---
title: "Organisasi Fungsional Sel Eukariot"
book: "Biologi Universitas — Tahun 1"
subject: biology
language: id
chapter: 6
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/6-organisasi-fungsional-sel-eukariot
---

# Bab 6 — Organisasi Fungsional Sel Eukariot

Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) pankreas membuat, setiap hari, kira-kira sebanyak massanya sendiri berupa enzim pencernaan lalu mencurahkannya ke dalam sebuah saluran. Enzim itu adalah protein yang akan mencerna [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang membuatnya; karena itu [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu membangunnya di dalam selembar membran yang tertutup, mengangkutnya lewat ruang kedua tempat enzim itu dipilah dan dipekatkan, menimbunnya dalam butiran, dan melepasnya hanya pada isyarat sebuah santapan. Tiap langkahnya berlangsung dalam ruang berbatas membran yang berbeda, dan lalu lintas antarruang itu diangkut vesikel. Bab ini memerikan ruang-ruang [sel eukariot](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk), [sistem endomembran](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) tempat protein mengalir, [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) yang mengubah energi, rangka yang menjaga bentuk [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) dan menggerakkan bagiannya, serta ciri yang membedakan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan dari [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan.

## 6.1 Ruang-ruang sel

**Definisi 6.1 (Organel, sitosol).**

Yang disebut *organel* adalah sebuah struktur di dalam [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) dengan susunan dan fungsi yang tertentu; organel berbatas membran adalah ruang yang bagian dalamnya berbeda susunannya dari *sitosol*, yaitu larutan berair [sitoplasma](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) di luarnya. Ruang berbatas membran: [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk), [retikulum endoplasma](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), [badan Golgi](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), [peroksisom](#def-b1-eukaryotic-cell-peroxisome), [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), dan pada tumbuhan [plastida](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) serta [vakuola](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell). Organel tanpa membran: ribosom, [sentrosom](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton), [rangka sel](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton).

![Sebuah sel hewan umum yang dibelah. Intinya di pusat; di sekelilingnya retikulum endoplasma kasar yang bersinambung dengan selubung inti, lalu retikulum halus, tumpukan Golgi beserta vesikelnya, mitokondria, lisosom, dan sentrosom tempat mikrotubulnya memancar.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/fig-bb682e600887.svg)

*Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan umum yang dibelah. [Intinya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) di pusat; di sekelilingnya [retikulum endoplasma kasar](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) yang bersinambung dengan [selubung inti](#def-b1-eukaryotic-cell-nucleus), lalu retikulum halus, tumpukan Golgi beserta vesikelnya, [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), dan [sentrosom](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) tempat [mikrotubulnya](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) memancar.*

**Definisi 6.2 (Inti sel).**

*Inti* memegang kromosom sebagai *kromatin*, yaitu DNA yang tergulung pada protein histon ([Bab 17](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/17-genom-sel-dan-virus#ch-b1-genomes)). Ia dibatasi *selubung inti*, yaitu dua membran yang bagian luarnya bersinambung dengan [retikulum endoplasma](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), tertembus *liang inti* tempat RNA dan protein melintas ke dua arah di bawah kendali. *Anak inti* adalah kawasan tempat RNA ribosom dibuat dan ribosom dirakit. [Inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) memisahkan transkripsi (di dalam) dari translasi (di luar), sebuah pemisahan yang tidak dimiliki prokariot.

**Proposisi 6.3 (Ruang-ruang sebuah sel hati).**

Dalam sebuah hepatosit bervolume $5000\,\text{µ}\mathrm{m}^{3}$, [sitosolnya](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) mengambil sekitar separuh volumenya, [mitokondrianya](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) seperlima, [retikulum endoplasmanya](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) seperenam, [intinya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) seperenam belas, sedangkan Golgi, [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) dan [peroksisomnya](#def-b1-eukaryotic-cell-peroxisome) beberapa persen bersama-sama. Membrannya bercerita lain: dari $110\,000\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ membran dalam [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu, separuhnya adalah [retikulum endoplasma](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), sepertiganya membran dalam [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), dan hanya $2\,\%$ membran plasma. Sebagian besar membran sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) berada di dalamnya.

![Tempat membran sebuah sel hati berada. Membran plasma, satu-satunya yang tampak dari luar, adalah dua persen totalnya; retikulumnya dan membran dalam mitokondrianya, yang terlipat di dalam, adalah empat perlimanya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/fig-c5e8380b775c.svg)

*Tempat membran sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hati berada. Membran plasma, satu-satunya yang tampak dari luar, adalah dua persen totalnya; retikulumnya dan membran dalam [mitokondrianya](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), yang terlipat di dalam, adalah empat perlimanya.*

## 6.2 Sistem endomembran

**Definisi 6.4 (Retikulum endoplasma, badan Golgi, lisosom).**

Yang disebut *retikulum endoplasma* (RE) adalah sebuah jala lembaran dan pipa membran yang melingkupi satu ruang bersinambung, yaitu lumennya, dan bersinambung dengan [selubung inti](#def-b1-eukaryotic-cell-nucleus). Bagiannya yang *kasar* bertaburan ribosom yang menyuntikkan protein buatannya ke dalam lumen atau ke dalam membrannya; bagiannya yang *halus* membuat lipid, menimbun kalsium dan menawarkan racun. *Badan Golgi* adalah setumpuk kantong pipih (sisterna), dengan sisi *cis* penerima dekat RE dan sisi *trans* pengirim, tempat protein dari RE diubah (gulanya dipangkas dan ditambahkan), dipilah, dan dikemas ke dalam vesikel menuju tujuannya. *Lisosom* adalah vesikel yang asam (pH $\approx 5$) dan penuh enzim hidrolitik yang mencerna bahan yang dibawa masuk dari luar atau [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) yang sudah aus. Bersama vesikel yang bergerak di antaranya dan membran plasma, semuanya membentuk *sistem endomembran*: satu himpunan ruang yang terhubung dan lumennya secara topologis adalah sisi luar [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell).

