Archive for December, 2009

hormon prolaktin

December 13, 2009

HORMON PROLAKTIN

Prolaktin terdapat ada sebagian besar hewan termasuk manusia. Prolaktin, hormon pertumbuhan (Growth Hormone) dan Placental Lactogen (PL atau chorionic somatomammotropin (CS)), merupakan anggota dari hormon polipeptida berdasarkan sekuen asam amino yang homolog. Prolactin diproduksi oleh sel yang terdapat pada anterior pituitary, fungsi utama dari hormon prolaktin yaitu menginduksi dan pemeliharaan laktasi pada mamalia.

Kelenjar Pituitari

Kelenjar pituitary adalah suatu struktur yang terletak dasar otak. Pada kebanyakan vertebrata, kelenjar ini terdiri atas tiga lobus: anterior, intermediet dan posterior. Lobus intermediet terdapat dalam kelenjar pituitari bayi tetapi pada orang dewasa hanya merupakan sisa (vestige).

Meskipun kecil ukuranya, kelenjar pituitari memegang peranan penting dalam koordinasi kimia tubuh. Sering disebut ”nahkoda” (master gland), karena banyak sekresinya mengontrol kelenjar endokrin lainnya.

Sejumlah penelitian telah dilakukan mengenai kelenjar pituitari. Beberapa hormon dihasilkan dari lobus anterior, salah satunya yaitu hormon prolaktin.

a)      Sel Somatotropic

Sel somatotropic yang menyusun 35-45% dari seluruh sel pituitari, ditemukan dalam jumlah besar pada sisi/bagian anterior pituitari.

b)      Sel lactotropic

Sel lactotropic lebih sedikit jumlahnya dibandingkan somatotropic. Kedua sel ini bisa di identifikasi dari eritrosin atau carmosin-nya. Pada bagian Prolactin adenoma, granula sekretori bervariasi dari 150 hingga 700 nm dengan bentuk bulat atau oval. Pada pituitari normal, sel laktotropic umumnya bekembang menjadi sel somaotropic. Peningkatan ukuran pituitari yang terjadi selama kehamilan berkaitan dengan proliferasi dari laktotropic sel.

Struktur Prolaktin

Hormon pertumbuhan, prolaktin dan placental laktogen merupakan anggota dr hormon polipeptida yang signifikan dengan sekuen asam amino yang homolog. Struktur prolaktin pada manusia terdiri atas rantai tunggal asam amino dengan ikatan di sulfida (S-S). Pada asam amino terminal, terdiri atas 199 asam amino. Dengan penambahan ikatan disulfida pada asam amino ke tiga antara Cys-4 dan Cys-11.

Struktur gen Prolaktin.

Pada dasarnya struktur prolaktin hampir mirip dengan struktur hormon pertumbuhan dan placental laktogen. Karena ketiganya dihasilkan dari prekursor yang sama. Pada manusia dan tikus, sepanjang cDNA dari mRNA sekuen homolog ketiga hormon tersebut hampir sama persis.

Gambar struktur prolaktin manusia

Receptor

reseptor prolaktin terdapat pada jaringan-jaringan antara lain:

  1. Kelenjar glandula mamae normal
  2. Mammary tumor
  3. Liver
  4. Pancreas
  5. Ginjal
  6. Adrenal
  7. Placenta
  8. Ovary: sel granulosa dan corpus luteum
  9. Testis: sel leydig
  10. Epididimis
  11. Seminal vesikel
  12. Prostat
  13. Lymphosit
  14. Choroid plexus
  15. Hypotalamus

Struktur reseptor

Reseptor prolaktin merupakan glikoprotein. Dari hasil kloning dan sekuensing cDNA-nya diketahui bahwa reseptor prolaktin monomerik, dan terentang melewati membran. Bagian ekstra selular terdiri atas 5 sistein dan 3 potensial Asn sites. Pada manusia ukuran reseptor prolaktin sama dengan reseptor hormon pertumbuhan.

Gambar struktur reseptor hormon pertumbuhan dan Prolaktin

Regulasi jumlah reseptor

Regulasi reseptor prolaktin kebanyakan diteliti di bagian liver. Diketahui bahwa hal ini berkaitan dengan peningkatan pubersitas dan juga selama kehamilan dan laktasi. Konsentrasi sirkulasi dan faktor periferal dari hormon sex juga berperan penting sebagai regulator. Reseptor dapat menaikkan atau menurunkan fungsi regulasi tergantung dari interaksi hormon dan reseptor.

Mekanisme kerja prolaktin

Pada organ glandula mamae, prolaktin secara spesifik menstimulasi sintesis DNA dan proliferasi sel epitel, dan juga sintesis protein susu (casein, lactalbumin), asam lemak bebas, dan laktosa. Prolaktin secara spesifik menstimulasi laju transkripsi gen protein susu sehingga menyebabkan stabilisasi produksi mesengger RNA. Efek prolaktin pada sintesis DNA dan produksi kasein pada jaringan mammary in vitro digambarkan pada grafik berikut:

Gambar efek prolaktin pada sintesis DNA dan produksi casein

Efek prolaktin pada beberapa organ:

Organ Efek
Glandula mamae Sintesis DNA
Proliferasi sel
Sintesis protein susu
Sintesis FFA
Sintesis laktosa
Tumor mammary Prolaktin-induced protein
Ovary Corpus Luteum:

