[Jawaban] Fungsi Nukleus adalah Pusat Kendali Sel dan Genetik

Sudah lama saya tidak bahas tentang nukleus atau inti sel dan fungsi nukleus. Terakhir saya membahas tentang nukleus adalah ketika saya masih mengajar di salah satu tempat Bimbel terkenal di Makassar.

Kali ini saya akan membahas tentang apa itu nukleus, strukturnya, bentuk dan susunan nukleus. Saya juga akan membahas tentang fungsi nukleus. Saya harap anda menyimak dengan baik.

Pengertian Nukleus

Nukleus atau nukleous atau inti sel adalah salah satu bagian utama dari sel khususnya sel eukariot. Bagian ini menjadi sangat penting karena set genom atau genetik yang menjadi pusat informasi sel ada didalamnya.

Bila kita bisa andaikan, inti sel itu adalah dokumen utama yang membuatnya bisa difotokopi menjadi banyak kopian. Artinya, untuk terjadinya reproduksi atau penggadaan sel atau mitosis ataupun meiosis, dibutuhkan kehadiran nukleus ini.

Jadi apa pengertian nukleus itu? Pengertian nukleus sesungguhnya ada dua yaitu satu sebagai organel bermembran ganda dan satu lagi sebagai entitas yang berbeda dari organel.

Pengertian nukleus sebagai organel sel adalah organel bermembran ganda yang berisi materi genetik sel yang membentuk kromosom.

Pengertian nukleus sebagai sesuatu yang beda dari organel sel adalah struktur dalam sitoplasma yang bermembran ganda dan mengandung materi genetik sel yang membentuk kromosom.

Saya sampai sekarang pun masih heran dengan perbedaan tersebut. Ketika saya membuka buku buku tentang biologi sel. Inti sel dijelaskan pada bagian berbeda dengan organel sel. Dijelaskan pada bagian bagian sel hewan yang utama adalah membran sel, sitoplasma dan nukleus.

Artinya, nukleus itu bukan bagian dari sitoplasma. Sedangkan sitoplasma artinya sitosol (cairan sel) dan organel organel sel. Akan tetapi dapat juga dikatakan sudah tepat karena nukleus itu memiliki fungsi yang jauh berbeda dengan organel sel lainnya.

Dijelaskan dalam buku Molecular Cell Biology edisi kelima oleh Lodish, Matsudaira, Kaiser, Krieger dan Zipursky menyatakan bahwa nukleus adalah organel sel terbesar pada sel mamalia. Sedangkan pada sel tumbuhan tentu saja bervariasi, akan tetapi vakuola tetap organel terbesar pada sel tumbuhan.

Struktur Nukleus

Struktur nukleus sesuai definisinya, memiliki membran ganda yang membungkus dan mengisolir nukleus dari sitoplasma dan sitosol. Berikut bagian bagian penyusun nukleus

1. Membran Luar
2. Membran Dalam
3. Lamina nuklear (Nuclear lamina)
4. Kromosom
5. Nukleolus

Adapun struktur lain yang menyusun nukleus (inti sel) khususnya pada sel hewan menurut saya tidak perlu saya jelaskan terlebih jauh. Cukup saya sebutkan saja yah.

Struktur seperti Tubuh Cajal, Gem, domain PIKA dan PTF, tubuh PML, splicing speckles, paraspeckles, perichormatin fibrils, dan clastosome (Klastosom). Kalian tinggal cari di google apa item item ini.

Membran Luar Nukleus

Membran luar nukleus atau outer membrane merupakan salah satu dari 2 bagian pembungkus inti (nuclear envelope). Membran luar nukleus merupakan bagian yang berinteraksi dengan cairan sel (sitosol) dan sitoplasma.

Dalam dunia peneliti, kalimat membrna luar nukleus sering disingkat dengan istilah ONM (Outer nuclear membrane).