**Proposisi 6.5 (Lintasan sekresi).**

Sebuah protein yang ditakdirkan untuk disekresikan, untuk membran plasma, atau untuk sebuah [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) disintesis oleh ribosom yang terikat pada RE kasar, masuk ke lumen RE sambil dibuat, melipat di sana, mengembara dalam vesikel ke sisi cis Golgi, melintasi tumpukan itu sambil diubah, dan meninggalkan sisi trans dalam sebuah vesikel yang teralamatkan ke tujuannya: sebuah butiran sekresi yang melebur dengan membran plasma pada sebuah isyarat (*eksositosis teratur*), sebuah vesikel yang melebur terus-menerus (eksositosis *konstitutif*, yang juga mengantarkan membran baru), atau sebuah [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane). Protein [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) dan protein [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) dibuat pada ribosom bebas dan tak pernah masuk ke sistem itu. Yang menentukan adalah sebuah *urutan isyarat* pada awal protein tersebut ([Bab 19](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/19-pengungkapan-gen-transkripsi-dan-translasi#ch-b1-gene-expression)).

**Bukti eksperimental.** Palade (tahun 1960-an) memberi makan irisan pankreas marmot dengan asam amino radioaktif selama tiga menit (*denyutnya*), lalu asam amino tak bertanda (*pengejarannya*), dan menemukan letak keradioaktifannya lewat autoradiografi mikrograf elektron pada beberapa selang. Pada $3\,\mathrm{min}$ butir peraknya terletak di atas RE kasar; pada $20\,\mathrm{min}$ di atas Golgi; pada $40\,\mathrm{min}$ di atas [vakuola](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) pemekat dan butiran baru; pada $2\,\mathrm{h}$ di dalam lumen salurannya. [Fraksinasi sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-fractionation) memberikan urutan yang sama secara kimia. Blobel (tahun 1970-an) memperlihatkan bahwa protein sekresi yang dibuat dalam tabung uji tanpa membran dua puluh residu lebih panjang daripada bentuk yang disekresikan dan tidak terlindung dari protease yang ditambahkan, sedangkan bila dibuat dengan membran RE hadir protein itu terpotong dan terlindung: residu tambahan itulah isyarat yang mengarahkan rantai yang sedang tumbuh masuk ke RE. ∎

![Denyut dan pengejaran Palade pada pankreas: tempat protein bertanda itu berada, sebagai fungsi waktu. Protein itu berpindah dari RE ke Golgi dalam seperempat jam, mencapai butirannya dalam satu jam, dan meninggalkan selnya sepanjang dua jam berikutnya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/fig-d86d900d16d0.svg)

*Denyut dan pengejaran Palade pada pankreas: tempat protein bertanda itu berada, sebagai fungsi waktu. Protein itu berpindah dari RE ke Golgi dalam seperempat jam, mencapai butirannya dalam satu jam, dan meninggalkan [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) sepanjang dua jam berikutnya.*

![Sebuah sel asinus pankreas dalam mikroskop elektron transmisi: RE kasar yang berjejal dalam tumpukan sejajar mengelilingi inti di pangkalnya, Golgi di atasnya, dan butiran sekresi yang padat berdesakan ke arah puncaknya dan salurannya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/img-fa6ca9b2eb22.jpg)

*Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) asinus pankreas dalam [mikroskop elektron](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#prop-b1-cell-unit-of-life-microscopes) transmisi: RE kasar yang berjejal dalam tumpukan sejajar mengelilingi [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) di pangkalnya, Golgi di atasnya, dan butiran sekresi yang padat berdesakan ke arah puncaknya dan salurannya.*

**Metode 6.6 (Mengikuti sebuah molekul menembus sel).**

1. Tandailah satu rombongan pendek: paparkan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) pada sebuah prazat radioaktif atau berpendar selama beberapa menit (denyutnya), lalu gantilah dengan prazat tak bertanda yang berlebih (pengejarannya), sehingga hanya molekul yang dibuat selama denyutnya yang membawa tanda itu.
2. Ambillah cuplikan pada beberapa selang, fiksasi, lalu temukan letak tandanya: lewat autoradiografi sayatan, lewat mikroskopi fluoresensi, atau lewat fraksinasi dan pencacahan.
3. Ruang yang tandanya memuncak lebih dahulu berada di hulu; urutan puncaknya adalah rutenya; selangnya adalah waktu singgahnya.
4. Hambatlah satu langkah (dingin, penghambat energi, sebuah mutan) lalu lihatlah di mana tandanya menumpuk: ruang sebelum hambatan itu.

