Makalah Lisosom dan Retikulum Endoplasma

RETIKULUM ENDOPLASMA DAN LISOSOM

Ketika membahas membrane sel, pada bagian sitrosol dari sel terdapat lipatan-lipatan akibat invaginasi maupun evaginasi berulang-ulang dari membrane sel. Lipatan-lipatan ini membentuk kompartemen-kompartemen atau ruangan-ruangan didalam sitoplasma. Ruangan-ruangan ini disebut organela. Terdapat tujuh organela didalam sel hewan dan delapan sel organela didalam sel tumbuhan. Organela-organela ini memiliki fungsi dan aktifitas yang berbeda-beda, dan ditujukan untuk mendukung kehidupan sel. Dalam materi ini kita akan membahas organela retikulum endoplasma dan lisosom dalam satu sel.

A.           Retikulum Endoplasma

Organel ini diketemukan oleh Porter dan kawan-kawan pada tahun 1945 dan merupakan bangunan yang berbentuk ruangan-ruangan berdinding membran dan saling berhubungan membentuk anyaman. Masing-masing ruangan retikulum endoplasma ini mempunyai bentuk yang berbeda-beda

Dan pada dasarnya dibedakan menjadi tiga macam  jenis yaitu: (Juwono dan Juniarto, 2012).

1.      Sisterna, yaitu berbentuk ruangan gepeng yang kadang-kadang tersusun berlapis-lapis dan saling berhubungan.

2.      Tubuler, yaitu ruangan berbantuk tabung atau saluran.

3.      Vesikuler, yaitu ruangan berbentuk seperti gelembung yang lepas satu sama lain.

a.      Struktur Molekular Retikulum Endoplasma.

Reticulum endoplasma (RE) apabila diamati tampak berupa lembaran yang berlipat-lipat, mengelilingi suatu ruangan yang disebut lumen atau sisterna yang berbentuk labirin. Reticulum endoplasma terdiri atas tubulus-tubulus, vesikel dan kantong-kantong pipih yang menempati ruang sitoplasma. Membran RE bersifat kontinyu dan tidak terputus serta tertutup membentuk lumen yang memisahkan dengan lingkungan sitoplasma. Reticulum endoplasma terdiri dari dua bentuk: (Sumadi dan Aditya, 2007)

1.      Reticulum Endoplasma Kasar.

Banyak dijumpai didalam sel yang dikhususkan untuk sekresi protein, tersusun dari tumpukan sisterna gepeng yang menyerupai kantong, dan dibatasi oleh membran yang berhubungan langsung dengan membran luar selubung inti. Disebut reticulum endoplasma kasar karena terdapat poli ribosom pada permukaan sitosol di membrane reticulum endoplasma tersebut. Fungsi utama reticulum endoplasma kasar adalah memisakan protein yang tidak diperuntukkan untuk sitosol. Fungsi lainnya yaitu sebagai tempat melekatnya ribosom, sisntesis fosfolipid, perakitan protein dengan banyak rantai dan glikosilasi awal (inti) glikoprotein. (Mescher, 2012)

2.      Retikulum endoplasma halus

Pada reticulum endoplasma halus tidak terdapat poliribosom yang melekat. Jumlah retikulum ini lebih sedikit dari pada reticulum endoplasma kasar tetapi berhubungan secara kontinyu dengan reticulum endoplasma kasar. reticulum endoplasma halus mengandung reticulum yang berhubungan dengan sejumlah kemampuan fungsional khusus. Peran utamanya adalah sintesis berbagai molekul fosfolipid yang menyusun semua membrane sel. (Mescher, 2012)

b.      Enzim enzim reticulum endoplasma

Pada membran RE terdapat enzim enzim dan rantai molekul molekul pembawa electron. Enzim enzim itu antara lain Hidrolase terutama glukosa 6-fosfatase dan nukleusida fosfatase, enzim enzim yang berperan dalam metabolisme, sintesis fosfolipid, dan steroid, glikosintransferase yang berperan sebagai katalisator dalam sintesis glikolipid dan glikoprotein. (Mescher, 2012)

