat segmen melingkari inti histon, sedangkan sisanya yang 50 pasang membentuk tali yang menghubungkan manic-manik. Serat kromatin setebal 25 nm diduga sebagai akibat lengkungan lebih lanjut dari nukleofilamen menjadi bangunan super spiral. Nampaknaya, beberapa tempat kromatin yang mengalami transkripsi disusun menjadi struktur seperti nukleusom, tetapi pada sisi lain tampak jelas bahwa nukleosom mempunyai pengaruh penting pada tempat-tempat terjadinya transkripsi.

3.      Nucleolus

Pada sel hidup, anak inti tampak sangat refraktil berbentuk bulat atau oval. dengan mikroskop cahaya anak inti biasanya terwarna jelas dengan zat warna basa, tetapi akan tampak bervariasi tingkat basofil dan asodofilnya pada jenis sel yang berbeda. Pewarna basofil karena berisi ribokleo protein (RNP). Anak inti  sering dilingkari cincin basofil yang memberi reaksi Feulgen positif yang disebut kromatin sekeliling anak inti, yang dapat meluas ke substansi anak inti. Ukuran anak inti bervariasi pada jenis sel yang berbeda dan juga pada jenis sel yang sama selama keadaan fungsional yang berbeda. Khususnya anak inti yang besar tampak dalam sel-sel yang giat melakukan sintesis protein, misalnya pada sel-sel embrio dan sel-sel kelenjar yang sedang mensintesa protein. Sebaliknya, anak inti mungkin tidak tampak dalam sel yang tidak mensintesa protein, misalnya spermatozoa.  jumlah anak inti juga bervariasi. Anak inti dibentuk pada kromosom tertentu pada tempat yang disebut daerah penyusun anak inti. daerah ini sering dikenali dalam masing – masing kromosom sebagai pengerutan yang disebut pengerutan sekunder ( jenis pengerutan sekunder yang lain juga terjadi) untuk membedakan dari pengerutan primer. Jumlah seluruh daerah penyusun anak inti ditentukan oleh beberapa banyak anak inti berada dalam spesies yang bersangkutan. Ada 10 dalam satuan kromosom manusia. Namun pada kebanyakan sel hanya terdapat 1 – 4 anak inti, yang tergantung pada gen yang inaktif dalam beberapa daerah penyusun anak ini atau menjadi satunya sejumlah daerah-daerah ini, yang selanjutnya bersama-sama membentuk anak inti yang tunggal. Hal ini telah diamati secara sinematografi pada sel-sel hidup. jika sel mengalami mitosis, anak menghilang dan nantinya tampak lagi dalam inti sel-sel turunannya. Anak inti kemudian muncul dalam kaitannya dengan daerah penyusun anak inti, yang mana keduanya tetap berkaitan.

Anak inti memunyai berbagai tempat dalam inti. Misalnya, anak inti mungkin terletak dekat permukaan dalam selubung inti. Suatu anak inti tunggal yang besar biasanya terletak di tengah inti. Pada sel yang  jarang mensintesa protein, mempunyai inti kecil dengan kromatin yang padat dan jarang terlihat anak inti, anak inti mungkin tertutup oleh massa kromatin, seperti misalnya pada limfosit. Berlainan dengan ini, anak inti yang besar dan terwarna jelas biasanya tampak dalam inti yang besar dengan eukromatin pucat dan sangat aktif mensintesa protein, misalnya pada sel-sel kelenjar dan sel sel saraf .

            Struktur nukleolus tersusun  dari:

a.       Zona granular

Zona granular terdapat pada bagian tepi, butiran-butiran padat dengan ukuran sekitar 150-200 Å, serta mengandung protein ribonukleat.

b.      Zona fibrilar atau nukleolonema

Zona fibrilar berupa serat-serat dengan ukuran 50-60 Å terdiri dari protein ribonukleat. Komponen ini terdapat di tengah-tengah inti. Karena daerah granuler dan daerah fibriler keduanya dicerna oleh enzim ribonuklease, maka diduga keras kedua daerah tersebut mengandung ribosom.