**Definisi 6.7 (Endositosis).**

Yang disebut *endositosis* membawa bahan masuk: membran plasma melekuk ke dalam mengelilinginya lalu menjepit sebuah vesikel, yang umumnya melebur dengan sebuah [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane). *Fagositosis* menelan partikel (sebuah bakteri, sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang mati); *pinositosis* memasukkan tetesan cairan; *endositosis berperantara reseptor* memekatkan satu molekul tertentu (partikel pembawa kolesterol, transferin pembawa besi) pada reseptor di dalam lekuk bersalut sebelum memasukkannya. Eksositosis menambahkan membran pada permukaan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) dan endositosis menyingkirkannya; pada [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang menyekresi keduanya berimbang sehingga permukaannya tetap sementara seluruh bidang membran berputar melewatinya tiap jam.

## 6.3 Mitokondria dan plastida

**Definisi 6.8 (Mitokondria).**

Yang disebut *mitokondria* adalah [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) selebar $0.5\text{ to }1\,\text{µ}\mathrm{m}$ dan sepanjang beberapa mikrometer, yang dibatasi dua membran: membran luar yang licin dan tertembus molekul kecil, serta membran dalam yang terlipat menjadi *krista* yang tak tertembus ion dan membawa rantai respirasi serta ATP sintase ([Bab 15](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/15-respirasi-sel-dan-fermentasi#ch-b1-respiration-fermentation)). Di dalamnya terdapat *matriks*, yang memegang enzim daur Krebs, ribosom bertipe bakteri dan beberapa salinan DNA melingkar yang kecil. Mitokondria membelah lewat pembelahan biner, bergerak sepanjang [rangka sel](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton), dan berjumlah dari beberapa ratus sampai beberapa ribu tiap [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell).

**Definisi 6.9 (Plastida).**

Yang disebut *plastida* adalah [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) bermembran rangkap pada [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan: *kloroplas*, yang di dalamnya sistem membran ketiga, yaitu *tilakoid* yang bertumpuk menjadi grana dan terendam dalam *stroma*, menjalankan fotosintesis ([Bab 14](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/14-fotosintesis-dan-autotrofi#ch-b1-photosynthesis)); amiloplas, yang menimbun pati; kromoplas, yang memegang pigmen buah dan mahkota bunga. Semuanya diturunkan dari proplastida dan, seperti [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), memuat DNA melingkarnya sendiri serta ribosom bertipe bakteri dan membelah lewat pembelahan biner.

![Sebuah mitokondria (kiri) dan sebuah kloroplas (kanan) dalam sayatan di bawah mikroskop elektron. Masing-masing bermembran selubung dua lapis; di dalamnya, membran dalam mitokondria yang terlipat dan tilakoid kloroplas yang bertumpuk — membran tempat energi diubah.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/img-8d044dc24442.jpg)

![Sebuah mitokondria (kiri) dan sebuah kloroplas (kanan) dalam sayatan di bawah mikroskop elektron. Masing-masing bermembran selubung dua lapis; di dalamnya, membran dalam mitokondria yang terlipat dan tilakoid kloroplas yang bertumpuk — membran tempat energi diubah.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/img-5a448090e3dd.jpg)

*Sebuah [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) (kiri) dan sebuah [kloroplas](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) (kanan) dalam sayatan di bawah [mikroskop elektron](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#prop-b1-cell-unit-of-life-microscopes). Masing-masing bermembran selubung dua lapis; di dalamnya, membran dalam [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) yang terlipat dan [tilakoid](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) [kloroplas](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) yang bertumpuk — membran tempat energi diubah.*

**Proposisi 6.10 (Asal usul endosimbiosis).**

[Mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) dan [plastida](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) diturunkan dari bakteri yang hidup bebas lalu ditelan sebuah [sel eukariot](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) leluhur dan dipertahankan sebagai simbion: [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) dari sebuah bakteri aerob, [plastida](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) dari sebuah sianobakteri.

**Bukti eksperimental.** Kedua [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) itu bermembran dua, yang di dalam bersusunan bakteri dan yang di luar mirip milik inangnya; berkromosom melingkar tanpa histon; beribosom seukuran ribosom bakteri dan peka terhadap antibiotik; berkode genetik dengan ragam bakteri; membelah secara biner lepas dari pembelahan [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell); dan gennya, ketika diurutkan, mengelompok bersama gen garis keturunan bakteri tertentu (alfaproteobakteri, sianobakteri) alih-alih bersama gen [inti sel](#def-b1-eukaryotic-cell-nucleus) yang menaunginya. Sebagian besar gen aslinya sejak itu telah berpindah ke [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk), dan [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) itu tidak lagi sanggup hidup sendirian. ∎

**Definisi 6.11 (Peroksisom).**

Yang disebut *peroksisom* adalah [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) kecil bermembran tunggal yang memuat enzim oksidatif yang memindahkan hidrogen dari substratnya (asam lemak, alkohol) ke oksigen, sehingga menghasilkan hidrogen peroksida, serta katalase, yang memusnahkan peroksida itu di tempat. Ia mengurung sebuah kimia yang berbahaya.

## 6.4 Rangka sel

**Definisi 6.12 (Rangka sel).**

Yang disebut *rangka sel* adalah sebuah jala filamen protein yang memberi [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) bentuknya, menambatkan [organelnya](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle), dan menggerakkan [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) itu serta [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) sendiri. Ada tiga macam: *mikrofilamen* dari aktin ($7\,\mathrm{nm}$, dua untai terpilin dari subunit bulat), yang memusat di bawah membran plasma dan bertanggung jawab atas bentuk [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell), gerak merayap, cincin kerut pembelahan dan kerutan otot bersama miosin; *mikrotubul* (pipa berongga $25\,\mathrm{nm}$ dari tubulin), yang memancar dari *sentrosom*, yaitu rel tempat protein motor (kinesin ke arah luar, dinein ke arah dalam) membawa vesikel dan [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle), gelendong pembelahan, serta teras silia dan flagel; *filamen antara* ($10\,\mathrm{nm}$, serupa tali, dari keratin dan protein kerabatnya), yaitu serabut yang tahan secara mekanis yang mengakukan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) dan menambat pada desmosom. Mikrofilamen dan mikrotubul merakit dan membongkar diri terus-menerus dari lubuk subunitnya.