Banyaknya enzim hidroksilase dalam membrane RE menyebabkan hidroksilasi enzin enzim dalam membrane RE mempunyai inductor untuk pengaktifanya. Inductor itu antara lain 3-metil kolantrene, anaftoflafon, fenobarbital, dan dioksin (Mescher, 2012)

c.       Retikulum endoplasma sebagai pusat Biosintesis sel

Butir-butir ribosom pada membrane REK akan mensistesis rantai polipeptida,yang elongasinya (pemanjangannya) tidak berada disitosol melainkan menembus membrane RE. Sebagian dari rantai polipeptida ini tetap berada didalam membran menjadi protein transmembran, sedangkan bagian yang lain dilepas didalam sisterna RE. Protein transmembran yang dihasilkan diperuntukkan bagi membrane sel organel lainnya, sedangkan protein-protein yang dituangkan ke dalam lumen RE di peruntukkan bagi organel lainnya atau diekskresikan. (Sumadi dan Aditya, 2007)

Sisntesis protein transmembran dan lumina dilakukan oleh polisoma yang menempel pada membran RE serta melibatkan dua jenis reseptor. Reseptor pertama untuk mengenali ribosom subunit besar yang akan mengikat ribosom pada membrane RE sehingga memungkinkan terjadinya pemindahan rantai polipeptida dari sitosol ke lumen RE. sedangkan reseptor kedua mengikat ujung 3’ mRNA yang akan diterjemahkan. Pemindahan rantai polipeptida kedalam lumen RE ditentukan oleh rantai mRNA yang diterjemahkan. Pada mRNA terdapat kodon untuk polipeptida isyarat. Penerjemah ini terjadi disitosol yang mempunyai molekul pengenal isyarat (SRP= signal recognition particle). SRP ini akan mengikat polipeptida isyarat segera setelah terbentuk. Kompleks SRP dan polipeptida isyarat ini segera mengikatkan diri pada reseptornya yang terdapat di membrane RE.(Sumadi dan Aditya, 2007)

Proses sintesis protein yang terjadi di REK akan dijelaskan pada uraian berikut ini:

1.      mRNA menginisiasi sintesis protein dengan mengikat sub unit ribosom.

2.      Segmen pertama dari polipeptida yang baru diterjemahkan dari ribosom adalah sinyal N-terminal.

3.      Akibat bertubrukan dengan RE sinyal sifatnya hidrofobik akan menetrasi kedalam membrane.

4.      Sintesis protein berjalan terus, pertumbuhan rantai polipeptida meluas menembus membran mengikuti sinyalnya.

Jika protein akan disekresikan, seluruh rantai polipeptida mengikuti sinyalnya akan menembus membran RE dan masuk kedalam ruang Re. jika protein terbenam didalam membran, satu atau lebih sinyal stop transfer akan menahan gerakan protein menembus membran. .(Sumadi dan Aditya, 2007)

Sesudah pertumbuhan polipeptida memanjang memasuki atau melalui membrane RE, sinyal didegradasi oleh enzim peptidase yang terbenam didalam membran. (Sumadi dan Aditya, 2007)

5.      Setelah disintesis lengkap, subunit ribosom terlepas dari mRNA dan lepas dari RE. mRNA dibebaskan atau terikat pada membran RE  dengan ribosom yang lain untuk menerjemahkan pesan yang sama.

