Jejas,adaptasi dan kematian sel

Sel yang normal adalah sel yang berdenyut tanpa henti, secara tetap mengubah struktur dan

fungsi untuk memberikan reaksi terhadap tantangan dan tekanan yang selalui berubah.

Apabila terjadi tekanan progresif padanya:

a. Menyesuaikan diri

b. Jejas yang dapat pulhi kembal

c. Mati.

Keadaan adaptasi, jejas, ataupun mati selain dipengaruhi oleh faktor dalam, seperti: sel

mudah terjejas, keadaan diferensiasi, perbekalaan darah, nutrisi, dsb.

JEJAS

Hal-hal yang menyebabkan perubahan fungsi sel adalah :

1. Hipoksi

Disebabkan oleh hilangnya perbekalan darah yang pada akhirnya mempengaruhi respirasi

oksidasi aerob. Hipoksi banyak disebabkan oleh aliran arteri atau vena dihalangi oleh

penyakit vaskuler atau bekuan di dalam lumen, oksigenasi darah karena kegagalan

kardiorespirasi. Hilangnya kemampuan darah mengangkut oksigen, seperti anemia dan

keracunan karbon monoksida.

2. Bahan kimia dan obat

Selain adanya bahan racun, bahan kimia tidak beracunpun dapat mengakibatkan jejas sel.

Contoh : apabila glukosa yang berada pada konsentrasi tidak normal, sehingga

mempengaruhi osmosa sel. Adanya bahan kimia beracun menyebabkan perubahan

fungsi vital seperti : permeabilitas selaput, homeostatis osmosa, atau keutuhan enzim

dan kofaktor. Masing-masing agen biasanya berpengaruh pada sasaran khusus pada

tubuh. Contoh : barbiturat yang menyebabkan perubahan sel hati, dsb.

3. Agen fisika

Agen fisik dibedakan atas trauma, dingin dan panas yang luar biasa, perubahan tekanan

atmosfer mendadak, tenaga radiasi dan tenaga listrik.

Suhu dingin : menyebabkan vasokontriksi sel, bendungan aliran darah dan pembekuan

intravaskule, dan air intrasel kristalisasi.

Suhu tinggi : membakar jaringan, terjadi jejas akibat hipermetabolisme.

Perubahan tekanan atmosfer : gas yang terlarut keluar membentuk gelembung adara dalam

sirkulasi. Oksigen terlarut, tetapi nitrogen tidak, sehingga gelembung kecil yang

terjebak sirkulasi mikro, menyekat aliran darah, dan muncul jejas.

4. Agen mikrobiologi

Penumpangan agen hidup menyebabkan jejas dan kematian sel. Virus dan ricketsia : parasit

obligat intrasel (hidup hanya di sel hidup). Pembagian virus : agen yang menyebabkan

kematian sel (sitolisis), dan agen yang merangsang replikasi sel dan berakibat tumor

(onkogen).

Beberapa organisme lain membebaskan eksotoksin yang mengakibatkan jejas mulai dari

tempat implantasi kuman.

5. Mekanisme imun

Antigen penyulut dapat berupa endogen (contoh : antigen sel)dan eksogen (contoh : resin

tanaman beracun), yang mengakibatkan penyakit autoimun.

6. Cacat genetika

Genetika yang normal membantu menjaga homeostatis sel. Dengan adanya mutasi, maka

menyebabkan pengurangan enzim, bahkan mengganggu kelangsungan hidup sel.

7. Ketidakseimbangan nutrisi

Adanya defisiensi nutrisi, avitaminosis, obesitas, dan etherosklerosis.

8. Penuaan

Setiap sel akan mengalami diferensiasi dan maturasi, yang lama-kelamaan akan kehilangan

progresif kemampuan fungsional yang disebut penuaan dan kematian. Hal ini

disebabkan oleh penimbunan progresif perubahan struktur dan fungsi atau adanya

pengurangan kemampuan sel untuk bereaksi dengan jejas.