![Ketiga filamen rangka sel, digambar pada skala yang sama. Aktin dan tubulin berpolimerisasi secara berbalikan dari subunit bulat; filamen antara adalah tali yang mantap.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/fig-e2941e4e8c17.svg)

*Ketiga filamen [rangka sel](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton), digambar pada skala yang sama. Aktin dan tubulin berpolimerisasi secara berbalikan dari subunit bulat; [filamen antara](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) adalah tali yang mantap.*

**Contoh 6.13 (Menggerakkan sebuah vesikel).**

Sebuah vesikel sekresi yang meninggalkan Golgi dijemput kinesin, sebuah motor yang berjalan sepanjang sebuah [mikrotubul](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) ke arah tepi [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) pada sekitar $1\,\text{µ}\mathrm{m}/\mathrm{s}$, dengan biaya satu ATP tiap langkah $8\,\mathrm{nm}$; dalam sebuah [neuron](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/4-pola-tubuh-dan-jaringan-hewan#def-b1-body-plans-tissues-nervous) motor yang sama membawa vesikel sepanjang sebuah akson yang panjangnya semeter — sebuah perjalanan sepuluh hari. Dekat permukaannya, vesikel itu diserahkan ke korteks aktin dan ke miosin bagi mikrometer terakhirnya. Difusi akan membuat sebuah vesikel $100\,\mathrm{nm}$ butuh sekitar semenit untuk melintasi [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $20\,\text{µ}\mathrm{m}$, dan bertahun-tahun untuk menempuh semeter: [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) diangkut, bukan dibiarkan mengembara.

## 6.5 Sel tumbuhan dan sel hewan

**Definisi 6.14 (Dinding sel, vakuola, plasmodesmata).**

Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan menambahkan tiga struktur pada rancangan bersama itu. *Dinding sel*, di luar membran plasma, adalah bahan gabungan dari mikrofibril selulosa dalam sebuah [matriks](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) polisakarida lain ([Bab 10](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/10-karbohidrat#ch-b1-carbohydrates)); ia menetapkan bentuk [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell), menahan tekanan di dalamnya, dan merekatkan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang bertetangga lewat lamela tengah bersama. *Vakuola*, sebuah ruang bermembran tunggal yang memegang sampai $90\,\%$ volume [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell), menimbun air, ion, gula, pigmen dan sisa; tekanan osmotiknya mendorong membran itu ke dinding, dan *turgor* inilah yang menegakkan sehelai [daun](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/3-organisasi-fungsional-sebuah-tumbuhan-berbunga#def-b1-flowering-plant-organization-organs). *Plasmodesmata* adalah saluran menembus dindingnya, yang dilapisi membran plasma, tempat [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang bertetangga bersinambung, sehingga sebuah [jaringan](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/4-pola-tubuh-dan-jaringan-hewan#def-b1-body-plans-tissues-tissue) tumbuhan sebagian merupakan satu [sitoplasma](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang terhubung (simplasnya).

![Sebuah sel tumbuhan: dindingnya di luar membrannya, vakuolanya yang memenuhi sebagian besar volumenya, kloroplas dan mitokondrianya di dalam lapisan tipis sitoplasma di antara keduanya.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-eukaryotic-cell/fig-5c56c52dc51a.svg)

*Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan: dindingnya di luar membrannya, [vakuolanya](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) yang memenuhi sebagian besar volumenya, [kloroplas](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) dan [mitokondrianya](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) di dalam lapisan tipis [sitoplasma](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) di antara keduanya.*

**Proposisi 6.15 (Sel tumbuhan dan sel hewan dibandingkan).**

Keduanya memiliki [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk), RE, Golgi, [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), [peroksisom](#def-b1-eukaryotic-cell-peroxisome), ribosom dan [rangka sel](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton). [Sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan memiliki dinding selulosa, sebuah [vakuola](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) besar, [plastida](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) dan plasmodesmata, serta tidak memiliki sentriol maupun [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) ([vakuolanya](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) yang mencerna); ia tidak merayap maupun menelan, dan membelah dengan membangun sebuah dinding baru di tengahnya. [Sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan tidak memiliki dinding (sehingga ia dapat berubah bentuk, merayap dan memfagosit), memiliki [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), sebuah [sentrosom](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) dengan sentriol, dan berhubungan lewat sambungan alih-alih lewat plasmodesmata; ia membelah dengan menjepit dirinya menjadi dua.