Maintenance atau regresi

limfosit Immunostimulasi
Ovary dan testis Steroid biosintesis
liver Sintesis RNA
Stimulasi dekarboksilasi ornitin
Ginjal, amnion, choroid plexus osmoregulasi

Fungsi prolaktin pada pemulaian laktasi

Walaupun estrogen dan progesteron penting bagi perkembangan fisik payudara selama kehamilan, kedua hormon ini juga mempunyai efek khusus untuk menghambat sekresi susu sebenarnya. Di pihak lain hormon prolaktin mempunyai efek yang tepat berlawanan, meningkatkan sekresi air susu. Hormon ini disekresikan oleh glandula pituitaria ibu dan konsentrasinya dalam darah ibu terus meningkat sejak minggu kelima kehamilan sampai kelahiran bayi, saat ini meningkat ke kadar sangat tinggi, biasanya sepuluh kali dari kadar tidak hamil dan normal. Disamping itu plasenta mensekresikan banyak somatotropin korionik manusia, yang juga mempunyai sifat laktogenik ringan, jadi menyokong prolaktin dari pituitaria ibu. Bahkan hanya beberapa mililiter cairan disekresikan tiap hari sampai bayi lahir. Cairan ini dinamakan kolostrum. Kolostrum pada hakekatnya mengandung protein dan laktosa yang sama jumlahnya seperti susu, tetapi hampir tidak mengandung lemak, dan kecepatan maksimum pembentukannya sekitar 1/100 kecepatan pembentukan susu selanjutnya.

Tidak adanya laktasi selama kehamilan disebabkan efek penekanan progesteron dan estrogen, yang disekresikan dalam jumlah sangat besar selama plasenta masih dalam uterus dan yang benar-benar mengurangi efek laktogenik prolaktin dan somatomamotropin korionik manusia. Akan tetapi, segera setelah bayi dilahirkan, hilangnya estrogen dan progesteron yang disekresi plasenta secara mendadak sekarang memungkinkan efek laktogenik prolaktin dari kelenjar hipofisis ibu mengambil peranan alamiahnya dan dalam dua atau tiga hari kelenjar mammae mulai menyekresikan susu dalam jumlah besar sebagai ganti kolostrum.

Setelah kelahiran bayi, kadar basal sekresi prolaktin kembali ke kadar sebelum hamil dalam beberapa minggu berikutnya. Setiap ibu menyusukan bayinya isyarat syaraf dari putting susu ke hipotalamus menyebabkan gelora sekresi prolaktin hampir sepuluh kali lipat yang berlangsung sekitar satu jam. Sebaliknya prolaktin bekerja atas payudara untuk menyiapkan susu bagi periode pnyusuan berikutnya. Bila gelora prolaktin ini tak ada, jika ia dihambat sebagai akibat kerusakan hipotalamus atau hipofisis, atau jika penyusuan tidak kontinyu maka payudara kehilangan kesanggupannya untuk menghasilkan susu dalam beberapa hari. Tetapi produksi susu dapat kontinyu selama beberapa tahun jika anak mengisap secara kontinyu, tetapi normalnya kecepatan pembentukan susu sangat menurun dalam tujuh sampai sembilan bulan.

Reflek peghasilan susu atau reflek prolaktin

Ketika prolaktin dihasilkan oleh bagian anterior kelenjar pituitari, akan menyebabkan sel alveoli menghasilkan susu. Ketika bayi menghisap susu, ujung syaraf puting terangsang, dan impuls kemudian dihantarkan ke syaraf otak, kemudian kelenjar pituitari mengeluarkan prolaktin ke dalam darah, sehingga prolaktin menyebabkan dihasilkannya susu oleh sel alveoli. Inilah yang disebut reflek penghasilan susu atau reflek prolaktin. Secara garis besar diilustrasikan pada gambar berikut:

Efek Prolaktin pada hewan jantan dan non mamalia

Prolaktin juga disekresikan oleh laki-laki yang diduga mempengaruhi alat kelamin dengan berbagai cara. Pada hewan percobaan jantan, prolaktin meningkatkan perkembangan kelanjar kelamin pelengkap ( misalnya kelenjar proatat dan kantung mani) dan sekresi testosteron.

Prolaktin terdapat pada semua vertebrata. Tentu saja, hormon tersebut tidak merangsang produksi susu pada hewan non mamalia tapi memicu berbagai macam kagiatan maternal yang tepat bagi spesies khusus. Misalnya pada beberapa burung, prolaktin merangsang sifat mengeram, yaitu suatu kecenderugan duduk di sarang. Pada suatu spesies salamander, hormon prolaktin merangsang hewan tersebut kembali ke air untuk meletakkan dan membuahi telur telurnya.

Regulasi sekresi

Walaupun sekresi sebagian besar hormon hipofisis anterior ditingkatkan oleh neurosecretory releasing faktor yang dihantarkan oleh hipotalamus ke kelenjar hipofisis anterior melalui sistem porta hipotalamus-hipofisis, sekresi prolaktin dikontrol oleh efek yang tepat berlawanan. Yaitu hipotalamus mensintesis ‘prolactin inhibitory factor’ (PIF). Pada keadaan normal, sejumlah besar PIF dihantarkan secara terus menerus ke kelenjar hipofisis anterior sehingga kecepata normal sekresi prolaktin sedikit. Tetapi selama laktasi, pembentuk PIF sendiri ditekan, sehingga memungkinkan kelenjar hipofisis anterior mensekresi prolaktin dalam jumlah yang tak dihambat.

