Jadi Mudah

Surakarta, 29 Januari 2014

Sifat Unik Spesies

Salam I.M.A.J.I.N.A.S.I!!!nah, kali ini kita berimajinasi sifat unik yang diturunkan. Dulu Mendel telah mempelajari karakteristik genetik pada warna bunga seperti berwarna ungu atau berwarna putih. Namun banyak karakter, seperti warna kulit dan tinggi manusia sangat beragam pada populasi. Kebanyakan sifat seperti ini dihasilkan melalui polygenic inheritance, yaitu ketika pengaruh tambahan dari dua atau lebih gen pada satu karakter individu fenotip. (Kebalikan dari pleiotropy, yaitu gen tunggal mempengaruhi beberapa sifat).

Pada Skema 1, berikut menunjukkan semua tipe genotip keturunan yang mungkin dari perkawinan tiga hiterozigot (generasi F1). Apabila keturunan F1 disilangkan maka akan menghasilkan 7 tipe warna kulit pada fenotip (generasi F2). Pada populasi manusia, warna kulit lebih bervariasi daripada yang ditunjukan pada skema.

Model pewarisan poligenik pada manusia
Skema 1. A model for polygenic inheritance of skin

Asumsikan variasi berlanjut dari warna kulit manusia dikontrol oleh tiga gen yang diturunkan secara terpisah (seperti model kacang Mendel). Berdasarkan bukti genetik ada setidaknya tiga gen yang mengontrol karakteristik ini. Alel warna hitam untuk setiap gen (A, B, atau C) menyumbang satu unit kehitaman pada fenotip dan secara tidak lengkap dominan terhadap alel lainya (a, b, atau c). Seseorang yang memiliki gen AABBCC berwarna kulit sangat gelap sedangkan yang bergen aabbcc berwarna putih sekali. Pada seseorang yang bergen AaBbCc (perkawinan orang AABBCC dengan aabbcc) akan berwarana kulit intermediet (tengah2). Karena setiap alel mendapatkan pengaruh tambahan, genotip AaBbCc menghasilkan warna kulit yang sama dengan genotip lainya yang beralel tiga kulit hitam, seperti AABbccWahju S. Hidayat/ EnTech Indonesia

Surakarta, 30 Januari 2014

Prosesor data paling rumit: Sistem Saraf (pengenalan)

Salam I.M.A.J.I.N.A.S.I!!! nah, pada kali ini kita berimajinasi bagaimana kita dapat berimajinasi, yaitu karena sistem saraf. Sistem saraf merupakan sistem operasi data yang terorganisasi paling rumit di bumi ini. Otak anda, dapat mengandung kira-kira 100 miliar neuron (sel saraf) yang terkhususkan untuk membawa sinyal dari satu lokasi ke lokasi lainnya dalam tubuh. Neuron terdiri dari badan sel yang mengandung nukleus dan organela. Selain itu ada perpanjangan tambahan dari badan sel (panjang dan lembut) yang disebut serat neuron untuk menyampaikan sinyal. Setiap sel neuron dapat berkomunikasi dengan ribuan neuron lainnya sehingga membentuk jaringan yang mampu membuat kita berimajinasi, belajar, mengingat, berkreativitas, bergerak dan melihat alam sekitar.

Sistem saraf dibagi menjadi dua divisi utama, yaitu sistem saraf pusat (CNS) yang terdiri dari otak dan spinal cord (sumsum tulang belakang pada vertebrata). Kedua, sistem saraf tepi (PNS), menyusun sebagian besar garis komunikasi, disebut saraf yang berfungsi membawa sinyal masuk dan kelauar dari CNS. Saraf itu seperti kabel yang terhubung dari perpanjangan neuron yang dibalut dengan kuat oleh jaringan penghubung. Selain itu, pada PNS juga terdapat ganglia (tunggal: ganglion), yang merupakan sekumpulan badan sel neuron.