**Contoh 6.16 (Turgor).**

Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [daun](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/3-organisasi-fungsional-sebuah-tumbuhan-berbunga#def-b1-flowering-plant-organization-organs) yang [vakuolanya](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) memegang $0.3\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ zat terlarut menarik air masuk sampai dindingnya mendorong balik dengan tekanan sekitar $0.7\,\mathrm{MPa}$, yakni tujuh atmosfer; [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu lalu menegang dan [daunnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/3-organisasi-fungsional-sebuah-tumbuhan-berbunga#def-b1-flowering-plant-organization-organs) kukuh. Kekurangan air, [vakuolanya](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) kehilangan volume, tekanannya turun ke nol, dan [daunnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/3-organisasi-fungsional-sebuah-tumbuhan-berbunga#def-b1-flowering-plant-organization-organs) layu — dindingnya tak berubah, tekanannya lenyap ([Bab 7](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/7-membran-dan-pengangkutan-lintas-membran#ch-b1-membranes-transport)). Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan dalam larutan yang sama, karena tidak berdinding, akan begitu saja pecah.

## 6.6 Latihan

**Latihan 6.1 ★.**

Sebutkan [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) berbatas membran sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan dan fungsi utama masing-masing dalam beberapa kata.

**Solusi Latihan 6.1.**

[Inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) (kromosom, transkripsi); RE kasar (protein sekresi dan protein membran); RE halus (lipid, kalsium, penawaran racun); Golgi (pemilahan, pengubahan, pengemasan); [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) (pencernaan); [peroksisom](#def-b1-eukaryotic-cell-peroxisome) (oksidasi, katalase); [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) (respirasi, ATP).

**Latihan 6.2 ★.**

Runutlah lintasan sebuah enzim pencernaan dari sintesisnya sampai ke salurannya, dengan menamai tiap ruang dan cara protein itu berpindah di antaranya.

**Solusi Latihan 6.2.**

Disintesis oleh ribosom yang terikat pada RE kasar lalu dirangkai masuk ke lumennya ([urutan isyarat](#prop-b1-eukaryotic-cell-secretory)); vesikel bertunas dari RE dan melebur dengan Golgi cis; proteinnya melintasi tumpukan itu, diubah dan dipilah; ia meninggalkan sisi trans dalam sebuah [vakuola](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) pemekat yang mematang menjadi butiran sekresi; butiran itu melebur dengan membran apikal pada sebuah isyarat lalu mengosongkan diri ke dalam salurannya.

**Latihan 6.3 ★.**

Dari gambar neraca membran, berapa fraksi membran [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu yang bersifat [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) (membran luar ditambah membran dalam)? Mengapa membran dalamnya jauh lebih luas daripada membran luarnya?

**Solusi Latihan 6.3.**

$7 + 32 = 39\,\%$. Membran dalamnya terlipat menjadi [krista](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) karena ia membawa rantai respirasi dan ATP sintase, yang keluarannya sebanding dengan luasnya; membran luarnya hanyalah sebuah selubung.

**Latihan 6.4 ★.**

Sebutkan tiga struktur yang dimiliki [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan tetapi tidak dimiliki [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan, dan dua yang dimiliki [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hewan tetapi tidak dimiliki [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tumbuhan.

**Solusi Latihan 6.4.**

Tumbuhan: dinding selulosa, [vakuola](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) besar, [plastida](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) (plasmodesmata juga). Hewan: [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), sentriol (serta kesanggupan merayap dan memfagosit).

**Latihan 6.5 ★★.**

Dari gambar denyut dan pengejaran, pada waktu berapa tandanya memuncak di RE, di Golgi, dan di butirannya? Perkirakan waktu singgah dari RE ke butiran dan waktu sebelum separuh tandanya disekresikan.

**Solusi Latihan 6.5.**

RE pada $3\,\mathrm{min}$ (sudah menurun), Golgi pada sekitar $15\,\mathrm{min}$, butiran pada sekitar $60\,\mathrm{min}$. Singgah dari RE ke butiran sekitar $45\,\mathrm{min}$; separuhnya tersekresikan pada sekitar $110\,\mathrm{min}$.

**Latihan 6.6 ★★.**

Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) diperlakukan dengan obat yang membongkar [mikrotubulnya](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton). Ramalkan pengaruhnya pada letak Golgi, pada lalu lintas vesikel, pada pembelahan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) dan pada kibasan silianya.

**Solusi Latihan 6.6.**

Golgi, yang ditahan dekat [sentrosom](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) oleh dinein pada [mikrotubulnya](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton), terpecah dan menyebar; lalu lintas vesikelnya melambat menjadi difusi dan pengangkutan ke tepinya berhenti; gelendongnya tidak dapat terbentuk dan [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) terhenti pada mitosis; silia, yang terasnya [mikrotubul](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton), berhenti (silia yang ada mantap, tetapi tidak diperbarui).

**Latihan 6.7 ★★.**

Sebutkan empat bukti bagi asal usul bakteri [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion), dan jelaskan mengapa sebuah [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) tetap saja tidak sanggup hidup di luar sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell).

**Solusi Latihan 6.7.**

Dua membran dengan membran dalam bertipe bakteri; DNA melingkar tanpa histon; ribosom seukuran ribosom bakteri yang peka terhadap antibiotik; pembelahan biner; urutan gen yang mengelompok bersama alfaproteobakteri. Ia tidak sanggup hidup sendirian karena sebagian besar gennya telah berpindah ke [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk): ia mengimpor sebagian besar proteinnya dari [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle).

**Latihan 6.8 ★★.**

Lumen RE “secara topologis berada di luar [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell)”. Jelaskan ungkapan itu dengan mengikuti sebuah protein membran yang rantai gulanya menghadap lumen dari RE sampai ke membran plasma: menghadap sisi mana gula itu pada akhirnya?