Faktor yang mempengaruhi sekresi prolaktin pada manusia:

Increase
Stimulasi Nipple
Stress (termasuk psychogenik)
Sleep (stage I dan II dan REM)
Stalk section
Penyakit pituitari dan cerebral
Prolaktinoma
TRH
Kehamilan
Estrogen
Hypotiroidism
Adrenal insuffisiency
Obat-obatan yang menghambat dopamine
Decrease
Dopamine (seperti bromocryptine, lisuride, pergolide, dan mesulergine)
GAP atau PIF

Gambar regulating sekresi prolaktin oleh PIF

Selain PIF juga terdapat Dopamine sebagai inhibitor sekresi prolaktin. Dopamine mempengaruhi anterior pituitari, yang disekresi oleh neuron pada ‘arcuate nucelus’ dan melewati jalur tuberoinfundibular ke bagian tengah. Kemudian melewati hipofisal portal vessel dan mempengaruhi anterior pituitari untuk menghambat sekresi prolaktin. Pengikatan dopamin spesifik pada D2 reseptor pada sel laktotropik sel pada anterior pituitari. Interaksi ini menginduksi penghambatan adenilat siklase dan produksi cAMP.

Gambar mekanisme dopamine dan TRH pada sekresi Prolaktin

Daftar Pustaka

Anonimous. www.scribd.com/doc/7395182/Bab-2-Fisiologi-Penyusuan

Fox S, I. 2004. Human Physiology eighth Edition. McGraw Hill Comp. New York.

Ganong, W. F. 1993. Review of Medical Physiology. Appleton & Lange. USA.

Guyton, A. C. 1990. Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit.Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta

Kimball J.W,. 1983. Biologi edisi Kelima Jilid 2. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Many. T, N. 1990. Hormone from Molecular to disease. Chapman and hall. New York.

struktur dan fungsi membran

December 13, 2009

I. STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN

Model molekuler membran mulai dikembangkan beberapa dasawarsa sebelum membran untuk pertama kalinya dapat dilihat dengan mikroskop elektron pada tahun 1950-an. Postulat pertama dikemukakan oleh Charles Overton bahwa membran terbuat dari lipid, atas dasar pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel lebih cepat. Baru dua puluh tahun kemudian diketahui bahwa membran tersusun atas lipid dan protein. Oleh karena itu lipid dan protein adalah penyusun utama dari membran.

struktur membran

Gambar 1 Struktur Membran

  1. 1. Lipid

Lipid yang menyusun membran terdiri atas fosfolipid (rantai asam lemak, gliserol, fosfat, dan alkohol) dan kolesterol. Fosfolipid mampu membentuk membran karena struktur molekulernya. Fosfolipid bersifat amfipatik, yaitu memiliki daerah hidrofobik dan daerah hidrofilik.

lipid penyusun membran

Gambar 2 Lipid Penyusun Membran

Irving Langmuir (1917) membuat model membran buatan yang terdiri dari selapis fosfolipid dengan ekor hidrofobik mengarah ke udara sedangkan kepala hidrofilik tercelup air. Itu tidak menjawab bagaimana jika sel berada di lingkungan akuatik, yang mendasari E. Gorter dan F. Grendel (1925) mengemukakan model bilayer fosfolipid yang tebalnya dua molekul. Bilayer seperti ini dapat menjadi suatu batas stabil antara dua ruangan aquaeous karena susunan molekulernya melindungi bagian hidrofobik dan membiarkan bagian hidrofiliknya menyentuh cairan. Davson dan Danielli (1935) melengkapi model tersebut dengan melapisi kedua permukaan itu dengan protein hidrofilik. Karena protein membran memiliki daerah hidrofobik dan hidrofilik juga, maka pada tahun 1972 J. Singer dan G. Nicolson menunjukkan protein tersebut sebenarnya terdispersi dan secara individual disisipkan ke daerah bilayer fosfolipid dengan daerah hidrofobik di dalam dan daerah hidrofilik menghadap cairan.

Gambar 3 Fosfolipid

Membran bersifat fluid agar dapat bekerja dengan baik. Disinilah fungsi kolesterol steroid yang terjepit di antara molekul-molekul fosfolipid dalam membran plasma hewan membantu menstabilkan membran tersebut. Kolesterol menghambat penyusunan-rapat fosfolipid, kolesterol juga membantu menurunkan suhu membran jika suhu disekitar naik. Jika membran membeku permeabilitasnya berubah, protein enzimatik di dalamnya mungkin menjadi inaktif.

2. Protein

Membran merupakan suatu mozaik fluida yang terdiri atas lipid, protein, dan karbohidrat. Protein menentukan sebagian besar fungsi spesifik membran. Ada dua protein utama membran yaitu protein integral dan protein periferal. Protein integral adalah protein transmembran dengan daerah hidrofobik membentang sepanjang interior hidrofobik membran tersebut. Daerah hidrofobik protein integral terdiri atas satu atau lebih rentangan asam amino nonpolar, yang biasanya tergulung menjadi heliks-a. Bagian yang hidrofilik berada pada kedua sisi yang aqueous. Protein periferal tidak tertanam dalam bilayer lipid melainkan terikat longgar pada permukaan membran.