Sistem saraf memiliki tiga fungsi saling terkoneksi, yaitu sensory input (mengkonduksikan sinyal dari sensor reseptor, seperti sel pendeteksi kehadiran cahaya pada mata ke lokasi pusat integrasi. Kedua Intergration (integrasi data), yaitu penerjemahan sinyal dan merumuskan respon. Ketiga Motor Output, yaitu menghubungkan sinyal dari pusat integrasi ke sel effector (sel otot atau sel kelenjar) sehingga menunjukkan terjadinya respon pada tubuh. Integrasi dari sensory input dan motor output tidaklah kaku dan lurus, tetapi dapat melibatkan aktivitas bersambung yang dapat disimbolkan pada skema 1.

Pengaturan sistem saraf
Skema 1. Organization of a nervous system

Hubungan antara neuron dan struktur sistem saraf beserta fungsinya dapat kita lihat pada sirkuit sederhana secara relative pada gerak reflek atau respon otomatis terhadap rangsangan (Skema 2). Tiga tipe fungsional dari neuron pada sistem saraf meliputi, sensory neuron berfungsi menyampaikan sinyal (informasi) dari reseptor sensori ke CNS. Kedua, interneuron yang berlokasi seluruhnya didalam CNS. Mereka mengintregasi data dan selanjutnya menyalurkan sinyal yang tepat ke interneuron atau ke neuron motor. Motor neuron berfungsi menyampaikan sinyal dari CNS ke sel effector. (untuk kesederhanaan, skema hanya melibatkan beberapa tipe funsional sel neuron, pada kondisi aslinya banyak melibatkan tipe funsional sel neuron).

gerak reflex
Skema 2. The knee-jerk reflek

Gerak reflek

Ketika lutut dipukul, 1. Reseptor sensori mendeteksi pereganggan pada tendon, dan 2. Neuron sensori menyampaikan informasi ini ke CNS ( spinal cord/ sumsum belakang). Didalam CNS, informasi ini berjalan ke, 3. Neuron motor dan ke, 4. Interneuron. Satu set otot (quadriceps) merespon untuk sinyal motor yang disampaikan oleh neuron motor melalu kontraksi, sentakan kaki bawah ke depan. Pada waktu yang bersamaan, motor neuron lainnya, merespon sinyal dari interneuron, mencegah otot fleksor sehingga menjadikannya relax dan tidak melawan aksi quadriceps. Sistem saraf bergantung dari kemampuan neuron menerima dan menyampaikan sinyal.

Sistem saraf tepi (PNS) vertebrata merupakan herarki funsional

PNS dapat dibagi menjadi dua komponen funsional, yaitu system saraf somatic dan system saraf outonomik (Skema 3). Sistem saraf somatic membawa sinyal ke dan dari otot skeletal, terutama dalam merespon rangsangan eksternal. Ketika anda menyentuh kompor panas, seketika itu neuron mengirimkan perintah ke tangan anda untuk mengelak. Sistem saraf somatic diakatakan voluntary karena kebanyakan aksinya dibawah control kesadaran. Namun, kebanyakan aktivitas otot skeletal sebenarnya dikontrol oleh reflek yang dimediasi spinal cord atau brainstem.

Sistem saraf tepi
Skema 3. Functional divisions of the vertebrate PNS

Sistem saraf autonomic meregulasi lingkungan internal melalui pengontrolan otot halus dan kardia (jantung) serta organ digestif, cardiovascular, excretory, dan system endokrin. Kontrol ini pada umumnya involuntary. Seperti yang terlihat pada skema, system saraf aoutonomik tersusun dari tiga divisi: simpatik, parasimpatik dan enteric…Wahju S. Hidayat/ EnTech Indonesia

Surakarta, 03 Februari 2014

Struktur dan Fungsi Sel dan Jaringan pada Tumbuhan

Sel tumbuhan memiliki ciri yang sama dengan sel eukariotik dengan tiga keunikan, yaitu kloroplas (tempat terjadinya fotosintesis), vakuola pusat mengandung cairan yang berguna untuk menjaga turgor sel, dan dinding sel yang melapisi membran plasma.