**Solusi Latihan 6.8.**

Gulanya ditambahkan pada sisi lumen di dalam RE dan Golgi. Tiap peleburan vesikel mempertahankan sisinya: sisi lumen sebuah vesikel menjadi sisi lumen ruang berikutnya, dan ketika vesikel itu melebur dengan membran plasma lumennya terbuka ke luar, sehingga gulanya menghadap sisi luar. Apa yang berada di lumen, secara topologis, berada di luar.

**Latihan 6.9 ★★.**

Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang menyekresi melepas $2000\,$ butiran bergaris tengah $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ tiap hari lewat permukaan apikal seluas $40\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$. Hitunglah membran yang ditambahkan tiap hari dan berapa kali permukaan apikalnya harus didaur ulang. Apa siratannya?

**Solusi Latihan 6.9.**

Tiap butiran $\pi d^2 = 3.14\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$; tiap hari $6280\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$, yakni $157\,$ kali sisi apikalnya. [Sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu harus menarik kembali membrannya lewat [endositosis](#def-b1-eukaryotic-cell-endocytosis) pada laju yang sama, sehingga membran apikalnya berputar tiap sembilan menit dan membran yang ditarik kembali itu dikembalikan ke Golgi untuk dipakai lagi.

**Latihan 6.10 ★★★.**

Dalam sebuah tabung uji yang memuat ribosom, mRNA sebuah protein sekresi dan asam amino, hasilnya adalah rantai sepanjang $320\,$ residu; dengan vesikel RE ditambahkan, muncul rantai sepanjang $300\,$ residu di dalam vesikelnya yang tidak dicerna protease yang ditambahkan sesudahnya. Tafsirkan tiap pengamatan, dan sebutkan apa yang akan dilakukan sebuah mutan yang kehilangan dua puluh residu pertamanya.

**Solusi Latihan 6.10.**

Rantai $320\,$ residu itu adalah prazatnya beserta [urutan isyarat](#prop-b1-eukaryotic-cell-secretory) $20\,$ residunya, yang biasanya terpotong pada saat masuk ke RE. Dengan vesikelnya, rantai itu masuk ke lumen selama sintesisnya, isyaratnya terpotong, dan membrannya melindungi hasilnya dari proteasenya. Mutan yang kehilangan isyaratnya tidak dikenali mesin RE: ia dibuat pada ribosom bebas dan tinggal dalam [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle), dengan panjang penuh, tak pernah disekresikan.

**Latihan 6.11 ★★★.**

[Sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) seorang pasien kehilangan sebuah enzim [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) yang menguraikan sejenis lipid; lipid itu menumpuk dalam [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) yang membengkak dan [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) mati. Jelaskan biologi [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell), sebutkan mengapa penyakitnya paling parah pada [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang memperbarui membrannya paling cepat, dan ajukan bagaimana sebuah enzim yang disuntikkan ke dalam darah dapat mencapai [lisosomnya](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane).

**Solusi Latihan 6.11.**

Membran yang dimasukkan lewat [endositosis](#def-b1-eukaryotic-cell-endocytosis) dan [organel](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) yang aus diantarkan ke [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) untuk dicerna; tanpa enzim itu, lipid yang dikandungnya tidak dapat diuraikan dan memenuhi [lisosomnya](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane), yang membengkak sampai [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) gagal. [Sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) yang perputaran membrannya tercepat ([neuron](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/4-pola-tubuh-dan-jaringan-hewan#def-b1-body-plans-tissues-nervous), yang mendaur ulang vesikel sinapsisnya terus-menerus; makrofag) menimbunnya paling cepat. Sebuah enzim suntikan yang membawa isyarat gula yang dibawa enzim [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) dapat mengikat reseptor pada permukaan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) lalu dimasukkan lewat [endositosis](#def-b1-eukaryotic-cell-endocytosis) berperantara reseptor ke dalam [lisosomnya](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) — asas terapi penggantian enzim.

**Latihan 6.12 ★★★.**

“[Sel eukariot](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk) adalah sebuah federasi bekas bakteri yang disatukan sebuah sistem membran.” Bahaslah dalam satu paragraf, dengan menimbang apa yang dijelaskan teori endosimbiosis terhadap apa yang tidak dijelaskannya ([inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk), RE, [rangka sel](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton)).

**Solusi Latihan 6.12.**

Endosimbiosis menerangkan dengan baik [mitokondria](#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) dan [plastida](#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) (dua membran, genom dan ribosom sendiri, pembelahan biner, kerabat bakteri), dan karenanya metabolisme energi eukariot. Ia tidak menerangkan [inti](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-prokeuk), RE dan Golgi, maupun [rangka sel](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton), yang tidak memiliki padanan bakteri dan tampaknya merupakan penemuan garis keturunan inangnya — lipatan membrannya ke dalam dan protein baru. “Federasi” tepat bagi [organelnya](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle); “disatukan sebuah sistem membran” menunjuk pada bagian yang lebih besar dan belum terjelaskan: sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) inang yang sudah bersifat eukariot dalam arsitekturnya sebelum ia menerima bakteri itu masuk.

