INTI SEL DAN KROMOSOM

I. INTI SEL DAN KROMOSOM

Sebelum membahas inti harap diperhatikan kembali struktur sel baik pada sel bakteri (prokariot), sel tumbuhan dan hewan (eukariot). Pada gambar 1 dapat dilihat dinding sel dan membran sel, bagian-bagian yang terdapat dalam sitoplasma dan dalam inti sel.

1.1. Nukleus (Inti Sel)

Inti sel dapat diamati secara mikroskopis setelah diwarna dengan Hematoxylen Eosin (HE). Selama interfase pada inti dapat dilihat membran inti, nukleolus (anak inti), kromatin dan cairan inti .

Inti eukariot adalah suatu kompartemen terikat membran yang di dalamnya ditempatkan materi genetik yang merupakan perintah hereditas (DNA), biasanya terletak  di tengah-tengah sel atau pada wilayah tertentu dan dikelilingi oleh sitoplasma.

Instruksi hereditas (materi genetik) mengatur aktifitas sitoplasma yang menyebabkan sel tetap hidup dan mengatur pertumbuhan dan pembelahan. Pesan-pesan yang dikirim ke luar dari inti juga membantu mengarahkan respon seluler terhadap perubahan-perubahan lingkungan. Kejadian-kejadian seluler di bawah pengendalian inti dapat berlangsung cepat, terarah dan sangat spesifik.

1.1.1. Membran inti

Kandungan inti  dipisahkan dari sitoplasma oleh sistem ‘2 membran’ yang disebut membran inti/salut inti.  Membran inti berhubungan langsung dengan membran retikulumendoplasma. Pada membran inti terdapat pori inti yang berfungsi menseleksi transport molekul ked an dari sitosol. Membran terdiri dari dua lapis membran yaitu : 1) Lamina inti  yang merupakan seludang tipis di bawah membran inti sebelah dalam; dan 2) filamen intermediet yang mengelilingi membran inti sebelah luar dengan bentuk tak beraturan. 

1.1.2. Nukleolus (anak inti)

• Nukleolus tidak diselubungi oleh membran inti.
• Nukleolus merupakan kumpulan gen-gen yang aktif mentranskripsi rRNA 18S dan 28S
• Merupakan glanular yang cukup besar pada inti, terlihat sebagai  satu atau lebih bangun basofil, ukurannya lebih besar dari gumpalan kromatin.
• Sering menempel pada salut inti
• Perbandingan jumlah kandungan RNA dan anak inti  di dalam bagian inti lainnya tidak selalu tetap
• Dalam anak inti tidak terdapat   DNA

Fungsi anak inti

Untuk membuat ribosom yang terdapat dalam sitoplasma. Materi rRNA dikemas dengan protein ribosom yang hasilnya akan membentuk ribosom Karena diperlukan dalam sintesis protein, maka kalau dalam  sel yang sedang aktif mensintesis  protein,  dalam sitoplasmanya akan memiliki nukleolus yang banyak dan membesar.

Nukleolus mengandung gulungan DNA, setiap gulungan DNA mengandung sekelompok gen rRNA dan setiap kelompok gen rRNA disebut daerah organisator nukleolar. Pada derah organisator nukleolar ditranskripsi gen rRNA oleh RNA polimerase I. Pada nukleolus juga ditemukan enzym acid phospatase, nucleophospatase dan enzym-enzym  yang berperan dalam sintesis co-enzym. Keberadaan nukleolus  sangat jelas pada sel-sel yang aktif dimana ukurannya akan tampak lebih besar, misal pada oocyt, neuron, sel-sel sekresi jumlahnya dapat 1, 2 atau 4. Dalam nukleolus terdapat 3-5% RNA dan protein dalam bentuk phospoprotein.

            Penampakan nukleolus mengalami perubahan selama siklus sel. Pada saat mendekati mitosis, nukleolus mulai menurun ukurannya dan kemudian lenyap pada saat pemadatan kromosom.

!.2. Kromosom / Kromatin

Selama   interfase, di dalam inti dapat diamati adanya butir – butir basofil  dan dapat diwarnai dengan  pewarna biasa. Butir-butir ini disebut dengan butir-butir kromatin. Dengan pewarna HE akan tampak biru karena adanya molekul DNA. Butir-butir ini tampak menyebar  dalam cairan inti. Jika diamati lebih cermat, butir-butir tersebut tidak berdiri sendiri tetapi dihubungkan  dengan struktur  seperti benang sehingga butir-butir tadi disebut dengan benang kromatin.  Pada saat pembelahan sel, kromatin menjadi padat dan  disebut sebagai kromatid.  Kromosom adalah dua kromatid   simetris yang dilekatkan satu dengan lainnya oleh suatu struktur yang disebut sebagai sentromer   Sentromer juga merupakan bagian dari kromosom yang melekat ke spindle mitosis. Pada sentromer melekat suatu protein  berbentuk cakram yang disebut dengan kinetokor. Kinetokor berfungsi sebagai pusat pemasangan mikrotubul pada kromosom. Bagian kromosom  yang dipisahkan   oleh konstriksi sekunder disebut dengan satelit.

