Inti sel (nukleus) adalah sebuah organel yang ditemukan di sel eukariotik. Inti sel mengandung banyak materi genetik seperti kromosom, DNA, dan bermacam-macam protein. Biasanya sel hanya memiliki satu nukleus saja, namun ada sel yang memiliki lebih dari satu nukleus seperti sel parenkim hati dan sel otot jantung. Bahkan ada beberapa sel seperti sel eritrosit dan sel trombosit tidak memiliki nukleus. Fungsi utama inti sel adalah untuk mengelola gen-gen dan mengontrol aktivitas sel. Inti sel juga berperan penting dalam proses pembelahan sel, memproduksi mRNA, tempat mensintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi DNA, dan mengatur gerak ekspresi gen.
1. Sejarah Penemuan Inti Sel
Inti sel adalah organel pertama yang diteliti. Penggambaran inti sel pertama kali dilakukan oleh Antonie van Leeuwenhoek. Kala itu dia sedang meneliti inti sel di dalam sel darah merah salmon. Inti sel juga dijelaskan oleh Franz Bauer pada tahun 1804 dan dijelaskan secara lebih detail lagi oleh Robert Brown pada tahun 1831 saat dia menjadi pembicara di Linnean Society of London. Kala itu Robert Brown meneliti inti sel dari sel pada epidermis bunga anggrek. Namun, dia tidak menjelaskan apa fungsi dari inti sel tersebut. Pada tahun 1838, Matthias Schleiden mengatakan bahwa inti sel berperan dalam pembentukan sel dan kemudian dia menamakannya “cytoblast” yang berarti “pembentuk sel”. Dia yakin bahwa dia telah melihat sel baru terbentuk disekitar “cytoblast”.
Diantara tahun 1877 dan 1878, Oscar Hertwig mempublikasikan sejumlah studi dari fertilisasi telur landak laut yang menunjukkan bahwa inti sel sperma memasuki sel telur dan menyatu dengan inti sel tersebut. Itu adalah pertama kalinya diduga bahwa sebuah individu terbentuk dari sebuah inti sel. Selain itu, Hertwig juga telah meneliti hewan lain seperti amfibi dan moluska. Eduard Strasburger menghasilkan hasil penelitian yang sama pada tumbuhan pada tahun 1884. Pada abad ke-20, teori kromosom pun dikembangkan.
2. Struktur Inti Sel
Inti sel merupakan organel terbesar dalam sel hewan. Di dalam sel mamalia, diameter rata-rata inti sel diperkirakan sekitar 6 mikrometer (µm) dan menempati sekitar 10% dari total volume sel. Cairan yang melekat pada inti sel disebut nukleoplasma, dan komposisinya mirip dengan sitosol yang ditemukan diluar inti sel. Komposisi inti sel terdiri dari membran inti, nukleoplasma, kromosom, dan anak inti (nukleolus)
2.1. Membran Inti
Inti sel pada sel eukariot diselubungi oleh membran inti. Secara garis besar, membran inti terdiri dari tiga bagian yaitu membran luar, ruang perinuklear, dan membran dalam. Membran luar seringkali terhubung dengan retikulum endoplasma (RE) yang ditempeli oleh ribosom. Di membran inti terdapat pori inti yang bertujuan untuk memudahkan melakukan pertukaran molekul antara inti sel dengan sitoplasma. Molekul tersebut kebanyakan merupakan mRNA yang digunakan untuk sintesis protein.
2.2. Nukleoplasma
Nukleoplasma adalah cairan yang terdapat di dalam inti sel yang transparan dan kental. Nukleoplasma mengandung kromatin, granula, nukleoprotein, dan senyawa kimia kompleks. Pada saat pembelahan sel, benang kromatin menebal dan memendek serta mudah menyerap zat warna disebut kromosom. Benang kromatin tersusun atas protein dan DNA. Di dalam benang DNA inilah tersimpan informasi kehidupan. DNA akan mentranskripsi diri (menyalin diri) menjadi RNA yang selanjutnya akan dikeluarkan ke sitoplasma.
2.3. Kromosom
(Selengkapnya baca artikel tentang kromosom)
Inti sel mengandung banyak gen dari DNA yang tersusun dan membentuk struktur yang disebut kromosom. Setiap sel manusia mempunyai untaian DNA sepanjang dua meter. Di dalam inti sel juga terbentuk protein DNA kompleks yang dikenal sebagai kromatin. Terdapat dua jenis kromatin yaitu eukromatin dan heterokromatin. Eukromatin merupakan bentuk DNA yang lebih sederhana dan mengandung gen yang diekspresikan oleh sel. Sedangkan heterokromatin adalah bentuk DNA yang lebih kompleks dan mengandung DNA yang telah ditranskripsi.