Membran luar nukleus bersambung dengan membran retikulum endoplasma kasar dan juga pada membran luar nukleus ini pun melekat ribosom, disekelilingnya. Hal tersebut dapat anda lihat pada gambar dibawah ini. source: Science direct

Walaupun secara fisik membran luar nukleus melekat dengan membran retikulum endoplasma,menurut Martin Hetzer (2010) dalam “Nuclear Envelope” komposisi protein pada membran luar nukleus lebih tinggi.

Pada sel hewan, sitoskeleton yang ada pada sitoplasma melekat dan bersambung dengan nukleoskeleton menggunakan protein yang ada pada membran luar nukleus. Protein tersebut disebut protein nesprin.

Pori pori yang ada pada membran luar terhubung hingga ke membran dalam nukleus. Pori pori tersebut tersusun atas kelompok protein yang disebut sebagai nukleoporin (nucleoporins).

Membran Dalam Nukleus

Sebelum masuk ke bagian membran dalam nukleus, saya sebutkan dulu bahwa ada ruang antara membran luar dan membran dalam. Ruang tersebut dinamai ruang perinuklear (perinuclear space). Ruang tersebut juga bersambung dengan lumen Retikulum Endoplasma kasar (RER).

Membran dalam inti sel membungkus plasma nukleus atau nukleoplasma (nucleoplasm). Membran dalam nukleus terhubung dengan membran luar dan sitoplasma melalui nukleoporin. Ukuran pori pori tersebut sekitar 100 nm dan lebar lubang pori tersebut 40 nm.

Dalam dunia peneliti, membran inti sel sering disingkat dengan istilah “INM”. Jarak antara membran dalam dan membran luar nukleus berkisar antara 10-50 nm.

Ada protein INM yang melekat pada membran dalam.

Lamina Nuklear

Setelah membran dalam, terdapat struktur seperti filamen yang melingkar dan pada beberapa titik melekat pada membran dalam nukleus.

Lamina nuklear ini mengandung protein protein lamin. Fungsi lamina nuklear ini adalah membantu dalam pengaturan kromatin, pengaturan siklus sel, replikasi DNA, perbaikan DNA, dan juga apoptosis.

Kromosom

DNA atau materi genetik utama pada sel hewan dan sel tumbuhan dan seluruh sel eukariot dalam nukleus membentuk struktur yang disebut kromosom.

Kromosom ini sendiri hanya terbentuk ketika akan terjadi pembelahan sel. Sedangkan dalam keadaan sel selain itu, membentuk kromatin. Kromatin sendiri juga merupakan DNA yang melilit pada protein histon dan kemudian membentuk struktur yang disebut nukleosom.

Ketika beberapa nukleosom atau kromatin berkumpul dan melilit pada beberapa protein histon, DNA menjadi struktur yang paling padatnya yaitu heterokromatin.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kromatin yang juga disebut eukromatin merupakan bentuk pakingan DNA yang aktif dan dapat digunakan dalam sintesis protein. Sebaliknya pada heterokromatin, sebagian besar tidak aktif dan hanya sebagian kecil yang mampu diekspresikan.

Oleh karena itu, disebutkan bahwa heterokromatin tersusun atas DNA yang tidak aktif.

Kromosom sendiri terbentuk akibat adanya supercoiling antara tiap heterokromatin. Itu terjadi pada fase metafase baik pada fase mitosis maupun meiosis.

Nukleolus

Nukleoulus adalah struktur yang tak bermembran yang berada dalam nukleous. Atas dasar itulah disebut sebagai anak inti sel atau nukleolus.

Nukleolus tersusun atas pengulangan tandem rDNA (DNA ribosom) dan DNA yang berfungsi dalam pengodean rRNA. Daerah yang ada di nukleolus disebut sebagai NOR atau Nucleolar Organizer Regions atau daerah pengatur nukleolar.

Fungsi Nukleus

Fungsi nukleus adalah pusat kontrol sel. Adapun fungsi nukleus yang lain dan lebih jelas dapat anda baca dibawah ini.

Fungsi Nukleus Sebagai Tempat Replikasi DNA

Nukleus sebagai organel sel dan juga lokasi dimana DNA berada, merupakan lokasi atau tempat terjadinya replikasi DNA.