Gambar 4 Protein Penyusun Membran

  1. Karbohidrat

Gambar 5 Struktur Karbohidrat Membran

Karbohidrat membran memiliki fungsi untuk mengenali satu jenis sel tetangga, yang menjadi dasar penolakan terhadap sel asing. Karbohidrat pada membran biasanya berbentuk oligosakarida. Beberapa oligosakarida secara kovalen terikat dengan lipid (membentuk glikolipid) dan sebagian besar terikat secara kovalen dengan protein (membentuk glikoprotein). Molekul dan lokasi yang beragam pada permukaan sel membuat oligosakarida dapat berfungsi sebagai penanda yang membedakan sel yang satu dengan yang lainnya.

II. TRANSPOR YANG MELINTASI MEMBRAN

Membran sel adalah komponen sel yang sangat penting yaitu menjadi jalan utama keluar masuknya molekul ataupun ion ke dalam dan keluar sel. Organisasi molekuler membran mengakibatkan permeabilitas selektif. Hal ini berarti membran mengatur molekul dan ion yang bisa keluar dan masuk sel sehingga substansi-substansi tersebut tidak dapat melintas secara sembarangan. Sel tersebut dapat mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil dan menolak yang lainnya.

Molekul yang dapat melintasi bilayer lipid dengan cepat adalah molekul kecil, larut dalam lipid, hidrofobik, dan nonpolar. Molekul hidrofobik seperti hidrokarbon, CO2, dan O2 dapat larut dalam membran dan melintasinya dengan mudah. Molekul sangat kecil yang polar tetapi tidak bermuatan juga dapat melewati membran dengan lebih lambat. Contohnya ialah air, urea,gliserol, dan etanol. Bilayer lipid tidak sangat permeabel terhadap molekul polar tak bermuatan yang lebih besar seperti glukosa dan sukrosa. Bilayer ini relatif tidak permeabel terhadap ion, sekalipun ion-ion kecil seperti H+, K+, dan Na+.

Ada dua mekanisme transpor berdasarkan jumlah molekul yang melintasi membran yaitu uniport (transpor satu molekul) dan co-transport (transpor dua molekul). Co-transport berdasarkan kedua arah molekul yang ditranspor dibagi menjadi symport (dua molekul ditranspor dengan arah yang sama), misalnya glukosa dan Na+, dan antiport (kedua molekul ditranspor dengan arah berlawanan), misalnya pompa Na-K.

Transpor melalui membran berdasarkan aliran gradien elektrokimia dibagi menjadi transpor aktif dan transpor pasif. Transpor pasif artinya molekul melewati membran tanpa melawan gradien konsentrasi dan sel tidak mengeluarkan energi, misalnya air secara osmosis dan O2 secara difusi. Ada juga mekanisme difusi yang dipermudah dengan menggunakan protein spesifik atau sering juga disebut transpor terfasilitasi.  Sedangkan transpor aktif membutuhkan energi karena harus melawan gradien konsentrasi, misalnya pompa Na dan K.

Transpor aktif dan pasif diperantarai oleh protein carrier yang berikatan dengan sumber energi. Protein ini akan mengikat senyawa yang akan ditranspor dengan adanya perubahan pada konformasi protein. Protein carrier membantu molekul keluar masuk sel dengan mekanisme “ping-pong”. Transpor ini relatif lambat karena molekul yang masuk ditahan dulu dalam protein carrier yang memediasi difusi kemudian baru dikeluarkan ke dalam sel.

Selain protein carrier, transpor pasif juga dapat melewati protein channel. Protein ini tidak mengikat senyawa yang akan ditranspor, berupa lubang hidrofilik sepanjang lipid bilayer.  Transpor melalui channel lebih cepat daripada melalui carrier.

Gambar 6 Transport Molekul Melalui Membran

A. TRANSPORT PASIF

Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu senyawa nonelektrolit agar dapat berdifusi secara pasif melalui membrane yaitu konsentrasi senyawa pada satu sisi lebih dari sisi lain serta  membran harus permeable terhadap substansi tersebut. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).

l.  Difusi Sederhana

Difusi sederhana melalui membran berlangsung karena molekul-molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O, CO2, HO, dan H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.


2. Difusi dan Difasilitasi

Difusi difasiltasi (facilitated diffusion) adalah pelaluan zat melalui membran plasma yang melibatkan protein pembawa atau protein transporter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transporter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel.

Protein transporter untuk grukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi.

Gambar 7 Difusi Difasilitasi

3. Osmosis

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutnya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrasinya tinggi melalui selaput permeabel. Jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.

Gambar 8 Osmosis pada Sel Hewan dan Tumbuhan

Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal ini karena sel hewan tidak memiliki dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel), sedangkan sel hewan/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel hewan/sel darah merah
mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air.

B. TRANSPORT AKTIF

1. ATP DRIVEN PUMP

Mekanisme pompa Na-K adalah sebagai berikut:

a. Pengikatan Na+ sitoplasmik dengan protein menstimulasi fosforilasi oleh ATP,

b. Fosforilasi menyebabkan perubahan konformasi protein,

c. Perubahan konformasi mengusir Na+ keluar dan K+ ekstraseluler diikat,

d. Pengikatan K+ memicu pelepasan gugus fosfat,

e. Kehilangan fosfat membentuk kembali konformasi asli,

f. K+ dilepaskan dan tempat Na+ mampu mengikat kembali; siklus berulang kembali.