Setelah molekul protein selesai disintesis akan terjadi perpindahan molekul tersebut dari sitosol ke mitokondria, kloroplas dan peroksisoma melibatkan hidrolisis ATP yang terdapat di sitosol. Tenaga dari ATP digunakan untuk mengurai liipatan-lipatan molekul protein yang akan dipindahkan. Selain itu untuk menyisipkan dan mendorong masuknya molekul protein kedalam lumen organel tersebut juga diperlukan tenaga. (Sumadi dan Aditya, 2007)

Selain protein di dalam RE juga terjadi proses sintesis fosfolipid dan kolestrol. Proses sintesisnya terjadi dalam membran RE. Fosfolipid dan kolestrol yang disintesis pada umumnya digunakan untuk memperbaiki membran sel atau membran organela yang rusak. Fosfolipid yang disintesis kebanyakan adala fosfatidilkolin. Fosfatidilkolin disintesis dari gliserol-fosfat dan kolin. Molekul-molekul ini pada awalnya berada di sitosol membran RE kemudian oleh aktivitas protein pemindahan yang disebut flipase akan menyebabkan fosfatidilkolin dipindhkan ke sitosol belahan luminal membran RE, sedangkan fosfatidilserin dan fosfatidil inositol tetap berada di sitosol membran RE.(Sumadi dan Aditya, 2007)

B.     Lisosom

Organel ini baru ditemukan oleh  Cristian De Duve pada tahun 1955 berdasarkan pemeriksaan-pemeriksaan secara biokimiawi dan tidak dapat dilihat secara jelas dengan menggunakan mikroskop cahaya. Dalam keadaan tidak aktif lisosom berbentuk bulat atau oval dengan diameter rata-rata 0,4 mikron dan jumlahnya dalam sel tidak tentu. (Juwono dan Juniarto, 2012)

Lisosom merupakan kantung terikat membrane dari enzim hidrolitik yang digunakan oleh sel untuk mencerna makromolekul. Terdapat enzim lisosom yang dapat menghidrolisis protein, polisakarida lemak, dan asam nukleat  semuanya merupakan kelas utama makromolekul. Membrane lisosom mempertahan kan pH yang rendah dengan memompakan ion hydrogen dari sitosol kedalam lumen lisosom. Jika lisosom pecah, atau membocorkan kandungannya, aktiuvitas enzim berkurang dalam lingkungan sitosol yang netral. (Campbell, 1999)

a.      Bentuk Lisosom

Seperti halnya RE dan apparatus golgi, lisosom juga terusun seperti halnya membrane sel, tetapi hanya terdiri dari satu lapis saja. Hasil pengematan mikroskop electron menunjukkan bahwa bentuk dan ukuran lisosom sangat bervariasi. Lisosom pada dasarnya terbagi menjadi dua yaitu lisosom primer yang hanya berisi enzim-enzim hidrolase dan lisoson sekunder yang selain berisi hidrolase juga terdapat substrat yang sedang dicerna. Lisosom berasal dari pembentukan yunas siterna  apparatus golgi pada sisi trans. Lisosom primer pada umumnya adalah vesikuli yang bersalutkan protein yang disebut klatrin. (Sumadi dan Aditya, 2007)

b.      Enzim-enzim lisosom

Enzim-enzim yang terkandung dalam lisosom bermacam macam. Lisosom mengandung sekitar 40 enzim hidrolitik yang berbeda dan terutama banyak ditemukan di sel-sel dengan aktivitas fagositik yang besar seperti pada makrofag dan neutrifil. Meskipun sifat dak aktifitas enzim lisosom bervariasi bergantung pada jenis sel, enzim yang paling umum dijumpai adalah protease, nuclease, fosfatase, fosfolipase, sulfatase, dan -glukuronidase. (Mescher, 2012)

Komponen sitosol dilindungi oleh enzim-enzim tersebut oleh membrane yang mengelilingi lisosom dan karena enzim-enzim  lisosom beraktivitas optimal pada pH asam (5,0). Setiap kebocoran enzim lisosom praktis menjadi inaktif pada pH sitosol (7,2) dan tidak berbahaya bagi sel. (Mescher, 2012)

c.       Fungsi Lisosom

Lisosom berfungsi dalam pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Amoeba dan banyak protista lain makan dengan jalan menelan organisme dan partikel makanan lain yang lebih kecil, suatu proses yang disebut fagositosis (bahasa yunani, plagein yang berarti  “memakan” dan kytos, berarti “wadah” yang dimaksud ini untuk sel). Vakuola makan yang terbentuk dengan cara ini kemudian bergabung dengan lisosom, yang enzimnya mencerna makanan. Sebagaian sel manusia juga melakukan fagositosis. Diantaranya ialah makrofag, sel yang membantu mempertahankan tubuh dengan merusak bakteri dan penyerang lainnya. (Campbell, 1999)