            Kromosom dapat diamati pada sel-sel  yang aktif membelah, misalnya sel gamet, sel meristematis, ujung akar, sumsum tulang, sel darah dan sel lainnya. Jumlah, ukuran dan tipe kromosom  ini  sangat spesifik dan berbeda-beda untuk masing-masing spesies sehingga dapat digunakan dalam filogeni dan taksonomi dan bidang kedokteran.

Kromosom merupakan komponen inti  yang sangat penting dan memiliki susunan yang khas. Kromosom berperan dalam penentuan sifat kebakaan, mutasi, variasi dan evolusi. Ukuran dan  jumlahnya sangat bervariasi. Pada umumnya, bila jumlah kromosom sedikit, ukuran kromosomnya lebih besar. Kromosom monokotil lebih besar dibandingkan dengan kromosom dikotil. Kromosom tanaman lebih besar dari hewan, kecuali giant chromosome  pada beberapa hewan. Dalam satu spesies, jumlah dan bentuk kromosom  tertentu, tetapi dapat pula mengalami perubahan yang dapat disebabkan oleh kerusakan, gangguan saat  pembelahan sel sehingga menimbulkan variasi. Variasi dapat terjadi pada aspek jumlah dan morfologi kromosom.

 Morfologi kromosom lebih baik dipelajari pada saat metaphase (Gambar 1.3)  karena pada fase tersebut kromosom mengalami pemadatan maksimal. Tipe kromosom ditentukan oleh posisi sentromer, yaitu sebagai berikut:

1. Metasentrik, yaitu panjang kedua lengan kromosom sama atau hampir sama
2. Sub metasentrik, yaitu panjang salah satu lengan kromosom tidak sama dengan lengan lainnya
3. Akrosentrik, yaitu salah satu lengan kromosom amat pendek dibandingkan dengan lengan yang lainnya
4. Telosentrik,  yaitu sentromer terdapat pada salah satu ujung lengan kromosom

Kariotip adalah penampakan keseluruhan kromosom dari suatu sel yang disusun berdasarkan panjang relatif kromosom, posisi sentromer, ada atau tidaknya kontriksi sekunder dan satelit. Data kariotip ditampilkan dalam suatu diagram dimana kromosom dipasangkan bersama homolognya.  Berikut adalah salah satu contoh kariotipe yang disusun dari hasil pemotretan kromosom  metafase mitosis  sel manusia

!.2.1. Pengemasan kromatin

Untuk lebih mudah mempelajari pengemasan kromatin, perhatikanlah tingkat-tingkat organisasi kromatin itu seperti pada Gambar 1.5. Molekul DNA telanjang menggulung histon membentuk nukleosom. Nukleosom menyatu menjadi benang-benang yang berukuran 30 nm yang selanjutnya menyatu membentuk loop domains.

Kromatin tersusun atas tiga kelompok makromolekul, yaitu DNA heliks ganda, histon dan protein nonhiston.

- Histon :

-          Sekelompok molekul protein dengan BM rendah, banyak mengandung asam  amino jenis lisin dan arginin

-          Histon terbentuk bersamaan dengan sintesis DNA (Fase S)

-          Histon disintesis di dalam sitoplasma yang selanjutnya dipindahkan ke dalam inti

-          Fungsinya untuk mengemas DNA  dan menghambat transkripsi sehingga DNA tidak aktif

            Pada eukariot, histon terbagi menjadi  histon nukleosomal (terdiri dari monomer H₂A, H₂B, H₃, H₄) dan histon H1. Histon nukleosomal merupakan protein kecil (102-125 asam amino) yang bertanggung jawab terhadap pelipatan DNA menjadi nukleosom. Histon H1 merupakan protein besar ( 220 asam amino) yang bertanggung jawab untuk pengemasan nukleosom menjadi serat ( + 30 nm) yang disebut kromatin.

- Nonhisoton, banyak ditemukan pada sel-sel yang aktif.

Nukleosom merupakan unit dasar struktur kromosom yang mana 1 nukleosom terdiri dari sekitar 146 pasangan basa DNA, terikat mengelilingi pusat 8 molekul histon.

DNA linker adalah wilayah DNA yang memisahkan tiap-tiap manik nukleosom, terdiri dari panjang yang bervariasi, tetapi umumnya + 60 pasangan basa.

DNA linker + manik-manik nukleosom membentuk nukleosom yang mengandung + 300 pasangan basa.

!.2.2. Heterokromatin dan Eukromatin

Bagian kromosom yang memadat (saat interfase) disebut heterokromatin, sedangkan bagian yang tidak memadat disebut eukromatin. Heterokromatin terwarna lebih kuat dengan pewarnaan kromosom dibandingkan dengan eukromatin. Pada heterokromatin DNA tetap dikemas dengan kuat dalam benang (fiber). Heterokromatin merupakan bagian DNA yang tidak aktif ditranskripsi (sintesis RNA), sebaliknya eukromatin merupakan bagian DNA yang aktif ditranskripsi. Heterokromatin dapat bersifat konstitutif yaitu permanen memadat dalam seluruh tipe sel, dan bersifat fakultatif yaitu hanya memadat pada tipe sel tertentu selama perkembangan.