Gambar 9 Mekanisme Pompa Na-K

Pompa proton mentranslokasikan muatan positif dalam bentuk ion hidrogen dengan menggunakan ATP sebagai penggeraknya. Tegangan dan gradien H+ menggambarkan sumber energi ganda yang dapat digunakan sel untuk menggerakkan proses lain, seperti penyerapan gula dan nutrien lainnya. Pompa proton merupakan pompa elektrogenik utama tumbuhan, fungi, dan bakteri.

2. Couple Carrier

Couple carrier adalah sepasang protein yang pengangkutan ion dari suatu larutan di luar sel ke dalam sel melewati membran. Couple carrier dibagi dua yaitu symporter (coupled transport  yang melewatkan ion pertama dan kedua pada arah yang sama) dan antiporters (coupled transport yang melewatkan ion kedua dari arah berlawanan).

Couple carriers termasuk dalam transport aktif tidak langsung, pada transport ini menggunakan energi yang dihasilkan dari pompa sodium-potasium. Molekul-molekul yang masuk atau keluar sel dengan transport tidak langsung selalu bergerak melewati membran  bersama-sama dengan gerakan ion, maka mekanisme transpot aktif ini juga disebut cotransport.

Couple carriers terjadi dalam dua pola, symport dan antiport. Pada symport, substansi yang dicotransport bergerak searah gerakan ion. Diantara metabolit penting dan ion yang digerakkan secara aktif ke dalam sel dengan symport adalah gula dan Na++.

Pada antiport, substansi yang di cotransport bergerak dalam arah berlawanan dengan gerakan ion. Pola ini umumnya terbatas untuk ion.

Gambar 10 Couple Transport

3. Light Driven Pump

Di dalam membran plasma archea halofilik ekstrem terdapat mekanisme transpor aktif yang di induksi oleh cahaya. Transpor aktif ini difasilitasi oleh protein bakteriorhodopsin yang tertanam di dalam membran plasma. Penelitian terakhir menjelaskan bahwa rhodopsin yang berperan dalam transpor aktif ini juga terdapat di dalam organisme lain. Termasuk juga pada bakteri yang hidup di permukaan air laut.

Rhodopsin terbagi dalam dua tipe yang berbeda berdasarkan fungsinya, rhodopsin yang berfungsi secara visual dan rhodopsin yang berfungsi sebagai pompa proton yang diinduksi oleh cahaya (bacteriorhodopsin), pompa ion klorida (Halorhodopsin) dan sensor cahaya (sensory rhodopsin) pada archaea.

Pada mebran sel arkhea, terdapat protein bakteriorhodopsin yang memiliki fotosistem yang peka cahaya. Pada saat cahaya (yang juga merupakan energi dalam bentuk elektron) terkumpul dalam fotosistem, maka fotosistem akan memiliki kelebihan energi. Kondisi ini akan membuat protein rhodopsin akan melepaskan elektron. Elektron yang dilepaskan ini yang menjadi energi yang dibutuhkan untuk melakukan transpor aktif intermembran

III. BULK TRANSPORT

Molekul-molekul besar seperti protein ditranspor dengan eksositosis dan endositosis. Pada eksositosis, vesikula transpor bermigrasi ke membran plasma, bergabung dengannya, dan melepaskan kandungannya. Pada endositosis, molekul besar memasuki sel di dalam vesikula yang dijepit ke dalam dari membran plasma. Ketiga jenis endositosis ialah fagositosis, pinositosis, dan endositosis yang diperantarai reseptor.

Gambar 11 Transport Bulk Melalui Membran

IV. APLIKASI

Begitu besarnya peranan membran sel terhadap kelangsungan hidup sel membuat orang tidak pernah puas dan berhenti mempelajarinya. Banyak penemuan di berbagai bidang yang berhubungan dengan struktur, komposisi, maupun sistem transpor.

Salah satu penelitian menunjukkan batu-batu sistein di ginjal terbentuk karena ketidakmampuan seseorang untuk mentranspor asam-asam amino termasuk sistein dari urin atau darah. Penyakit ini disebut cystuaria. Masih di bidang kesehatan, kelebihan kadar kolesterol di membranlah yang membuat transpor ke dalam sel menjadi terganggu.

Semua sistem pemupukan dan irigasi juga harus memperhatikan betul-betul mengenai sistem transpor agar mendapatkan hasil yang maksimal.

Daftar Pustaka

Johnson, R. Biology. Sixth Edition.

Lethwait, J.P., Hopson, J.L., Holt, Rineheart & Winston. Modern Biology. Texas: 2006.

Robinson, R. Biology. Macmillan Scince Library: 2001

Freud, G. & G. Hademenos. Schaum Outline of Biology. Mc.Graww Hill Company

sickle cell anemia

December 13, 2009

Sickle Cell Anemia disebabkan karena adanya mutasi pada rantai β-globin dari hemoglobin, yang menyebabkan pertukaran asam glutamat (suatu asam amino) dengan asam amino hidrofobik valin pada posisi 6. Gen yang bertanggung jawab menyebabkan SCA merupakan gen autosom dan dapat ditemukan di kromosom nomor 11. Penggabungan dari dua subunit α-globin normal dengan dua subunit β-globin mutan membentuk hemoglobin S (HbS). Pada kondisi kadar oksigen rendah, ketidakhadiran asam amino polar pada posisi 6 dari rantai β-globin menyebabkan terbentuknya ikatan non-kovalen di hemoglobin yang menyebabkan perubahan bentuk dari sel darah merah menjadi bentuk sabit dan menurunkan elastisitasnya.