d.      Mekanisme Pencernaan Oleh Lisosom

Proses pencernaan yang terjadi secara enzimatis di lisosom terdiri dari berbagai macam tergantung dari jenis dan asal bahan yang akan dicerna. Bila asal bahan yang dicerna dari luar sel maka proses pencernaannya disebut heterofagi, sedangkan bila bahannya berasal dari dalam disebut autofagi.

Proses pencernaan heterofagi terjadi dengan jalan endositosis. Artinya bahan yang berasal dari luar akan masuk ke dalam sel dengan jalan endositosis membentuk endosom. Endosom akan melebur dengan lisosom primer sehingga enzim lisosom akan berkontak langsung dengan bahan yang akan dicerna, selanjutnya proses pencernaan akan berlangsung. Terbentuk lisosom sekunder. Kemudian sisa pencernaan akan keluar dari sel dengan cara eksositosis. (Sumadi dan Aditya, 2007)

Pada proses pencernaan autofagi, bahan yang menjadi substrat berasal dari komponen itu sendiri . mekanismenya dimulai dengan kegiatan sebuah sisiterna  RE yang akan melengkung dan mengelilingi sebagian sitoplasma yang padanya terdapat berbagai macam organela dan inklusi. Setelah terbentuk vesikel maka enzim akan segera dicurahkan sehingga terjadi autolisosom yang akan menghasilkan badan-badan residu yang akan dikeluarkan dari sel. (Sumadi dan Aditya, 2007)

e.       Biosintesis dalam Lisosom

Biosintesis dalam lisosom berkaitan dengan hidrolase dan protein membrane. Kedua protein ini seperti halnya protein-protein yang lain  disintesis  di RE untuk kemudian dipindahkan ke apparatus golgi oleh vesikula pengangkut. Enzim hidrolase di tandai dengan manosa-6-fosfat (M-6-P). penembahan ini terjadi di sis apparatus golgi. Enzim ini selanjutnya akan diangkut kedaerah trans yang terdapat reseptor bagi M-6-P yang letaknya bergerombol dimembran apparatus golgi yang berklaratin. Hal ini akan menyebabkan enzim hidrolase yang bertanda tersebut akan selalu menuju ke arah trans apparatus golgi dalam rangka untuk terbentuknya kompleks M-6-P dengan reseptornya. . (Sumadi dan Aditya, 2007)

Reseptor M-6-P hanya kan mengikat M-6-P pada pH 7 dan enzim lisosom akan dilepaskan pada pH kurang dari 6. Penurunan pH dalam lisosom primer ini dapat terjadi karena adanya penambahan ion H⁺ yang diangkut oleh protein pengangkut yang berasal dari membrane lisosom primer. (Sumadi dan Aditya, 2007)

Ayat Al-Quran yang berkaitan dengan Lisosom dan Retikulum Endoplasma.

       Surat Saba’ ayat 22.

        

22.  Katakanlah: " Serulah mereka yang kamu anggap (sebagai Tuhan) selain Allah, mereka tidak memiliki (kekuasaan) seberat zarrahpun di langit dan di bumi, dan mereka tidak mempunyai suatu sahampun dalam (penciptaan) langit dan bumi dan sekali-kali tidak ada di antara mereka yang menjadi pembantu bagi-Nya.   

Daftar Pustaka

Campbell, dkk. 1999. Biologi Umum. Jakarta: Erlangga.

Juwono dan Achmad Zulfa Juniarto. 2012. B iologi Sel. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Mescher, Anthony L. 2012. Histologi Dasar JUNQUIERA. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Sumardi dan Aditya Marianti. 2007. Biologi Sel. Jakarta: Graha Ilmu.