Kasus 1

FBS III
Organization of The Cell

Case title : Hereditary spherocytosis
Ronald (16 tahun)
Problem :
Fatigue
Pale
Jaundice in sclerae
Moderate Splenomegaly
Lab :
Red Count Cell ↓
Hb ↓
Platelet Count ↓
MCH (Mean Cell Hemoglobin) ↓
Reticulocyte Count ↑
Osmotic Fragility Test ↑

Hereditary Spherocytosis adalah kelainan autosomal dominan yang ditandai dengan adanya defek pada membran sel darah merah yang menyerupai eritrosis sferoid, kurang lentur, dan mudah mengalami sekuestrasi ke limpa dan destruksi.









Mekanisme :
Genetic defect

Abnormality protein integral

Membran tidak stabil

Decrease the surface to volume ratio

Cell less deformable

Spherocytosis

Increase Osmotic Fragility

Hemolysis


Eritropoesis Hb Lisis ↑ Eritrosit ↓


Hyperplasia Retikulosit Bilirubin ↑ Hb ↑


Splenomegaly Jaundice Pale & Fatigue













Learning objective
1. Understand the similarity and difference between prokaryotic and eukaryotic cells.
Persamaan :
Dikelilingi plasma membrane yang berupa phospolipid bilayer
Terdapat atau menggunakan banyak membrane protein
Memiliki makromolekul dengan komposisi yang sama : 70% air ; 20% protein ; 7 % Lipid,gram, Asam amino,nukleotida ; 2 % RNA ; <1 % DNA.
Pada banyak aspek translasi mRNA membentuk protein adalah sama.

Perbedaan :
Pembeda
Prokariotik
Eukariotik
Membran inti
Tidak ada
Ada
Organisme
Baktei,Cyanobakteri
Protista,fungi. Animal and plantae kingdom
Plasma Membran
Generally one type
Have internal membrane
Cysteskleton
Tidak ada
Ada
Organel
Sedikit
Banyak
DNA
Single, circular
Single,linear, double stranded
Kromosom
Single
Two or more

Know other varyous type and principles of microscope for special purpose
- Light microscope
Mikroskop cahaya adalah mikroskop yang sering digunakan saat ini Penggunaanya terbatas pada ukuran 0.2 µm. Pembesaran total merupakan hasil perkalian antara lensa objektif dan lensa okuler.Semakin pendek panjang gelombang cahaya,nilai D akan semakin kecil, maka resolusinya akan semakin baik.
- Phase Constrast microscopy
Menggunakan prinsip , cahaya akan berubah kecepatannya ketika melewati seluler dan ekstraseluler struktur dengan perbedaan refractive indice.Hal tersebut menyebabkan objek terlihat terang atau gelap. Phase Contrast microscopy diperlukan dalam menentukan struktur dan pergerakan organel.
- Normarski microscopy
Dapat menghasilkan gambaran objek 3 dimensi . Normaski interference hanya dapat menentukan outline dari molekul besar.
- Transmission electron microscopy
Transmision electron microscope memancarkan cahaya elektron kepada specimen. Namun potongan specimen tersebut harus lebih tipis untuk miksroskop elektron yaitu 0.2 persen lebih tipis dari sel tunggal.
- Scanning electron microscopy
Memberikan gambaran permukaan specimen. Sample dikeringkan dan dilapisi denga lapisan tipis logam berat seperti platinum dengan evaporasi pada vacum.


How to sort the cell and their part.
- Flow cytometri digunakan untuk menyortir suatu sel secara optikal. Flow cytometri dapat mengidentifikasi suatu sel dengan menetukan cahaya yang dipantulkan atau flurosence yang dipancarkan.
- Dengan menggunakan fraksinasi kita dapat mengisolasi sel sesuai dengan komponen yang terkandung dalam sel tersebut.
- Hal yang pertama kali dilakukan adalah meluluhkan membran plasma atau dinding sel. Hali ini dapat dilakukan dengan suara fekuensi tinggi.
- Pemecahan membran plasma tersebut akan menghasilkan homogenate selanjutnya homogenat akan akan disentrifugasi. Sentrifugasi dimulai dengan kecepatan rendah untuk menghilangkan sel yang belum pecah. Kemudian setiap kecepatan memiliki organel tertentu yang akan mengendap.