c.       Zona amorf

Zona amorf hanya terdapat pada nukleolus tertentu. Daerah amorf merupakan daerah yang mengandung matriks anak inti yang digunakan untuk mengikat 2 komponen yaitu zona granuler dan zona fibriler. Matriks ini merupakan bahan protein.

d.      Kromatin nucleolus

Bagian ini tersusun dari serat-serat tebal lebih kurang 100 Å mengandung ADN pada bagian tertentu. Di sekitar anak inti terdapat khromatin yang berbentuk sebagai benang-benang halus setebal 10 nm. Adanya khromatin yang mengelilingi anak inti menyebabkan warna basofil pada pengamatan dengan mikroskop cahaya. Pada anak inti yang berukuran besar, kadang-kadang terlihat butir-butir yang diduga adalah butir-butir khromatin.

Gambar 9. Struktur nukleolus (Sumber: http://www.yourarticlelibrary.com/biology/components-of-living-cell-and-their-functions/23047/)

Ada 3 jenis nukleoli :

a.       Berongga

Pada jenis berongga ada lubang-lubang terang di dalam daerah yang gelap.

b.      Padat

Pada jenis padat tak ada lubang-lubang terang, semua bagian nukleolus homogen.

c.       Cincin

Pada jenis cincin daerah gelap membentuk cincin di sebelah luar bagian terang yang berupa lubang besar di tengah.

Fungsi utama nukleolus adalah untuk pembentukan ribosom dengan cara perakitan protein ribosom dan r-RNA.

4.      Cairan inti (karioplasma)

Cairan inti atau karioplasma merupakan larutan koloidal yang mempunyai sifat-sifat seperti protoplasma pada umumnya. Dibandingkan dengan sitoplasma maka karioplasma mempunyai derajat kekentalan lebih tinggi dan mempunyai hubungan dengan sitoplasma melalui porus nuclearis sehingga bahan-bahan yang dibutuhkan oleh inti sel dapat diambil dari sitoplasma sedangkan bahan-bahan yang diperlukan dalam sitoplasma dapat keluar dari inti sel masuk ke sitoplasma. Berdasarkan usul beberapa orang ahli, cairan inti ini kemudian juga dinamakan substansi interkromatin.

D.    Perbedaan Nukleus pada sel prokariotik dan sel eukariotik

Perbedaan utama antara sel prokariotik dan sel eukariotik adalah lokasi DNA-nya, seperti yang tercermin dalam nama kedua jenis ini. Prokariotik berasal dari bahasa Yunani pro yang berarti sebelum dan karyon yang berarti bagian dalam biji yang disini mengacu pada nukleus. Sedangkan eukariotik berasal dari kata eu yang berarti sejati dan karyon yang berarti bagian dalam biji yang mengacu pada nukleus. Dalam sel eukariotik (eukaryotic cell), sebagian besar DNA berada dalam organel yang disebut nukleus, yang dibatasi oleh membran ganda. Sedangkan dalam sel prokariotik DNA terkonsentrasi di wilayah yang tidak diselubungi oleh membran yang disebut dengan nukleoid.

Gambar 10. Sel Prokariotik dan Eukariotik (sumber: http://www.biologipedia.com/perbedaan-sel-prokariotik-dan-eukariotik.html)

   Ukuran sel yang kecil dan keberadaan dua jenis asam nukleat dalam sel sangat mempersulit untuk menyatakan inti sel prokariotik secara sitokimia. Meskipun demikian metode sitologi klasik dan akhirnya dengan teknik lapisan ultramikrotomi disertai elektronmikroskopi telah memberikan pengetahuan, bahwa bakteri mengandung DNA, dan bahwa DNA ini tidak tersebar secara difusi dalam sitoplasma, tetapi terlokalisasi pada daerah atau tempat tertentu dan bahwa tempat-tempat ini membagi diri dahulu sebelum terjadi pembelahan .