## 6.7 Soal: Sel Asinus Pankreas

**Soal 6.1.**

Soal akhir pekan — sebuah sel yang menyekresi protein sebanyak massanya sendiri tiap hari: jam Palade, membran yang harus didaur ulangnya, isyarat yang mengarahkan proteinnya, berakhir pada waktu singgah sebuah enzim pencernaan

Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) asinus pankreas adalah kubus bersisi $12\,\text{µ}\mathrm{m}$, dengan sisi apikalnya ($144\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$, pada salurannya) dan sisi basalnya pada darah. Sebuah pankreas manusia $80\,\mathrm{g}$ memuat sekitar $8 \times 10^{10}$ [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) semacam itu dan menyekresi $10\,\mathrm{g}$ protein enzim tiap hari. Sebuah butiran sekresi adalah bola bergaris tengah $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ yang memegang protein pada $200\,\mathrm{mg}/\mathrm{mL}$. Ribosom menambahkan $5\,$ asam amino tiap sekon; sebuah enzim yang lazim memiliki $250\,$ residu bermassa rata-rata $110\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**Bagian I — Jam Palade.** Gambar denyut dan pengejaran pada bab ini memberikan letak tandanya terhadap waktu.

1. Mengapa denyutnya harus singkat dan pengejarannya harus memuat asam amino tak bertanda yang berlebih?
2. Bacalah waktu ketika tandanya memuncak di RE, di Golgi dan di butirannya.
3. Perkirakan waktu singgah dari RE ke Golgi dan dari Golgi ke butiran.
4. Di mana tandanya pada $60\,\mathrm{min}$ , dan mengapa sebagian di antaranya sudah meninggalkan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) sementara sebagian besarnya masih berada dalam butiran?
5. Percobaan kedua dilakukan pada $15\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ : tandanya tinggal di RE lebih dari sejam. Tafsirkan.

**Bagian II — Massa proteinnya.**

6. Hitunglah protein yang disekresikan tiap [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tiap hari, dalam pikogram.
7. Hitunglah volume satu butiran dan massa protein yang dipegangnya.
8. Hitunglah banyaknya butiran yang dilepas tiap [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tiap hari, dan tiap menit.
9. Hitunglah volume [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu dan, dengan massa jenis $1.05\,\mathrm{g}/\mathrm{cm}^{3}$ , massanya. Berapa fraksi massanya sendiri yang disekresikannya tiap hari?
10. Hitunglah banyaknya molekul enzim dalam satu butiran (bilangan Avogadro $6.0 \times 10^{23}$ ).
11. Hitunglah waktu yang dibutuhkan sebuah ribosom untuk membuat satu molekul enzim.
12. Berapa banyak ribosom yang harus bekerja terus-menerus untuk membuat keluaran hariannya? Bandingkan dengan $4 \times 10^{6}$ ribosom yang dimuat [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) semacam itu.

**Bagian III — Membran.**

13. Hitunglah luas membran satu butiran.
14. Hitunglah membran yang diantarkan ke sisi apikalnya tiap hari lewat eksositosis butiran pada pertanyaan 8.
15. Berapa kali sehari luas sisi apikalnya ditambahkan? Apa yang harus dilakukan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu dengannya, dan lewat proses apa?
16. Membran butirannya datang dari Golgi, yang menerimanya dari RE. Bila RE [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu memiliki $20\,000\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ membran, itu setara membran butiran berapa hari? Apa yang dikatakan hal ini tentang pendauran ulang di dalam [sistem endomembrannya](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) ?
17. Sisi apikalnya membawa $2000\,$ mikrovilus bergaris tengah $0.1\,\text{µ}\mathrm{m}$ dan sepanjang $1\,\text{µ}\mathrm{m}$ . Berapa kali lipat mikrovilus itu memperluas sisi $144\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ tadi?

**Bagian IV — Alamat pada proteinnya.**

18. mRNA sebuah enzim yang ditranslasikan dalam tabung uji tanpa membran memberikan rantai yang $20\,$ residu lebih panjang daripada enzim yang ditemukan dalam butirannya. Di mana residu tambahan itu dan apakah itu?
19. Dengan vesikel RE hadir, hasilnya berpanjang tepat, berada di dalam vesikelnya, dan terlindung dari sebuah protease. Tafsirkan.
20. Percobaan yang sama dengan mRNA sebuah enzim [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) memberikan hasil di luar vesikelnya dan tak terlindung. Simpulkan.
21. Sebuah mutasi menghapus kedua puluh residu itu. Ramalkan di mana enzim itu berakhir dan apa yang terjadi pada [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) .
22. Sebuah enzim lain ditemukan dalam [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) alih-alih dalam butirannya. Ia membawa jenis [urutan isyarat](#prop-b1-eukaryotic-cell-secretory) yang sama. Di sebelah mana sepanjang lintasannya keputusan kedua itu harus diambil, dan lewat mekanisme apa, secara garis besar?
23. Sebuah [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) diperlakukan dengan obat yang menghambat sintesis ATP. Ramalkan di mana tanda sebuah denyut dan pengejaran menumpuk dan mengapa (dua alasan).
24. Gabungkan pertanyaan 3 dan 8: pada keadaan tunak, berapa banyak butiran yang “sedang dalam perjalanan” antara RE dan butiran pada tiap saat?
25. Ringkaslah hasilnya: waktu singgah dari sintesis sampai butiran, waktu sampai sekresi, butiran yang dilepas tiap menit, dan fraksi massanya sendiri yang disekresikan [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu tiap hari.