Understand general structure of organel
Nukleus
Nukleus merupakan organel terbesar, diameternya sekitar 5µm .Nukleus dipisahkan dari sitoplasma dengan membran nukleus. Membran nukleus terdiri dari membran dalam dan membran luar. Ruang antar membran berhubungan dengan rongga dari Retikulum endoplasma kasar. Membran nukleus memilki pori,yang berfungsi sebagai chanel antara nukleus dan sitosol. Pori-pori pada membran nukleus fungsinya sebagai chanel mengatur perpindahan material dari dan ke nukleus. Nukleus terdiri dari nukleoplasma, Nukleolus, fibrous matrix, DNA protein complex, kromatin-kromosom. Nukleoplasma memiliki komposisi yang berbeda dengan sitosol.
b.Retikulum endoplasma
RE dibedakan menjadi 3 macam :
sisterna = berbentuk gepeng
tubular = tabung
vesikular = gelembung
RE dibedakan menjadi 2 macam :
RE kasar = bergranula
RE halus = tidak bergranula
- Retikulum endoplasma kasar memiliki ribosom yang menempel pada dindingnya.RE kasar banyak dijumpai pada sel yang bersifat sekretoris (sel-sel kelenjar,sel-sel penghasil antibodi)
- Retikulum endoplasma halus tidak memiliki butir ribosom pada permukaannya.
c.Aparatus golgi
Strukturnya berupa kantung pipih bertumpuk (3-20) yang disebut cisterna. Medial cisterna membentuk glikoprotein, glikolipid dan lipoprotein. Permukaan masuk (cis) berhubungan langsung dengan Retikulum endoplasma permukaan cis menerima protein dari RE kasae. Permukaan keluar (trans) berhubungan langsung dengan plasma membran. Permukaan trans memodifikasi molekul, kemudian menyortir dan mengemasnya untuk ditranspor ke tujuan masing-masing. Vesicle dapat dilihat secara berkala pada batas kantung, lalu vesicle pindah ke organel lain seperti lisosom.
d. Ribosom
Ribosom merupakan tempat sel membuat protein. Ribosom yang berada di sitosol disebut ribosom bebas sedangkan ribosom yang terletak pada RE kasar disebut ribosom terikat. Ribosom bebas menghasilkan protein yang berfungsi didalam sitoplasma. Ribosom terikat menghasilkan protein yang disekresikan keluar sel.
Lisosom
Lisosom memiliki ukuran 0.05 – 0.5 µm . Biasanya berbentuk spherical, uniformly granular. Memiliki single membran yang berfungsi memisahkan enzim didalam lisosom dari sitoplasma. Mencegah enzim mencerna komponen sitoplasma. Mengandung Hydrolitic Enzymes. Contoh : Acid phospate,Ribonuclease, Deoxyribonuclease,Protease,Sulfatase, Lipase ß-Glucurodinase.Fungsinya adalah untuk pencernaan intraseluler. Aktivitas optimalnya pada PH Asam (dalam lisosom). Disintesis dalam RE kasar kemudian ditransfer ke golgi komplek tempat memodifikasi dan mengemas lisoosom.
- Primary lisosom belum mengalami peristiwa pencernaan.
- Secondary lisosom . Material diambil melalui phagosme → Bersatu dengan membran phagosme dan terjadi pencernaan.
Residual bodies = Indigestible compouds retained within vacuola (After Digestion)
Peroksisom
Ruangan metabolisme khusus yang dilingkupi oleh membran tunggal. Peroksisiom dalam hati menawarkan racun alkohol dan senyawa berbahaya lainnya dengan mentransfer hidrogen dari racun ke oksigen. Hidrogen Peroksida yang dibentuk oleh metabolisme peroksisiom itu sendiri beracun, tetapi organel ini mengandung enzim yang mengubah hidrogen peroksida menjadi air. Berada pada ruangan yang sama untuk enzim yang menghasilkan hidrogen peroksida maupunyang membuang senyawa beracun ini merupakan contoh lain bagaimana struktur ruangan sel merupakan suatu yang sangat penting fungsinya. Proksisom ini tumbuh dengan cara menggabungkan protein dengan lipid yang dibuat dalam sitosol, dan memperbanyak jumlahnya dengan membelah diri menjadi dua setelah mencapai ukuran tertentu.
Mitokondria
Disebut juga “power house” of the cell. Sel meimliki ratusan/ribuan mitokondria bergantung pada keaktifan sel. Mitokondria terdiri dari 2 membran .
- Outer mitchondrial membran (protein lipid)
- Inner mitochondrial membran (cardiolipin)
Kristae menghasilkan permukaan yang lebih luas pada membran plasma bagian dalam.Membran dalam mitokondria banyak mengandung enzim.

Understand the specific function of each organel
Nukleus berfungsi untuk menyimpan informasi genetik dan merupakan pusat kehidupan dari sel.
Retikulum endoplasma berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan lemak, detoxyfy chemical.
Aparatus golgi berfungsi untuk memodifikasi lipid, karbohidrat dan protein untuk digunakan oleh sel atau untuk disekresikan keluar sel.
Ribosom berfungsi untuk mensintesis protein.
Lisosom berfungsi untuk pencernaan intraseluler.
Peroxixome berfungsi untuk detoxsifikasi alcohol dan lipid metabolisme.
Mitokondria merupakan tempat terjadinya rantai elektron dan fosforilasi oksidatif yang dapat menghasilkan ATP sebgai sumber energi dalam tubuh kita.