   Penjelasan mengenai susunan struktur inti bakteri baru dapat diketahui dengan mikroskopi elektron dari irisan sel-sel bakteri menggunakan ultramikrotom. Untuk mendapat gambaran optimum dari struktur halus alamiah inti sel, diperlukan metode fiksasi tertentu (dengan osmium tetraoksida uranilasetat dan asam fosfotungstat) pada kondisi tertentu. Daerah inti sesuatu sel bakteri diisi secara merata dengan benang-benang amat halus. Daerah inti ini, yaitu nukleoplasma, dalam gambaran elektronmikroskopi Nampak kurang dipadati kalau dibandingkan dengan sitoplasmanya yang mengandung ribosom. Struktur membran yang memisahkan kedua daerah ini tidak dapat dinyatakan .

E.     Fungsi atau Peranan Nukleus Bagi Sel Maupun Sistem Kehidupan

            Nukleus memainkan peran yang sangat penting dalam sel. Peranan nukleus dalam hal ini adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel. Nukleus berfungsi mengendalikan sifat-sifat suatu organisme dan bertanggung jawab untuk sintesis protein, pembelahan sel, pertumbuhan dan diferensiasi. Berikut adalah beberapa fungsi dari nukleus.

Gambar 11. Transport Molekul dari dan Keluar Nukleus (Wayne M Becker, et all. 2004 : 545)

1.      Sebagai tempat penyimpanan materi herediter atau informasi genetik yang akan diwariskan kepada keturuna atau sel anak. Informasi genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang disebut DNA (Deoxyribonucleic acid). DNA pada umumnya tersebar di dalam nukleus 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 nukleus yang merupakan tempat berkonsentrasinya molekul DNA adalah nukleolus (anak inti).

2.      Mengatur dan mengontrol segala aktivitas kehidupan sel. Peran ini dilakukan oleh DNA yang terdapat di dalam nukleus. Di dalam struktur DNA, terkode informasi genetik yang memprogram semua aktivitas sel. Akan tetapi DNA sendiri tidak terlibat langsung dalam pelaksaaan fungsi biologis sel, mirip dengan software komputer. Adapun yang melaksanakan fungsi biologis sel kebanyakan adalah protein.

3.      Tempat subunit ribosom dan RNA dibuat. Peran ini dikarenakan pada nukleus terdapat nukleolus (anak inti). Dalam nucleolus, sejenis RNA yang disebut dengan RNA ribosom  (ribosomal RNA, rRNA) disintesis berdasarkan instruksi di dalam DNA. Di dalam nucleolus protein-protein yang diimpor dari sitoplasma dirakit dengan rRNA menjadi subunit ribosom berukuran besar dan kecil. Subunit-subunit ini kemudian keluar dari nukleus melalui pori nukleus menuju sitoplasma, tempat satu subunit besar dan satu subunit kecil dapat merakit diri menjadi satu ribosom.

4.      Mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.

Gambar 12. Proses Transkripsi di Nukleus dan Proses Translasi di Ribosom(Sumber:http://biologigonz.blogspot.co.id/2009/11/sintesa-protein-2.html)

            Proses transkripsi berlangsung di dalam inti sel (nukleus) atau di dalam matriks pada mitokondria dan plastida. Proses transkripsi adalah proses sintesa RNA dari template DNA, bedanya basa RNA adalah Urasil (U) sebagai gantinya timin (T). Jadi bila dalam untai DNA A maka hasil transkripsinya adalah U dan bila pada DNA T, maka pada RNA menjadi A, bila pada DNA C maka hasil transkripsi pada RNA adalah G dan sebaliknya. Contoh untai DNA AAACCGGCAAAA maka untai molekul RNA hasil transkripsi adalah RNA UUUGGCCGUUUU.

            Proses transkripsi dimulai ketika enzim RNA polimerase berkontak dengan protein pada DNA yang disebut promotor. Setelah tahap transkripsi dimulai dari proses yang disebut inisiasi, yaitu ketika enzim RNA polimerase bergabung dengan promotor. Pada tiap gen, promotor hanya mengkode untuk mentranskripsi satu untai DNA saja. Bagian yang ditranskripsi berbeda antara satu gen dengan gen lainnya. Tahap transkripsi berikutnya adalah pemanjangan RNA, RNA terpisah atau menjauh dari DNA templatenya, sehingga kedua untai DNA dapat bergabung lagi menuju ke tahap ketiga. Tahap ketiga transkripsi adalah terminasi, yaitu ketika RNA polimerase mencapai urutan basa tertentu yang disebut terminator.