**Solusi Soal 6.1.**

**1.** Denyut yang singkat menandai satu rombongan molekul yang sempit sehingga letaknya menandai satu waktu; asam amino dingin yang berlebih menghentikan penyisipan lebih lanjut sehingga rombongan itu tidak dikaburkan sintesis yang belakangan. **2.** RE: $3\,\mathrm{min}$ (titik paling awal); Golgi dan [vakuola](#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) pemekat: sekitar $15\,\mathrm{min}$; butiran: sekitar $60\,\mathrm{min}$. **3.** RE ke Golgi sekitar $10\,\mathrm{min}$; Golgi ke butiran sekitar $45\,\mathrm{min}$. **4.** Sebagian besar dalam butirannya ($70\,\%$), sepersepuluh dalam Golgi, sepersepuluh sudah tersekresikan: lintasan konstitutif dan butiran pertama yang terbentuk melepas sebagian, sedangkan sebagian besarnya menunggu sebuah rangsangan. **5.** Pertunasan dan pengangkutan vesikel menuntut energi dan membran yang cair; dalam dingin langkah dari RE ke Golgi berhenti dan proteinnya menumpuk di hulu hambatannya. **6.** $10\,\mathrm{g}/8 \times 10^{10} = 1.25 \times 10^{-10}\,\mathrm{g} =
125\,\mathrm{pg}$ tiap [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tiap hari. **7.** $V = \frac{\pi}{6}(1)^3 = 0.52\,\text{µ}\mathrm{m}^{3} =
5.2 \times 10^{-13}\,\mathrm{mL}$; proteinnya $1.05 \times 10^{-13}\,\mathrm{g} = 0.1\,\mathrm{pg}$. **8.** $125/0.1 = 1250$ butiran tiap hari, $0.87$ tiap menit. **9.** $V = 12^3 = 1728\,\text{µ}\mathrm{m}^{3} = 1.73 \times 10^{-9}\,\mathrm{cm}^{3}$; massanya $1.8 \times 10^{-9}\,\mathrm{g}$ = $1800\,\mathrm{pg}$. Ia menyekresi $125/1800 = 7\%$ massanya tiap hari (seluruh [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) hanya $20\,\%$ protein, jadi sepertiga kandungan proteinnya). **10.** Massa molarnya $250\times 110 = 27\,500\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $1.05 \times 10^{-13}\,\mathrm{g}/27500\times6 \times 10^{23} = 2.3 \times 10^{6}$ molekul. **11.** $250/5 = 50\,\mathrm{s}$. **12.** Molekul tiap hari $1250\times2.3 \times 10^{6} = 2.9 \times 10^{9}$; satu ribosom membuat $86\,400/50 = 1728$ tiap hari; yang dibutuhkan: $1.7 \times 10^{6}$ ribosom, sekitar $40\,\%$ milik [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu. **13.** $\pi d^2 = 3.14\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$. **14.** $1250\times 3.14 = 3900\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$. **15.** $3900/144 = 27$ kali: [sel](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) itu menarik kembali luas yang sama lewat [endositosis](#def-b1-eukaryotic-cell-endocytosis) dan mengembalikannya ke Golgi. **16.** $20\,000/3900 = 5$ hari: RE-nya hanya sanggup memasok membran butiran lima hari seandainya tak ada yang kembali; membrannya harus didaur ulang terus-menerus. **17.** Tiap mikrovilus $\pi\times 0.1\times 1 =
0.31\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$; $630\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$ bagi 2000; faktor $5.4$. **18.** Pada awal rantainya: [urutan isyaratnya](#prop-b1-eukaryotic-cell-secretory), dua puluh residu yang sebagian besar hidrofobik. **19.** Isyarat itu mengarahkan rantai yang sedang tumbuh masuk ke vesikelnya, tempat sebuah peptidase isyarat menyingkirkannya; membrannya melindungi proteinnya dari proteasenya. **20.** Hanya protein yang berisyarat yang masuk ke RE; sebuah protein [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) tidak memilikinya dan tinggal di luar. **21.** Enzim itu dibuat pada ribosom bebas dan tinggal dalam [sitosol](#def-b1-eukaryotic-cell-organelle); karena ia enzim pencernaan (sebagai prazat tak aktif ia sedikit merugikan, tetapi bila teraktifkan) ia akan mencerna [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) dari dalam. **22.** Di dalam Golgi trans: enzim [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) itu membawa tanda pembeda (sebuah gula terfosforilasi) yang dikenali sebuah reseptor yang mengemasnya ke dalam vesikel menuju [lisosom](#def-b1-eukaryotic-cell-endomembrane) alih-alih ke dalam butiran sekresi. **23.** Di dalam RE (dan Golgi): pembentukan vesikel, pengangkutan motor sepanjang [mikrotubul](#def-b1-eukaryotic-cell-cytoskeleton) dan peleburan membran semuanya memakai ATP; lagi pula sintesis proteinnya sendiri berhenti, sehingga denyutnya bahkan tidak selesai. **24.** Singgah $45\,\mathrm{min}$ pada $0.87$ butiran tiap menit: sekitar $40\,$ butiran senilai protein sedang dalam perjalanan. **25.** Singgah dari sintesis sampai butiran sekitar $45\,\mathrm{min}$ ($55\,\mathrm{min}$ bila RE-nya dihitung), sekresi sesudah sekitar dua jam dalam percobaan itu (empat jam atau lebih dalam kelenjar yang hidup, sebab butirannya menunggu sebuah santapan); $0.9\,$ butiran dilepas tiap menit; $7\,\%$ massa [selnya](https://one-course.com/books/biology/3/id/chapter/5-sel-satuan-kehidupan#def-b1-cell-unit-of-life-cell) tiap hari.