2.4. Nukleolus
Nukleolus lebih dikenal dengan istilah “anak inti”. Nukleolus adalah “noda” tebal yang ditemukan di dalam inti sel. Nukleolus tidak dikelilingi oleh membran dan sewaktu-waktu disebut suborganel. Nukleolus tersusun atas fosfoprotein, orthosfat, DNA, dan enzim. Fungsi utama nukleolus adalah untuk mensintesis rRNA dan merakit ribosom. Struktur nukleolus bergantung pada aktivitasnya. Jika sintesis rRNA berhenti, nukleolus menghilang atau mengecil. Jadi, nukleolus bukan merupakan organel yang tetap.
3. Fungsi Inti Sel
Inti sel mampu untuk melakukan transkripsi gen yang dipisahkan dari tempat transkripsi di sitoplasma. Fungsi utama inti sel adalah untuk mengontrol ekspresi gen dan mereplikasi DNA di dalam sel. Fungsi dari inti sel hewan dan inti sel tanaman hampir sama. Hal ini karena fungsi dikategorikan berdasarkan sifat sel prokariotik dan eukariotik. Sel tumbuhan dan hewan keduanya eukariotik.
3.1. Pengelompokan dalam Sel
Inti sel mampu mengatur apa yang ada di dalamnya, dan menyalinnya ke sitoplasma bisa diperlukan. Kompartementalisasi Sel adalah fungsi dari selubung nuklir. Ini diperlukan untuk mengontrol kinerja membran inti. Hal ini menuntut pemisahan isi inti dari sitoplasma dalam rangka mempertahankan identitas inti. Untuk mengendalikan gen yang ditranskripsi, sel memisahkan beberapa protein faktor transkripsi yang bertanggung jawab mengatur ekspresi gen dari akses ke DNA sampai diaktifkan. Lapisan inti juga memisahkan proses sitoplasma dari proses inti dan mencegah terjemahan mRNA unspliced?? (tak-tersambung), yang merupakan produk dari proses penyambungan mRNA.
3.2. Ekspresi Gen
Sejak inti sel merupakan tempat untuk melakukan transkripsi, inti sel mengandung berbagai macam protein yang mengatur proses transkripsi. Salah satu fungsi yang paling penting dari inti adalah ekspresi gen melalui transkripsi DNA. Dengan demikian, inti merupakan tempat transkripsi. Ini melibatkan aktivitas dari berbagai jenis protein yang membantu dalam pembalikan dari DNA, sintesis molekul RNA tumbuh, super melingkar DNA dan akhirnya memasuki proses transkripsi yang sebenarnya. Protein dan faktor lain yang membantu dan mengatur transkripsi helikase, RNA pol, topoisomerase, dan faktor transkripsi.
3.3. Pengolahan Pra-mRNA
Yang baru disintesis molekul mRNA, juga dikenal sebagai transkrip primer mengalami modifikasi pasca-transkripsi sebelum mendapatkan diekspor ke sitoplasma. Modifikasi transkripsi pasca terjadi di nukleus dan melibatkan berbagai proses biologis seperti 3 'poli adenylation, 5' kap dan penyambungan RNA. Ini proses penting yang diperlukan sebelum memulai penerjemahan. Sementara di inti, pra-mRNA dikaitkan dengan berbagai protein pada kompleks yang dikenal sebagai partikel heterogen ribonucleoprotein. Sintesis ribosom terjadi di dalam nukleus.
4. Dinamika dan Regulasi Inti Sel
4.1. Transportasi inti
Transportasi inti dilakukan oleh pori-pori ada dalam selubung nukleus. Masuk dan keluar dari molekul dikendalikan oleh struktur ini. muatan Protein dibawa dari sitoplasma ke inti dengan bantuan exportins ketika makromolekul seperti RNA diekspor ke sitoplasma dalam hubungan dengan importins dan karyopherins. Dengan demikian, transportasi berlangsung secara efisien melalui membran nuklir.
4.2. Integrasi dan Disintegrasi
Perakitan dan pembongkaran nucleolus adalah fitur karakteristik dari proses pembelahan sel. Fungsi nucleolus Sel pada dasarnya terkait dengan apoptosis atau kematian sel terprogram. Selanjutnya, selubung dan lamina inti mengalami disintegrasi selama siklus sel. Duplikasi kromosom untuk membentuk materi genetik baru dari sel anak adalah fungsi penting dari inti sel. Replikasi DNA terjadi di dalam nukleus.