            Dalam proses transkripsi DNA mensintesa RNA, yang terdiri dari RNA-t (transfer). RNA-r (ribosom) dan RNA-m (messenger). RNA-t dan RNA-m ditransfer ke dalam sitoplasma, sedang RNA-r dirakit dulu di dalam nukleolus, masuk ke bakal ribosom, baru kemudian merembes ke sitoplasma bersama ribosom-ribosom itu. Ketiga macam RNA bekerja sama untuk mensintesa protein dari asam amino yang ada dalam sitoplasma. RNA-m membuat ribosom dalam sitoplasma akan beruntai, membentuk suatu untaian yang terdiri dari 5-7 ribosom disebut polisom (istilah polisom ini biasanya teruntuk bagi ribosom bebas). Asam-asam amino diangkut RNA-t ke dalam ribosom, kemudian terjadi proses yang disebut translasi (menerjemahkan). Artinya, informasi genetis yang dicetak oleh DNA inti pada RNA-m, diterjemahkan oleh untaian ribosom jadi untaian asam amino (peptida), yang akhirnya jadi protein (polipeptida).

            Sebelum sel membelah, lebih dulu DNA dalam kromatin mengganda (replikasi). Terbentuk DNA-DNA anak yang merupakan cetakan juga dari DNA induk. Transkripsi dan replikasi memerlukan beberapa zat, yakni ATP, nukleosida, fosfat, ribosa, histon (protein yang jadi pelilitan DNA), protein non-histon, asam amino, dan yang sangat menentukan hadirnya enzim-enzim khusus. Jadi bukan hanya RNA dan ribosom yang hanya keluar inti lewat selaput inti dalam proses transkripsi, tapi juga terjadi transfort arah sebaliknya. Yakni dengan masuknya berbagai zat yang dibutuhkan untuk aktivitas DNA tadi dari sitoplasma ke dalam inti. Jika kromatin sedang melakukan transkripsi, oleh hadirnya enzim polimerase, pilinan untaian molekul DNAnya akan melonggar, dan ia dalam fase eukromatin. Kalau nanti ia tak aktif lagi melakukan transkripsi, akan kembali berada dalam fase heterokromatin.

            Suatu kromatin melakukan transkripsi bergantung kepada kebutuhan sel. Untuk ini ada proses umpan-balik (feedback). Jika zat yang di sintesa sudah cukup banyak, transkripsi akan berhenti, maka daerah kromatin yang bersangkutan akan berada dalam fase heterokromatin. Jika suatu ketika ada daerah kromatin lain yang perlu melakukan transkripsi, sesuai dengan kebutuhan, maka dari fase hetero, ia akan berubah jadi eu-kromatin, dan terjadilah pelonggaran pilinan DNA, dan dengan demikian terjadilah transkripsi.

F.     Penyakit yang Diakibatkan oleh Kerusakan Nukleus

           