Macam-macam jejas :

a. Jejas reversible

Terjadi perubahan seperti :

Pembengkakan sel

Pembentukan gelembung sitoplasma

Penumpukan distorsi jonjot mikro

Pembentukan gambaran mielin

Gangguan dan kehilangan pelekatan intersel.

Pemadatan dan pembengkakan mitokondria

Pelebaran RE, lepasnya ribosom dan pecahnya polisom.

Lisosom jernih dan bengkak.

b. Jejas irreversibel : ketika terjadi ketidakmampuan mengubah disfungsi mitokondria

(hilangnya fosforilase oksidatif dan pembentukan ATP) terhadap reperfusi dan

reoksigenasi dan timbulnya gangguan nyata pada fungsi selaput.

Dengan membran plasma yang rusak, maka muncul gangguan pada pemeliharan

permeabilitas dan volume sel normal, hilangnya pengaturan volume, meningkatnya

permeabilitas ke molekul ekstrasel.

Kerusakan selaput menyebabkan infulks kalsium berlanjut dari ruang ekstraseluler di mana

kalsium terdapat dalam kadar tinggi.

Perubahan yang terjadi :

Perobekan pada selaput yang membungkus sel dan membran organel.

Robekan keluar selaput mitokondria yang disusul pengkapuran.

Lisosom robek dan menghilang sebagai struktur yang ditemukan sebagai bentuk sel

mati.

(kelainan membran sel

inti piknotis/kariolisis/karioreksis

pembengkakan mitokondira berkurang, pada padatan besar

lisosom pecah dan autolisis)

KEMATIAN SEL

a. nekrosis

perubahan morfologi sebagai akibat tindakan degradasi progresif oleh enzim-enzim pada sel

yang terjejas letal. Disebabkan oleh kerusakan sel secara akut. Proses penting yang

menunjukkan perubahan nekrosis :

pencernaan sel oleh enzim

enzim katalitik yang berasal dari lisosom mati (autolisis maupun heterolisis).

denaturasi protein

katalitik progresif struktur sel menyebabkan nekrosis likuefaktif dan dilanjut dengan nekrosis

koagulatif.

Tanda kematian pada inti : kromatin menggumpal pada membran inti, kromatin pucat, adanya

pinoksis (penyusutan inti dan bertambah basofil), karioreksis (inti piknosis mengalami

fragmentasi).

Sitoplasma berubah menjadi masa asidofil suram bergranula.

Perubahan masa sel nekrosis :

nekrosis koagulatif

pemeliharaan garis besar sel digumpalkan beberapa hari, mengakibatkan denaturasi protein

struktur dan enzim, sehingga menghambat proteolisis sel. Nekrosis ini khas untuk

semua jaringan akibat hipoksia kecuali otak.

nekrosis likuefaktif

akibat autolisis atau heterolisis akibat infeksi total kuman, karrena kuman memiliki rangsang

kuat terhadap pengumpulan leukosit.

nekrosis kaseosa

paling sering dijumpai pad fokus infeksi tuberkulosis.

b. Apoptosis

Kematian nyata sel yang tidak lazim, kematian sel yang terprogram. Ciri-cirinya : sitoplasma

eusinofil, kadang disertai fragmen inti piknosis.

ADAPTASI SEL

Sel mengalami adaptasi dengan perubahan lingkungannya.

Macam-macamnya :

a. Atrofi

Penyusutan ukuran sel akibat kehilangan bahan sel. Bila jumlah sel yang terlibat cukup,

seluruh jaringan dan alat tubuh berkurang. Penyebab atrofi :

1. Berkurangnya beban kerja

2. Hilangnya persarafan

3. Berkurangnya perbekalan darah

4. Nutrisi yang tidak memadai

5. Hilangnya rangsang hormon

b. Hipertrofi

Peningkatan ukuran sel dan perubahan inti, meningkatkan ukuran alat tubuh. Penyebab :

kenaikan tantangan fungsi atau rangsang hormon khas atau peningkatan beban kerja

c. Hiperplasia

Peningkatan jumlah sel

d. Metaplasia

Penggantian sel dewasa dengan sel dewasa yang lain.