4.3. Penyakit yang Berhubungan dengan Dinamika Inti Sel
Pada awalnya, telah diduga bahwa imunoglobulin dan autoantibodi biasanya tidak masuk ke inti sel. Sekarang telah ditemukan bukti bahwa kondisi patologis (misalnya lupus) dapat masuk ke inti sel.
1. Sejarah Penemuan Inti Sel
Inti sel adalah organel pertama yang diteliti. Penggambaran inti sel pertama kali dilakukan oleh Antonie van Leeuwenhoek. Kala itu dia sedang meneliti inti sel di dalam sel darah merah salmon. Inti sel juga dijelaskan oleh Franz Bauer pada tahun 1804 dan dijelaskan secara lebih detail lagi oleh Robert Brown pada tahun 1831 saat dia menjadi pembicara di Linnean Society of London. Kala itu Robert Brown meneliti inti sel dari sel pada epidermis bunga anggrek. Namun, dia tidak menjelaskan apa fungsi dari inti sel tersebut. Pada tahun 1838, Matthias Schleiden mengatakan bahwa inti sel berperan dalam pembentukan sel dan kemudian dia menamakannya “cytoblast” yang berarti “pembentuk sel”. Dia yakin bahwa dia telah melihat sel baru terbentuk disekitar “cytoblast”.
Diantara tahun 1877 dan 1878, Oscar Hertwig mempublikasikan sejumlah studi dari fertilisasi telur landak laut yang menunjukkan bahwa inti sel sperma memasuki sel telur dan menyatu dengan inti sel tersebut. Itu adalah pertama kalinya diduga bahwa sebuah individu terbentuk dari sebuah inti sel. Selain itu, Hertwig juga telah meneliti hewan lain seperti amfibi dan moluska. Eduard Strasburger menghasilkan hasil penelitian yang sama pada tumbuhan pada tahun 1884. Pada abad ke-20, teori kromosom pun dikembangkan.
2. Struktur Inti Sel
Inti sel merupakan organel terbesar dalam sel hewan. Di dalam sel mamalia, diameter rata-rata inti sel diperkirakan sekitar 6 mikrometer (µm) dan menempati sekitar 10% dari total volume sel. Cairan yang melekat pada inti sel disebut nukleoplasma, dan komposisinya mirip dengan sitosol yang ditemukan diluar inti sel. Komposisi inti sel terdiri dari membran inti, nukleoplasma, kromosom, dan anak inti (nukleolus)
2.1. Membran Inti
Inti sel pada sel eukariot diselubungi oleh membran inti. Secara garis besar, membran inti terdiri dari tiga bagian yaitu membran luar, ruang perinuklear, dan membran dalam. Membran luar seringkali terhubung dengan retikulum endoplasma (RE) yang ditempeli oleh ribosom. Di membran inti terdapat pori inti yang bertujuan untuk memudahkan melakukan pertukaran molekul antara inti sel dengan sitoplasma. Molekul tersebut kebanyakan merupakan mRNA yang digunakan untuk sintesis protein.
2.2. Nukleoplasma
Nukleoplasma adalah cairan yang terdapat di dalam inti sel yang transparan dan kental. Nukleoplasma mengandung kromatin, granula, nukleoprotein, dan senyawa kimia kompleks. Pada saat pembelahan sel, benang kromatin menebal dan memendek serta mudah menyerap zat warna disebut kromosom. Benang kromatin tersusun atas protein dan DNA. Di dalam benang DNA inilah tersimpan informasi kehidupan. DNA akan mentranskripsi diri (menyalin diri) menjadi RNA yang selanjutnya akan dikeluarkan ke sitoplasma.
2.3. Kromosom
(Selengkapnya baca artikel tentang kromosom)
Inti sel mengandung banyak gen dari DNA yang tersusun dan membentuk struktur yang disebut kromosom. Setiap sel manusia mempunyai untaian DNA sepanjang dua meter. Di dalam inti sel juga terbentuk protein DNA kompleks yang dikenal sebagai kromatin. Terdapat dua jenis kromatin yaitu eukromatin dan heterokromatin. Eukromatin merupakan bentuk DNA yang lebih sederhana dan mengandung gen yang diekspresikan oleh sel. Sedangkan heterokromatin adalah bentuk DNA yang lebih kompleks dan mengandung DNA yang telah ditranskripsi.