UGM

December 13, 2009

Universitas Gadjah Mada

Ilmu pengetahuan diyakini mampu meningkatkan pertumbuhan ekonomi dan kesejahteraan masyarakat. Penguasaan dan pemanfaatan merupakan peluang dan tantangan yang memerlukan tanggapan cepat dan strategis. Dalam hal ini, Universitas Gadjah Mada berperan sebagai kekuatan intelektual bagi lahirnya masyarakat baru yang berbasis pengetahuan.

1.         Universitas Gadjah Mada sebagai Universitas Perjuangan

Berdirinya Universitas Gadjah Mada merupakan akumulasi pemikiran intelektual para pemimpin bangsa Indonesia pada masa perjuangan. Nama-nama pemikir dan pendiri Universitas Gadjah Mada antara lain: Ki Hadjar Dewantara, Sultan Hamengkubuwono IX, Pakualam VIII, Ir. Sukarno, Drs. Moh. Hatta, Mr. Budiarto, Mr. Sunaryo, Dr. Priyono, Prof. Sardjito, Prof. Yohannes, Prof. Ir. Rooseno, Prof. Gunarso, Prof. Suwandi, Prof. Sunaryo, Sutan Mohtar Abidin, Ir. Haryono Danusastro, Drs. Suparwi, Ir. Wreksodiningrat, Sarwidi Mangunsarkoro, dan masih banyak lagi tokoh intelektual yang juga pejuang nasional pendiri Universitas Gadjah Mada.

Dari sisi historis, dapat diyakini bahwa Universitas Gadjah Mada lahir pada masa perjuangan mempertahankan Negara Kesatuan Republik Indonesia. Universitas Gadjah Mada didirikan oleh para pejuang republik, dan didirikan dikota perjuangan. Para pendiri, dosen dan juga mahasiswa pada masa awal Universitas Gadjah Mada adalah pejuang-pejuang yang selain berjuang dengan senjata, juga berjuang dengan ilmu. Sehingga tak heran jika pada masa itu, mahasiswa dan dosen ketika masa belajar dan ujian kadang membawa senjata dalam kelas, karena pada waktu itu memang masa perang dan mereka ikut memanggul senjata melawan Belanda.

Universitas Gadjah Mada sebagai universitas perjuangan juga terdapat dalam logo songkok dan tombak pada lambang UGM. Songkok dan tombak merupakan simbol yang melambangkan sifat kepahlawanan dan kejuangan Universitas yang selalu siap sedia dan waspada.

Perjuangan bukanlah hal yang mudah, memerlukan pengorbanan yang tidak sedikit baik fisik maupun mental, dan hal tersebut bukanlah hal yang sepele. Namun, pada saat ini hanya segelintir mahasiswa yang mampu memahami makna UGM sebagai Universitas perjuangan secara mendalam. Oleh karena itu hendaknya UGM dapat lebih menanamkan makna perjuangan dalam diri mahasiswa.

2.         Universitas Gadjah Mada sebagai universitas Pancasila

Universitas Gadjah Mada sebagai universitas Pancasila terlihat dari lambang UGM. Dimana ada 6 lambang yaitu:

a.   Surya dengan sinarnya dan kartika bersegi lima berwarna kuning emas melambangkan universitas sebagai universitas Pancasila. Lembaga Nasional ilmu pengetahuan dan kebudayaan bagi pendidikan tinggi berdasarkan Pancasila, yang memancarkan ilmu pengetahuan, kenyataan, dan kebajikan.

b.   Titik Pusat lambang berupa matahari berlubang atau disebut surya binolong. Kata surya mengandung makna angka ”sembilan” sehingga bentuk surya binolong atau matahari berlubang ialah angka 19. setiap kesatuan kumpulan sinar pun terdiri atas sembilan belas sort sinar, yang mengandung makna 19 juga. Angka 19 adalah lambang tanggal pendirian Universitas.

c.   Dua bentuk lingkaran yang tersusun yang melingkari lubang titik pusat lambang di dalam lima kesatuan kumpulan sinar surya berbentuk bintang bersegi lima, serupa surya kembar di dalam kartika atau bintang. Kartika mengandung makna satu dan surya kembar mengandung makna angka dua sehingga bentuk kartika surya kembar itu mengandung makna angka satu dan dua. Angka 12 adalah lambang bulan Desember, bulan pendirian Universitas.

d.   Songkok dan tombak, melambangkan sifat kepahlawaan dan kejuangan. Keseluruhannya diresapi oleh Pancasila sehingga kesemuanya itu melambangkan sifat Universitas Gadjah Mada sebagai momen perjuangan nasional berdasarkan Pancasila.

e.   Kesatuan kumpulan sinar, segi kartika, songkok dan tombak, masing-masing berjumlah lima. Kesemuanya melambangkan Pancasila sebagai Universitas yang memiliki dasar, sifat, tujuan dan hakikat pahlawan serta perjuangan nasional demi Pancasila.

Penyebutan dan pengulangan Pancasila dalam mukadimah/Pembukaan Statuta UGM juga melambangkannya sebagai Universitas Pancasila dan terbukti dalam sejarah bahwa Universitas Gadjah Mada berperan dalam mempertahankan dan mengembangkan nilai-nilai Pancasila.