Skema 1 menunjukkan bersatunya dinding sel dari dua sel. Dinding sel tumbuhan tersusun terutama oleh karbohidrat struktural, yaitu selulosa. Banyak sel tumbuhan, khususnya yang berfungsi untuk penyokong, memiliki dua bagian dinding sel. Pertama, dinding sel primer pada bagian permukaan dan kedua, dinding sel sekunder, lebih kaku yang terletak antara dinding sel primer dan membran plasma. Dinding sel primer pada sel-sel yang saling berdekatan dalam jaringan tumbuhan, terikat bersama oleh lapisan yang rekat disebut lamela tengah. Terdapat lubang yang terletak pada dinding sel yang tipis sehingga memungkinkan kandungan dari sel yang berdekatan saling menyambung.

struktur sel tumbuhan
Skema 1. The structure of a plant cell

Struktur sel tumbuhan dan dinding sel berkolerasi dengan fungsi yang dibebankan pada sel tersebut. Seperti yang terlihat pada skema, yang menujukkan bahwa lima tipe sel tumbuhan dan perhatikan strukturnya yang teradaptasi sesuai dengan fungsi spesifiknya.

Sel Parenkim

Tipe sel yang paling banyak pada tumbuhan (skema 2). Sel ini tetap hidup samapai tumbuhan dewasa dan biasanya hanya memiliki dinding sel primer yang tipis dan lentur. Sel parenkim berfungsi untuk metabolism pada tumbuhan, seperti fotosintesis, respirasi aerobik dan penyimpanan makanan. Sebagian besar sel parenkim dapat dibedakan dengan tipe sel lainnya pada kondisi tertentu (eg. selama masa penyembuhan luka). Di laboratorium, sel parenkim dapat dikultur menjadi tumbuhan utuh.

sel parenkim
Skema2. Parenchyma cell

Sel Kolenkim

Sel ini sama dengan sel parenkim (skema 3) dalam hal tidak memiliki dinding sel sekunder, tetapi mengalami penebalan merata dinding sel primer. Fungsi utamanya adalah menyediakan sokongan kelenturan pada bagian tumbuhan yang masih tumbuh. Ujung muda dan petiole mengandung sel kolenkim hanya pada bagian bawah permukaannya (suluran pada tangkai seledri). Sel hidupnya memanjang sebagai cabang dan daun yang tumbuh.

sel kolenkim
Skema 3. Collenchyma cell

Sel Sklerenkim

Sel sklerenkim (skema 4) memiliki dinding sel sekunder yang tebal. Biasanya diperkuat dengan lignin (komponen kimia utama kayu). Sel sklerenkim dewasa tidak dapat memanjang dan biasanya terdapat pada bagian tumbuhan yang tidak tumbuh lagi. Ketika sudah dewasa, sebagian besar sel sklerenkim mati dan dinding selnya menjadi kaku (seperti skeleton/ tulang) untuk menyokong tumbuhan.

Pada skema menujukkan dua tipe sel sklerenkim. Pertama disebut fiber, panjang dan ramping, biasanya tersusun dalam ikatan. Beberapa jaringan tumbuhan yang memilki sel fiber melimpah, secara komersial penting (eg.serat rami) untuk tali dan pakaian. Kedua, Sklereida, lebih pendek dari sel fiber, tebal, tidak teratur dan dinding sel sekundernya sangat keras. Sklereid memberikan kekrasan pada kulit kacang dan lapisan biji serta tekstur berpasir jaringan lunak pada buah pear.

Angiosperm memiliki dua tipe sel penyalur air, yaitu tracheid dan vessel element. Keduanya bersifat kaku dan dinding sel sekunder berlignin. Pada skema, menunjukkan tracheid yang panjang dengan sel tipis berujung lancip. Rantai dari tracheid atau vessel element dengan ujung yang saling tumpang tindih membentuk system pipa yang dapat mengalirkan air dari akar ke batang dan daun. Pipa ini berongga dikarenakan baik tracheid dan vessel element mati ketika dewasa dengan menyisakan dinding selnya saja. Air melewati lubang-lubang di dinding tracheid dan vessel element dengan pembukaan melalui ujung dinding vessel element. Karena ketebalan, kekakuan dinding, sel ini juga berfungsi untuk penyokong.