1.1.1 Rekayasa genetika

Rekayasa genetika :

Upaya yang digunakan untuk memanipulasi mahluk hidup.

Menghasilkan makhluk hidup dngan sifat yang diinginkan.

Dilakukan dengan menambah atau mengurangi DNA : rekombinasi

DNA.

Hasil : DNA rekombinan.

1.1.1.1 Plasmid

Plasmid merupakan molekul DNA berbentuk sirkuler yang

terdapat dalam sel bakteri atau ragi. Karena sifat-sifat plasmid yang

menguntungkan, maka plasmid digunakan sebagai vektor atau pembawa

gen untuk memasukkan gen ke dalam sel target.

Contoh aplikasi penggunaan teknologi plasmid yang telah

dikembangkan manusia adalah produksi insulin secara besar-besaran.

Cara aplikasi teknologi plasmid:

1. Insulin dibuat di dalam tubuh manusia dengan dikontrol oleh gen

insulin. Insulin ini kemudian diambil dari pulau langerhans tubuh

manusia, lalu disambungkan ke dalam plasmid bakteri.

2. Untuk menghubungkan gen insulin dengan plasmid diperlukan

rekombinasi genetik. Dalam rekombinasi DNA dilakukan pemotongan

dan penyambungan DNA. Proses pemotongan dan penyambungan

tersebut menggunakan enzim pemotong dan penyambung. Enzim

pemotong dikenal sebagai enzim restriksi atau enzim penggunting yang

bernama restriksi endonuklease.

3. Selanjutnya, DNA manusia yang diinginkan disambungkan ke

bagian benang plasmid yang terbuka dengan menggunakan enzim

ligase. Potongan DNA antara gen manusia dengan benang plasmid ini

bisa menyambung karena endonuklease yang digunakan untuk

memotong DNA manusia dan benang plasmid tersebut sama jenisnya.

Sehingga, dihasilkan ujungujung yang sama strukturnya.

4. Gen manusia dan plasmid yang telah menyatu akhirnya

membentuk lingkaran yang disebut kimera (DNA rekombinan). Kimera

tersebut kemudian dimasukkan ke dalam sel bakteri.

5. Bakteri kemudian di kultur untuk dikembangbiakkan sehingga

menghasilkan hormon insulin manusia.

6. Hormon insulin ini akhirnya dapat dipanen untuk digunakan oleh

orang yang membutuhkannya.

Keuntungan rekayasa genetik menggunakan teknologi plasmid:

1. Plasmid dapat berpindah dari bakteri satu ke bakteri yang lain

dan mempunyai sifat pada keturunan bakteri sama dengan induknya

2. Plasmid juga dapat memperbanyak diri melalui proses replikasi

sehingga dapat terjadi pengklonan DNA yang menghasilkan plasmid

dalam jumlah banyak.

3. Insulin yang dihasilkan bebas dari protein hewan yang tercemar

yang sering menimbulkan alergi.

Kloning

Kloning adalah salah satu teknologi DNA rekombinan dengan cara

rekayasa genetika yang memperbanyak salinan DNA yang telah direkayasa.

Tujuan dari kloning adalah mengisolasi gen atau segmen DNA yang

diinginkan dari suatu organisme dan memasukkannya dalam sel inang yang

sesuai sehingga diperoleh gen atau fragmen DNA yang diinginkan dalam

jumlah banyak. Contoh : memproduksi protein dalam skala besar, mendeteksi

agen infeksi yang abnormal. Proses perbanyakan ini biasanya disertai dengan

peningkatan tajam produksi produk protein, memudahkan ekstraksi dan

pemurnian protein.

Plasmid dipilih sesuai dengan yang diinginkan oleh DNA donor.

Kemudian DNA donor dan plasmid sama-sama dipotong dngan enzim

restriksi yang sama, dan diinkubasi bersama dengan ligase untuk

menyambungkan fragmen DNA donor dengan plasmid, sehingga

menghasilkan plasmid rekombinan. Plasmid rekombinan dimasukkan dalam

sel inang bakteri, sehingga dihasilkan galur genetik baru yang dapat menjaga

plasmid rekombinan dengan stabil.

Bahan-bahan kloning :

a. Enzim restriksi endonuklease

Enzim bakteri yang mengenali dan memotong sekuen nukleotida dalam

DNA beruntai ganda. Biasanya enzim ini mengenali sekuen pasangan basa

sepanjang 4-8 nukleotda dan melakukan pemotongan dalam nukleotida. Hasil

otongan enzim ini berupa fragmen dengan ujung yang kohesif atau tumpul.

Hasil fragmen dapat dilihat dengan elektroforesis yang dapat membuat DNA

bermigrasi dan dilihat dengan mata telanjang.

b. Vektor

Vektor biasanya berupa plasmid atau bakteriofag. Di sini terdapat peran

enzim ligase yang berfungsi merekatkan ikatan fosfodiester antara gugus 3’

hidroksil pada DNA donor dengan gugus 5’ pada DNA vektor. Vektor ini

nantinya akan dimasukkan dalam sel dengan cara transformasi atau transduksi.

Vektor ekspresi : vektor yang dapat membawa gen yang dapat ditranslasi atau

ditranskripsi oleh sel inang secara efisien.

c. Sel inang

Biasanya digunakan bakteri atau khamir.vektor masuk sel dengan

transduksi atau elektroporasi dan diseleksi dalam medium kultur yang sesuai.

1.1.1.2 Terapi Gen

Terapi gen merupakan perbaikan kelainan genetik untuk memperbaiki

gen. Cara kerja terapi gen dengan cara mengganti gen yang tidak normal

dengan gen yang normal. Terapi gen baik digunakan untuk memperbaiki

kelainan karena tidak adanya enzim karena suatu alel yang tidak normal. Alel

yang normal dimasukkan dalam sel somatis.

Contoh :

1. Terapi gen pada sistem kekebalan

a. Siapkan retrovirus (virus DNA) yang dibentuk menjadi retrovirus rekombinan.

b. Limfosit T dari pasien dikultur dengan vektor retrovirus rekombinan.

c. Retrovirus rekombinan menginfeksi sel limfosit T, menyisipkan genom

retrovirus pada genom sel limfosit T.

d. Sel limfosit T dimasukkan ke dalam tubuh pasien.

1.1.1.3 Hibridoma

Adalah penggabungan dua sel dari organisme yang sama ataupun dari

sel organisme yang berbeda sehingga menghasilkan sel tunggal berupa sel

hybrid yang memiliki kombinasi sifat dari kedua sel tersebut.

Mekanisme : menyuntikkan antigen pada tikus atau kelinci agar

terbentuk antibody dan menyiapkan sel kanker yang telah dikulturkan.Dua sel

tersebut digabungkan sehingga membentuk hibridoma yang kemudian

dikulturkan dan akan menghasilkan antibody monoclonal.Antibodi

monoclonal dipisahkan dan disimpan sedangkan hibridoma penghasil antibody

monoclonal diperbanyak.

Kegunaan antibodi monoklonal :

-Untuk mendeteksi kandungan hormone korionik gonadotropin (HCG) dalam

urine wanita hamil

-Untuk mengikat racun dan menonaktifkannya

-Memecah penolakan jarinagn terhadap sel hasil transplantasi jaringan lain

Dogma central

Semua informasi yang terkandung dalam DNA, kemudian akan digunakan

untuk menghasilkan molekul RNA melalui transkripsi, dan beberapa informasi

pada RNA tersebut akan digunakan untuk menghasilkan protein melalui

proses yang disebut translasi. Ada juga yang mengartikan dogma central

adalah proses ekspresi gen dari DNA –> RNA –> protein