General structure of cystoskeleton
Cystoskeleton terdiri dari 3 jenis yakni :
- Microfilament (7-9 nm)
- Intermediet filament (10 nm)
- Mikrotubul (24 nm)
Microfilament merupakan polimerisasi dari actin sedangkan microtubula merupakan polimerisasi dari tubulin.

Understand the spesific function of cystoskeleton
- Mikrotubul berfungsi dalam pergerakan organel,pergerakan kromosom selama pembelahan, pembentuk Sentrosom, Ciliata dan Flagelata.
- Vesicle dan organel transport dianalogikan mikrotubul seperti track dengan dorongan lokomotif untuk pergerakan dihasilkan oleh oleh ATPase seperti kinesin dan dynein.
- Cilia ditemukan pada respiratory tract dan sel epitel pada oviduct . Pada respiratory tract berfungsi untuk mmebersihkan membersihkan mukus dari kotoranyang dapat mengganggu pernapasan, pada oviduct berfungsi untuk membantu transportasi sel telur ke uterus.
- Flagelata pada sperma
- Mikrofilamen memiliki 2 fungsi secara umum : membantu pergerakan dan menghasilkan fungsi mekanik.
- Mikrofilamen aktin bersama dengan myosin menyusun skletal muscle dan berperan dalam muscle contraction.
- Peristiwa endocytosis dan eksositosis diatur pula oleh mikrofilamen
- Intermediaet filamen yang berhasil diisolasi antara lain adalah : Keratin, Vimentin, Desmin,Protein Asam Fibrilar, dan Neurofilamen.

Know the structure of cell membran
- Membran plasma adalah komponen sel terluar yang memisahkan sitoplasama dari lingkungan ekstraseluler
- Tebal membrane berkisar dari 7,5 – 10 nm
- Struktur membrane plasma terdiri dari fosfolipid,kolesterol,protein dan karbohidrat(rantai oligosakarida yang secara kovalen terikat dengan fosfolipid dan molekul protein.
- Fosfolipid adalah membrane terdiri dari 2 rantai hidrokarbon nonpolar (hidrofobik) panjang yang terikat pada gugus bermuatan (hidrofilik)
- Kolesterol memisahkan lapisan penutup yang dibuat rantai fosfolipid panjang dan menyebabakan sifat membrane menjadi lebih cair. Sel mengontrol sifat cair dari membrane melalui jumlah kolesterol.
- Sebagain dari lipid, yang dikenal sebagai glikolipid,memiliki rantai oligosakarida yang terjulur keluar dari permukaan membran sel, yang menyebabkan lapisan lipid menjadi asimetri.
- Protein merupakan unsur molekular utama dari membrane sel (50%), dibagi menjadi :
1. Protein perifer : terikat tidak begitu erat pada lapisan lipid ganda (terikat pada permukaan sitoplasma)
2. Protein integral : terikat langsung pada lapisan lipid. Beberapa diantara protein ini menembus seluruh lapisan ganda, sedangkan yang lain terpendam dalam membran luar/dalam dari lapisan lipid ganda. Sejumlah protein integral merentangi membran satu kali atau lebih, dari satu sisi ke sisi yang lain. Oleh sebab itu protein integral disebut protein transmembran one-pass atau multipass.

Understanding the function of cell membrane
Fungsi membran plasma :
Transport mikromolekul
Pasif : - simple difusion akibat gradien konsentrasi
- facilitated difusion adalah transport protein lewat carrier protein
Aktif : - Fraction of energy
- Memecah ATP→ ADP + P
- Na+ K+ ATP ase, Na Keluar, K masuk
- Ca2+ ATPase, Ca keluar
2. Transport makromolekul
- Endositosis yakni partikel dibungkus oleh region plasma membran
- Eksositosis yakni sekresi subtansi melalui secretory vesicle contohnya : sekresi insulin,histamin,hormon dan glikoprotein.
- Fagositosis yaitu bentuk khusus dari endositosis untuk molekul besar
3. Transport LDL
4. Transferin yaitu glikoprotein pengirim besi ke sel
5. Transitosis yaitu reseptor yang mentransfer spesifik makromolekul dari ekstraseluler ke daerah lain . Contohnya : transport antibody dari susu ibu ke anak.


Macrophages in
liver, spleen, and
red bone marrow
phagocytize old RBCs
marrow