Sel penyalur makanan, disebut pula anggota pipa penyaringan, tersusun secara ujung ke ujung, membentuk seperti pipa. Tidak seperti sel penyalur air, pipa penyaringan ini tetap hidup ketika dewasa walaupun kehilangan sebagian besar organela termasuk nukleus dan ribosom. Reduksi kandungan sel ini memungkinkan nutrisi dapat mudah melewati sel. Ujung dinding antara pipa-pia penyaringan, disebut lempengan penyaringan yang memiliki pori-pori yang memfasilitasi aliran cairan dari sel ke sel sepanjang pipa penyaringan. Disepanjang sisi setiap pipa penyaringan terdapat Companion Cell, yang terhubung dengan sel pipa penyaringan melaui banyak plasmodesmata. Satu sel companion dapat membantu banyak pipa penyaringan melalui produksi dan transportasi protein.

slerenkim
Skema 4. Sclerenchyme cells

Seperti pada hewan, jaringan sel tumbuhan dapat dikelompokan berdasarkan karakter fungsinya. Sebagai contoh, ada dua tipe jaringan vascular, satu dapat menyalurkan air, lainnya menyalurkan makanan. Jaringan vascular yang disebut xylem mengandung sel penyalur air yang menyalurkan air dan melarutkan mineral menuju atas dari akar. Jaringan vascular disebut floem yang mengandung pipa penyaringan, berfungsi mengalirkan gula dari daun atau jaringan penyimpanan atau ke bagian lain tumbuhan. Selain itu sel penghubung, floem dan xylem juga mengandung sel sklerenkim (membirikan kekuatan penyokong) dan sel parenkim (menyimpan beragam material)…Wahju S. Hidayat/ EnTech Indonesia

Surakarta, 03 Februari 2014

Cara Sel Momproduksi Protein

Skema 1, menyimpulkan tahapan utama dalam urutan informasi genetic dari DNA, RNA sampai menjadi protein. 1-2. Pada peristiwa transkripsi (DNA-RNA), RNA di sintesis pada DNA template. Pada sel eukariotik, transkripsi terjadi di dalam nucleus dan RNA messenger harus dikirim dari nucleus ke sitoplasma.

3-5. proses translasi (RNA-Protein) dapat dibagi empat tahap, kesemuanya terjadi di sitoplasma. Saat polipeptida lengkap, dua subunit ribosomal menyatu dan tRNA serta mRNA dilepaskan (tidak ditunjukan dalam skema). Translasi terjadi cepat, satu ribosom dapat menghasilkan polipetida rata-rata kurang dari semenit. Khususnya, sebuah molekul RNA dapat serentak ditranslasi oleh beberapa ribosom. Sekali start kodon muncul dari ribosom pertama, ribosom kedua langsung mengikatnya. Jadi, beberapa ribosom dapat saling membuntuti sepanjang molekul mRNA yang sama.

rinkasan transkripsi dan translasi
Skema 1. Summary of transcription and translation

Setiap polipeptida mengulung dan melipat, asumsikan membentuk tiga dimensi, yang merupakan bentuk tersiernya. Beberapa polipeptida bergerombol, membentuk protein dengan struktur quatener. Proses transkripsi dan translasi sangat penting karena menyangkut proses dimana gen dapat mengontrol struktur dan aktivitas sel atau lebih luasnya proses genotip menghasilkan fenotip. Rantai komando berawal dari informasi dalam gen, urutan linier tertentu dari nukleutida pada DNA. Gen ini sebagai template yang mencetak transkripsi pada urutan komplementer nukleutida mRNA. Pada akhirnya, mRNA mencetak urutan linier dimana asam amino membentuk polipeptida spesifik. Protein terbentuk dari polipeptida ini, sehingga menghasilkan wujud dan kemampuan sel serta organisme…Wahju s. Hidayat/ EnTech Indonesia

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: