Nukleus dan Materi Genetik

1. Nukleus

Nukleus merupakan organel terbesar dalam sel yang mengandung DNA yang membawa informasi genetik. Nukleus berbentuk bola atau gelendong dan dikelilingi oleh selaput rangkap yang disebut selubung nuklear atau nuclear envelope. Di dalam nukleus terdapat nukleolus dan bahan informasi genetik atau materi genetik. Organisme prokariot tidak memiliki nukleus sejati. Materi genetik sel prokariota terkumpul di bagian tengah sel, tetapi tidak dipisahkan oleh selubung nuklear. Daerah tempat terpusatnya materi genetik pada sel prokariot disebut nukleoid.

Selubung nuklear terdiri dari selaput rangkap (selaput dalam dan selaput luar) yang dipisahkan oleh ruang perinuklear. Selaput dalam disebut juga selaput nukleoplasmik, sedangkan selaput luar disebut selaput sitosolik. Ruang perinuklear juga berlanjut dengan ruang retikulum endoplasma dan dapat berisi protein yang baru disintesis. Permukaan selaput retikulum endoplasma dan permukaan sitosolik selaput luar ditempeli ribosom yang berperan dalam sintesis protein. Protein yang disintesis dalam ribosom dicurahkan ke dalam ruang perinuklear yang berhubungan dengan lumen retikulum endoplasma.

Permukaan nukleoplasmik selaput dalamselubung nuklear berlapis anyaman yang terdiri dari filament intermedia. Anyaman filament intermedia disebut lamina nuklear.

Pori nuklear terbentuk pada tempat dimana membran dalam dan membran luar selubung nuklear menyatu. Terdapat hubungan antara kerapatan pori nuklear dan pengangkutan RNA dari nukleus. Pada nukleus setelah mitosis, saat pengangkutan RNA banyak dan sintesis protein cepat, pori nuklear sangat rapat.

Nukleolus

Pemasukan rRNA harus cukup karena gen-gen terus ditranslasi. rRNA dikemas dengan protein-protein ribosomal membentuk ribosom. Pengepakan ini terjadi di nukleolus. Nukleolus mengandung ikalan-ikalan DNA yang berasal dari beberapa kromosom. Setiap ikalan mengandung sekelompok gen rRNA. Tiap kelompok gen ini disebut NOR (nucleolar organizer region) yang merupakan daerah dimana rRNA disalin oleh polimerase RNA.

Pengamatan struktur nucleolus dengan mikroskop electron, terlihat bahwa nucleolus terdiri dari 3 daerah yaitu :

1. Suatu pusat yang terdiri dari fibrila yang mempunyai daya serap terhadap warna sangat lemah Pusat ini mengandung DNA yang belum disalin.
2. Kelompok padat yang terdiri dari fibrila yang mengandung molekul-molekul RNA yang baru saja disalin.
3. Daerah granula yang merupakan kelompok yang berbentuk butir-butir yang mengandung prekursor RNA

Nukleolus disebut sebagai ribosome producing machine. Di dalam nukleolus, jika terdapat polymerase RNA, terjadi transkripsi dan dibentuk RNA prekursor 45S. Dengan bantuan protein dari sitoplasma dan sebagian dari protein RNA RNA hasil recycling bersatu dengan RNA membentuk badan yang lebih besar. Dengan RNA 5S dan bantuan polymerase RNA III, badan yang besar terurai menjadi sub unit besar dan sub unit kecil.

rRNA

rRNA merupakan RNA yang menyusun kerangka ribosom. Ribosom adalah organel di dalam sel yang menjadi tempat terjadinya sintesis protein. Ukuran ribosom ditentukan dengan analisis sedimentasi yang berdasarkan laju pengendapan molekul dalam suatu larutan kental (misal sukrosa) yang disentrifugasi dengan kecepatan yang tinggi. Koefisien sedimentasi dinyatakan dengan S. Ribosom prokariot memiliki koefisien sedimentasi 50S dan 30 S. sedangkan ribosom eukariot mmemiliki koefisien sedimentasi 60S dan 40S.