2.4. Nukleolus
Nukleolus lebih dikenal dengan istilah “anak inti”. Nukleolus adalah “noda” tebal yang ditemukan di dalam inti sel. Nukleolus tidak dikelilingi oleh membran dan sewaktu-waktu disebut suborganel. Nukleolus tersusun atas fosfoprotein, orthosfat, DNA, dan enzim. Fungsi utama nukleolus adalah untuk mensintesis rRNA dan merakit ribosom. Struktur nukleolus bergantung pada aktivitasnya. Jika sintesis rRNA berhenti, nukleolus menghilang atau mengecil. Jadi, nukleolus bukan merupakan organel yang tetap.
3. Fungsi Inti Sel
Inti sel mampu untuk melakukan transkripsi gen yang dipisahkan dari tempat transkripsi di sitoplasma. Fungsi utama inti sel adalah untuk mengontrol ekspresi gen dan mereplikasi DNA di dalam sel. Fungsi dari inti sel hewan dan inti sel tanaman hampir sama. Hal ini karena fungsi dikategorikan berdasarkan sifat sel prokariotik dan eukariotik. Sel tumbuhan dan hewan keduanya eukariotik.
3.1. Pengelompokan dalam Sel
Inti sel mampu mengatur apa yang ada di dalamnya, dan menyalinnya ke sitoplasma bisa diperlukan. Kompartementalisasi Sel adalah fungsi dari selubung nuklir. Ini diperlukan untuk mengontrol kinerja membran inti. Hal ini menuntut pemisahan isi inti dari sitoplasma dalam rangka mempertahankan identitas inti. Untuk mengendalikan gen yang ditranskripsi, sel memisahkan beberapa protein faktor transkripsi yang bertanggung jawab mengatur ekspresi gen dari akses ke DNA sampai diaktifkan. Lapisan inti juga memisahkan proses sitoplasma dari proses inti dan mencegah terjemahan mRNA unspliced?? (tak-tersambung), yang merupakan produk dari proses penyambungan mRNA.
3.2. Ekspresi Gen
Sejak inti sel merupakan tempat untuk melakukan transkripsi, inti sel mengandung berbagai macam protein yang mengatur proses transkripsi. Salah satu fungsi yang paling penting dari inti adalah ekspresi gen melalui transkripsi DNA. Dengan demikian, inti merupakan tempat transkripsi. Ini melibatkan aktivitas dari berbagai jenis protein yang membantu dalam pembalikan dari DNA, sintesis molekul RNA tumbuh, super melingkar DNA dan akhirnya memasuki proses transkripsi yang sebenarnya. Protein dan faktor lain yang membantu dan mengatur transkripsi helikase, RNA pol, topoisomerase, dan faktor transkripsi.
3.3. Pengolahan Pra-mRNA
Yang baru disintesis molekul mRNA, juga dikenal sebagai transkrip primer mengalami modifikasi pasca-transkripsi sebelum mendapatkan diekspor ke sitoplasma. Modifikasi transkripsi pasca terjadi di nukleus dan melibatkan berbagai proses biologis seperti 3 'poli adenylation, 5' kap dan penyambungan RNA. Ini proses penting yang diperlukan sebelum memulai penerjemahan. Sementara di inti, pra-mRNA dikaitkan dengan berbagai protein pada kompleks yang dikenal sebagai partikel heterogen ribonucleoprotein. Sintesis ribosom terjadi di dalam nukleus.
4. Dinamika dan Regulasi Inti Sel
4.1. Transportasi inti
Transportasi inti dilakukan oleh pori-pori ada dalam selubung nukleus. Masuk dan keluar dari molekul dikendalikan oleh struktur ini. muatan Protein dibawa dari sitoplasma ke inti dengan bantuan exportins ketika makromolekul seperti RNA diekspor ke sitoplasma dalam hubungan dengan importins dan karyopherins. Dengan demikian, transportasi berlangsung secara efisien melalui membran nuklir.
4.2. Integrasi dan Disintegrasi
Perakitan dan pembongkaran nucleolus adalah fitur karakteristik dari proses pembelahan sel. Fungsi nucleolus Sel pada dasarnya terkait dengan apoptosis atau kematian sel terprogram. Selanjutnya, selubung dan lamina inti mengalami disintegrasi selama siklus sel. Duplikasi kromosom untuk membentuk materi genetik baru dari sel anak adalah fungsi penting dari inti sel. Replikasi DNA terjadi di dalam nukleus.
4.3. Penyakit yang Berhubungan dengan Dinamika Inti Sel
Pada awalnya, telah diduga bahwa imunoglobulin dan autoantibodi biasanya tidak masuk ke inti sel. Sekarang telah ditemukan bukti bahwa kondisi patologis (misalnya lupus) dapat masuk ke inti sel.