Pancasila terdiri atas 5 pondasi yang kokoh, yaitu ketuhanan Yang Maha Esa, Kemanusiaan yang adil dan beradab, persatuan Indonesia, Kerakyatan yang dipimpin oleh hikmat kebijaksanaan dalam permusyawaratan/perwakilan, dan keadilan sosial bagi seluruh rakyat Indonesia. Pancasila adalah dasar negara Indonesia. Semua mahasiswa baik mahasiswa UGM maupun yang bukan dari lingkup UGM tahu dan hafal 5 pondasi tersebut. Lalu bagaimana dengan praktek dalam kehidupan nyata? Inilah salah satu tugas penting dari UGM yang perlu diperhatikan lagi. Hendaknya UGM dapat lebih memperhatikan hal tersebut.

3.         Universitas Gadjah Mada sebagai Universitas Nasional

Berdasarkan histori dapat diketahui bahwa pada masa awal berdirinya Universitas Gadjah Mada sudah ada beberapa perguruan tinggi lain. Namun hanya satu yang benar-benar didirikan oleh Pemerintah Indonesia, dan sebagai Universitas Negeri Nasional (nama UGM dulu UNGM), dimana yang sudah berdiri barulah akademi, sekolah tinggi, balai pendidikan, atau balai perguruan. Universitas Negeri Nasional pada masa itu belum ada.

Mahasiswa yang menuntut ilmu di Universitas Gadjah Mada juga menunjukkan bahwa UGM mampu mempersatukan mereka sebagian besar berasal dari luar Yogyakarta dengan beragam suku dalam satu wadah tanpa membeda-bedakan. Hal ini tentunya sangat penting karena saat ini adalah masa dimana SARA merupakan hal yang teramat sangat sensitif untuk sebagian besar masyarakat. Namun hal ini tidak terjadi di UGM, semua baik mahasiswa, dosen maupun staff yang lain mampu menempatkan diri tanpa membedakan asal dan adat. Hal ini pula yang mampu menunjukkan bahwa universitas UGM adalah Universitas Nasional.

Suatu universitas akan dilihat dari produk-produknya. Produk dari universitas tentunya adalah mahasiswa-mahasiswa itu sendiri. Dari sisi historis, dapat dipastikan bahwa UGM adalah universitas Nasional. Namun bagaimanakan dengan mahasiswanya sendiri? Apakah mahasiswa UGM memiliki jiwa nasionalisme yang cukup kuat? Tentunya hal ini tidak lepas dari peran universitas. Sehingga hendaknya universitas dapat ikut memperkuat dan mengembangkan jiwa-jiwa nasionalisme dalam diri mahasiswa-mahasiswanya.

4.         Universitas Gadjah Mada sebagai Universitas Kerakyatan.

Universitas Gadjah Mada dikenal sebagai universitas yang merakyat, dalam artian mampu menangkap denyut jantung dan denyut nadi kehidupan rakyat. Artinya problematik yang sedang dihadapi rakyat mampu ditangkap, diartikulasikan dan diperjuangkan oleh UGM. Berbagai program UGM yang diapresiasikan sangat merakyat, antara lain PTM (Pengiriman Tenaga Mahasiswa) yang menjadi guru relawan di berbagai pelosok Indonesia dan saat ini program tersebut dikembangkan menjadi program Kuliah Kerja Nyata (KKN).

Namun dalam prakteknya, rakyat di pedesaan pada umumnya tidak hanya membutuhkan tenaga tetapi juga materiil dan lain-lain. Sehingga hendaknya dalam berjalannya program-program UGM yang lain yang juga bersifat kerakyatan, dapat lebih membantu kehidupan masyarakat Indonesia. Sehingga bantuan dapat lebih mengena pada apa yang dibutuhkan masyarakat.

5.         Universitas Gadjah Mada sebagai Universitas Kebudayaan.

Universitas Gadjah Mada juga berperan sebagai universitas kebudayaan. Dengan kemandiriannya, UGM meningkatkan perannya sebagai kekuatan penting dalam mengembangkan Yogyakarta sebagai pusat pendidikan dan kebudayaan serta kepakaran (scholars) di Indonesia dan Asia Tenggara. Hal ini sesuai dengan visi pembangunan DIY 2020. Program-program UGM dikembangkan melalui wawasan dunia dan menggali kekayaan budaya serta peran masyarakat Yogyakarta dan sekitarnya. Dengan program tersebut dapat dihasilkan ilmu pengetahuan, teknologi, seni serta nilai budaya yang didasarkan pada nilai-nilai tinggi yang didasarkan pada nilai-nilai tinggi sebagai bagian dari reaktualisasi kekayaan ragam budaya dan kearifan lokal. Dengan demikian, UGM akan mampu membentuk masyarakat masa depan yang toleran dalam keragaman yang damai, serta adil dan beradab.

Keberadaan sebuah pusat kebudayaan sangat diperlukan untuk sebuah universitas sebesar UGM. Seperti diketahui, sejak 3 Maret 2007, UGM secara resmi memiliki sebuah Pusat Kebudayaan. Lalu pada 14 April 2007, Prof. Dr. Sofian Effendi, MPIA selaku Rektor UGM, secara resmi menamakan pusat kebudayaan yang berlokasi di eks gedung Purna Budaya, sebagai Pusat Kebudayaan Koesnadi Hardjasoemantri. Hal ini merupakan bentuk penghormatan UGM terhadap alm. Prof. Dr. Koesnadi Hardjasoemantri, mantan Rektor UGM, yang juga dikenal sebagai salah satu tokoh kebudayaan Indonesia.