BAB III

PENUTUP

A.    Kesimpulan

Nukleus merupakan organel umum pada sel eukariotik. Nukleus diselubungi oleh 2 membran konsentris yang membentuk nuclear envelop, dan nukleus mengandung molekul DNA yang merupakan polimer pengkode informasi genetik organisme. Nukleus  pertama kali ditemukan oleh Robert Brown pada tahun 1931. Inti sel (nukleus) terdiri dari 4 komponen penyusun, yaitu: membran inti, nukleolus, kromatin dan kromosom serta cairan inti (karioplasma). Selanjutnya, perbedaan utama antara sel prokariotik dan sel eukariotik adalah lokasi DNA-nya, dimana pada sel prokariotik tidak terdapat membran inti sehingga inti selnya tidak jelas sedangkan pada sel eukariotik memiliki membran inti sehingga inti selnya terihat jelas. Nukleus memainkan peran yang sangat penting dalam sel. Peranan nukleus dalam hal ini adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel. Nukleus berfungsi sebagai tempat penyimpanan materi herediter atau informasi genetik, tempat subunit ribosom dan RNA dibuat, mengendalikan sifat-sifat suatu organisme dan bertanggung jawab untuk sintesis protein, pembelahan sel, pertumbuhan dan diferensiasi. Kerusakan nukleus sebagai pengontrol seluruh aktivitas sel akan menyebabkan kerusakan pula pada sel, ketika sel rusak maka jaringan juga rusak, setelah itu organ yang rusak dan mempengaruhi sistem organ yang akan menyebabkan terjadinya komplikasi pada sistem organ tersebut. Jika sudah sistem organ yang mengalami komplikasi, maka tidak ada lagi kehidupan bagi seorang individu.

B.     saran

Dalam mempelajari tentang sel tentu akan dipelajari pula organel-organel penyusun sel tersebut. Salah satunya adalah nukleus. Nukleus merupakan pengontrol seluruh aktivitas sel yang di dalamnya terdapat materi genetik berupa RNA/DNA. Untuk itu, sangat penting untuk mempelajari nukleus. Dengan penulisan makalah tentang nukleus ini, semoga dapat menambah wawasan bagi penyusun maupun pembaca. Jika ada salah informasi yang ditulis dalam makalah ini, penyusun mohon kritikan dan sarannya agar penyusun dapat memperbaiki kesalahan tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Sintesa Protein. Diakses dari

http://biologigonz.blogspot.co.id/2009/11/sintesa-protein-2.html pada tanggal 29 November 2016 pukul 15:30 WITA.

______. 2009. Nukleus. Diakses dari

https://wordbiology.wordpress.com/2009/09/07/nukleus/ pada tanggal 29 November 2016 pukul 15.32 WITA.

______. 2010. Struktur dan Fungsi Nukleus. Diakses dari

            http://oryza-sativa135rsh.blogspot.co.id/2010/04/struktur-dan-fungsi-nukleus.html. Pada tanggal 29 November 2016 pukul 15:45 WITA.

______. 2011. Nukleus. Diakses dari

            http://prahastiani.blogspot.co.id/2011/04/makalah-nukleus.html. Pada tanggal 29 November 2016 pukul 15.33 WITA.

            . 2014. Penjelasan Bentuk dan Ukuran Kromosom. Diakses dari

            http://www.materisma.com/2014/08/penjelasan-bentuk-dan-ukuran-kromosom.html. Pada tanggal 29 November 2016  pukul 16:05 WITA.

______. 2015.  Inti Sel. Diakses dari

            https://id.wikipedia.org/wiki/Inti_sel. Pada tanggal 29 November 2016 pukul 17:30  WITA.

______. 2015. Perbedaan Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik. Diakses dari

http://www.biologipedia.com/perbedaan-sel-prokariotik-dan-eukariotik.html pada tanggal 29 November 2016 pukul 15.46 WITA.

Albert, et all. 2010. The Essential of Cell Biology Third Edition. USA : Taylor and Francis Group.

Campbell, Neil. A dan Jane B. Reece. 2008. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Diterjemahkan oleh: Damaring Tyas Wulandari. Jakarta: Erlangga.

Campbell, Neil A, et all. 2011. Campbell Biology Ninth Edition. San Francisco: Pearson Education, Inc.

Geneser, Finn. 1994. Buku Teks Histologi. Jakarta: Binapura Aksara.

Johnson, George B. 2006. The Living World Fourth Edition. New York: McGraw-Hill.

Schlegel, Hans G dan Karin Schmidt. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi Keenam. Diterjemahkan oleh: R.M. Tedjo Baskoro. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Snustad, et all. 2012. Principles of Genetics Sixth Edition. USA : John Wiley and Sons, Inc.

Subowo. 2007. Biologi Sel Edisi Kelima. Bandung: CV Angkasa.

Wayne M. Becker, et all. 2004. The World of the Cell Sixth Edition. New York: Personal Benjamin Cummings.