Replikasi DNA adalah penggandaan materi DNA sel tersebut. Kenapa Replikasi DNA terjadi dan kenapa harus? replikasi DNA dibutuhkan ketika ada DNA yang rusak, atau ketika terjadi akan terjadi pembelahan sel.

Ketika sel hewan ataupun sel tumbuhan, melakukan pembelahan mitosis, maka materi genetik khususnya DNA harus digandakan sehingga dapat terjadi set genom yang sama untuk anakan yang dihasilkan.

Fungsi Nukleus Dalam Pemisahan Reaksi

Inti sel atau nukleus dalam menjadi pusat kontrol sel mempunyai fungsi dalam pemisahan reaksi atau kompartemen sel (cell compartmentalization).

Ketika terjadi reaksi dalam sitoplasma yang mengharuskan molekul tertentu tidak menganggu, maka molekul pengganggu contohnya enzim tertentu akan dipindahkan kedalam nukleus.

Contoh lain adalah ketika terjadinya proses glikolisis di sitoplasma. Heksokinase (hexokinase) adalah enzim yang berfungsi dalam perubahan glukosa menjadi glukosa-6-fosfat.

Dalam situasi dimana konsentrasi fruktosa-6-fosfat, akibat adanya reaksi antara heksokinase dan glukosa-6-fosfat, maka heksokinase akan dipindahkan ke dalam nukleus menggunakan protein regulator (Principles of Biochemistry Albert L. Lehninger, David Lee Nelson, Michael M. Cox).

Fungsi Nukleus dalam Pengaturan Ekspresi Gen

Fungsi nukleus sebagai pusat kontrol sel salah satunya adalah dalam bentuk pengaturan ekspresi gen dalam sel. Ekspresi gen ini meliputi transkripsi DNA yang menjadi acuan atau templat dalam membuat RNA tepatnya RNA mesenger (mRNA)

mRNA tersebut kemudian akan diubah menjadi protein melalui proses yang disebut translasi oleh ribosom. Akibat ribosom terletak diluar nukleus, maka mRNA yang dihasilkan tentu saja harus dibawa keluar inti sel.

Kedua proses tersebut pada akhirnya akan menghasilkan protein fungsional yaitu enzim. Enzim tersebut akan menjadi aksi ekspresi gen dalam sel ataupun jaringan ataupun organisme.

Fungsi Nukleus Sebagai Pusat Informasi Genetik

Kenapa nukleus disebut sebagai pusat informasi genetik? Fungsi nukleus ini ada karena nukleus adalah organel sel yang menampung DNA dalam bentuk kromatin dan tempat terbentuknya RNA.

DNA sendiri kita ketahui adalah asam deoksiribonukleat. DNA yang terdiri atas dua rantai tersebut melekat menjadi heliks ganda tersebut menjadi informasi biologis yang paling mutakhir di alam semesta.

Semua sifat dan sumber bentuk serta keunikan setiap makhluk hidup dikode berdasarkan DNA nya. DNA manusia ketika dibentangkan dapat mencapai panjang 2 meter.

Fungsi Nukleus Dalam Perbaikan DNA

Dalam nukleus tepatnya pada lamina nuklear yang berada dalam nukleoplasma, berfungsi dalam perbaikan DNA yang rusak atau patah menggunakan lamin Tipe A pada lamina nuklear.

Fungsi Nukleus dalam Pembentukan Ribosom

Ribosom sendiri diketahui terbentuk di dalam nukleolus pada sel hewan dan sel tumubuhan serta semua sel eukariot.

Prosesnya terjadi di dalam nukleoplasma nukleus dan kemudian dibawa masuk kedalam nuklelous untuk membentuk sub unit sub unit ribosom. Setelah terbentuk dibawah kembali keluar ke sitoplasma atau melekat pada membran luar inti sel. source: Molecular Biology of the Cell, 4th edition

Demikianlah artikel tentang fungsi nukleus dan struktur nukleus serta pengertian nukleus. Tetap belajar karena belajar itu mudah. Learn Is EASY.