Hendaknya dengan berdirinya Pusat Kebudayaan Koesnadi Hardjasoemantri UGM dapat lebih mengembangkan perannya dalam pengembangan kebudayaan baik lokal, nasional, maupun dunia.

alel; haploid & diploid; dan epistasis & hipostasis

December 13, 2009

Alel

Alel berkaitan dengan gen. Letak suatu gen pada kromosom disebut Lokus. Lokus gen terdapat pada tiap kromosom, dan pada sel diploid kromosom sel selalu berpasangan (memiliki kromosom homolog) sehingga setiap sel diploid selalu memiliki dua lokus untuk setiap karakter sifat herediternya.

Alel berasal dari kata ”allelon” yang berarti bentuk lain. Alel disebut juga sebagai versi alternatif yang menjelaskan adanya variasi pada pewarisan suatu sifat. Gen-gen pada lokus yang sama pada kromosom homolog adalah alel kepada satu sama lain, dan selalu mengawal ciri yang sama. Pada individu homozygot akan membawa sepasang alel identik, dan sebaliknya individu heterozygot akan membawa sepasang alel yang berbeda dari gen tertentu. Pada suatu kasus misalnya gen ”A” berperan untuk menumbuhkan karakter pigmentasi  kulit secara normal. Karena suatu hal, gen ”A” mengalami mutasi sehingga tidak mampu menimbulkan pigmentasi kulit secara normal (gen ”A” termutasi menjadi ”a”). Gen ”a” menimbulkan karakter resesif, yang berarti ekspresi gen ”a” ditutupi (tidak memiliki efek yang jelas pada penampakan organisme) bila bersama-sama dengan ”A”. Sebaliknya gen ”A” disebut dominan terhadap gen ”a” karena gen ”A” diekspresikan sepenuhnya pada penampakan fisik organisme.

Haploid & Diploid

Kumpulan gen yang terdapat di dalam setiap sel individu disebut genom. Genom organisme eukaryot terdiri atas beberapa buah kromosom. Jumlah kromosom dasar di dalam genom suatu organisme eukaryot (biasa dilambangkan dengan n) dikatakan sebagai jumlah kromosom haploid. Sel-sel kelamin atau gamet pada manusia merupakan contoh sel yang mempunyai seperangkat kromosom haploid, atau berarti hanya mempunyai sebuah genom. itu, sel-sel lainnya (sel somatis) hampir selalu mempunyai dua buah genom, atau dikatakan mempunyai genom diploid. Misal dua sel gamet masing-masing bersifat haploid dan membawa sebagian dari sifat kedua parental, kemudian melebur dan membentuk zigot. Dan zygot ini kemudian berkembang dan terus membelah, yang kemudian membentuk sel-sel somatik yang bersifat diploid yang merupakan gabungan dari kedua genom tersebut.

Jumlah kromosom dasar di dalam genom haploid pada umumnya berbeda-beda antara satu spesies dan spesies lainnya. Pada organisme diploid kedua genom akan berpasangan pada setiap kromosom yang sesuai. Artinya, kromosom nomor 1 dari genom pertama akan berpasangan dengan kromosom nomor 1 pula dari genom kedua. Demikian seterusnya hingga pasangan kromosom yang ke-n. Kromosom-kromosom yang berpasangan ini dinamakan kromosom homolog.

Dengan adanya kromosom-kromosom homolog, tiap gen yang terletak pada lokus tertentu di dalam suatu kromosom dapat berpasangan dengan gen yang sesuai pada kromosom homolognya. Sebagai contoh, gen A (dominan) pada suatu kromosom dapat berpasangan dengan gen A pada kromosom homolognya sehingga terbentuk genotipe homozigot dominan untuk lokus tersebut. Jika pada kromosom yang satu terdapat gen A dan pada kromosom homolognya terdapat gen a, maka akan diperoleh genotipe heterozigot. Demikian pula, jika pada kedua kromosom homolog gen a berpasangan dengan gen a, maka akan didapatkan genotipe homozigot resesif.

Epistasis dan Hipostasis

Epistasis adalah interaksi di mana sebuah gen mengalahkan pengaruh gen lain yang bukan alelnya. Gen yang mengalahkan disebut ”epistasis” dan gen yang dikalahkan disebut ”hypostasis”. Pada peristiwa epistasis, paling sedikit harus ada 2 pasang gen yang terlibat. Gen pada lokus yang satu berinteraksi dengan gen pada lokus lain. Dari hasil interaksi tersbut diperoleh fenotip yang tidak akan diperoleh jika gen-gen tersebut bekerja sendiri-sendiri. Interaksi epistasis sama sifatnya dengan kondisi dominan resesif, perbedaannya adalah kondisi dominan-resesif berlaku bagi gen sealel. Ada 6 tipe ratio epistasis dari induk dihibrida yang umum dikenal, yaitu:

1.   Epistasis dominan (12:3:1); misal: warna labu summer squash dan warna kulit gandum

2.   Epistasis resesif (9:3:4); misal: warna bulu mencit, warna biji buncis

3.   Interaksi ganda (9:6:1)

4.   Epistasis dominan ganda (15:1)

5.   Epistasis esesif ganda (9:7)

6.   Epistasis dominan dan resesif (13:3); misal: warna bulu ayam ras

Hello world!

December 11, 2009

Welcome to WordPress.com. This is your first post. Edit or delete it and start blogging!


Follow

Get every new post delivered to your Inbox.