GBR. 54Jelajah

Berjalan di dalam sel: hewan, tumbuhan, dan bakteri

Diperbesar sejuta kali, sebuah mitokondria kira-kira sebesar sofa, satu E. coli utuh panjangnya 2 m, dan kinesin yang menarik vesikel di samping Anda berjalan 0,8 meter per detik.

Berjalan di dalam sel: hewan, tumbuhan, dan bakteri
Memuat model

Perangkat ini tidak dapat menampilkan model 3D. Langkah-langkah panduan di bawah dapat dibaca sebagai teks.

1 / 14 Sel yang sejuta kali lebih besarAnda berdiri di membran bawah sebuah sel yang diperbesar sejuta kali, jadi mata Anda berada 1,6 µm di atasnya. Bergeraklah dengan WASD, tombol panah, atau joystick, dan naik atau turun dengan R dan F atau panah di kanan. Nukleus di depan diberi jendela. Tombol "Buku panduan" di kanan atas memuat 78 hal yang bisa dikunjungi.

Seret untuk memutar. Gulir atau cubit untuk memperbesar.

Diperbarui Sumber diperiksa
Iklan

Tempat Anda berdiri

Sel terlalu kecil untuk dibayangkan. Gambar yang biasa ada di buku sekolah menaruh nukleus, beberapa mitokondria, dan beberapa garis bergelombang retikulum endoplasma di dalam sebuah lingkaran, semuanya kira-kira sama besar dan semuanya melayang di ruang kosong. Pameran ini mengambil satu sel hewan, memperbesarnya sejuta kali, dan membiarkan Anda berjalan di dalamnya pada tinggi mata biasa. Semuanya digambar menurut ukuran yang diukur pada sel nyata, jadi mitokondria adalah kapsul yang bisa Anda duduki dan ribosom adalah manik gelap sebesar kelereng besar.

Bentuk sel ini seperti sel yang membentang di atas cawan kaca: kubah rendah sepanjang 30 µm, selebar 24 µm, dan setinggi 8 µm di tengah. Anda mulai di lantainya, yaitu bagian membran plasma yang menempel pada kaca. Nukleus mengisi bagian tengah, retikulum kasar membungkus sisi kirinya, dan tumpukan Golgi ada di sisi kanannya. Mitokondria dan lisosom tersebar di sekitarnya, mikrotubulus menyebar seperti kipas dari satu titik di samping nukleus, dan vesikel kecil menumpanginya menuju tepi sel.

Mengapa modelnya sejuta kali lebih besar

Pilihan yang paling jelas adalah memperbesar sel secukupnya agar tubuh Anda muat di dalamnya. Perbesaran 100.000 kali tidak cukup. Pada skala itu, sel selebar 20 µm menjadi gelembung 2 m, dan nukleusnya lebih kecil daripada kepala Anda. Orang setinggi 1,6 m setara dengan 16 µm, lebih tinggi daripada seluruh sel.

Pada perbesaran 1.000.000 kali, angkanya menjadi mudah dibaca. Satu meter di model sama dengan satu mikrometer di sel, dan satu milimeter sama dengan satu nanometer. Tinggi mata Anda, 1,6 m, mewakili 1,6 µm. Kotak skala di pojok kiri atas menunjukkan hal ini, dan batangnya digambar ulang untuk apa pun yang tepat di depan Anda. Jika Anda melihat dinding yang berjarak 3 m, batang itu menunjukkan seberapa panjang 1 µm tampak pada jarak tersebut.

Ukuran dalam model

Inilah bagian-bagian utama dan ukuran yang dipakai untuk membangunnya. Angka sebenarnya berupa rentang, karena sel berbeda dari satu jenis ke jenis lain.

Bagian Ukuran nyata Ukuran di model
Seluruh sel (membentang di kaca) 20 sampai 40 µm 30 × 24 × 8 m
Nukleus 2 sampai 10 µm 9 × 6 × 7,6 m
Mitokondria lebar sekitar 1 µm, panjang 2 µm lebar 0,84 sampai 1 m, panjang 2 sampai 2,8 m
Lisosom 0,1 sampai 1,2 µm 0,5 sampai 0,7 m
Pori nukleus sekitar 120 nm 12 cm
Mikrotubulus lebar 25 nm lebar 2,5 cm
Ribosom 25 sampai 30 nm sekitar 2,8 cm
Tabung retikulum halus 30 sampai 100 nm 6 cm
Membran plasma tebal 4 sampai 10 nm tebal 4 sampai 10 mm
Langkah kinesin 8 nm 8 mm

Volume sel ini sekitar 3000 µm³. Cell Biology by the Numbers memakai 2000 µm³ sebagai patokan kasar untuk sel manusia, dengan sebagian besar sel di antara 500 dan 4000 µm³, dan memakai 3000 µm³ untuk sel mamalia yang khas dalam contoh hitungannya. Sel HeLa yang membentang di atas kaca preparat bisa selebar sekitar 40 µm sementara tingginya hanya beberapa mikrometer, itulah sebabnya model ini berupa kubah rendah, bukan bola.

Periksa sendiri beberapa angka

Berdirilah di samping mitokondria yang dibelah di dekat titik awal. Lebarnya 1 m, jadi bagian atasnya sedikit di bawah mata Anda. Di sel nyata itu 1 µm, kira-kira seperseratus tebal rambut manusia.

Membran adalah bagian yang paling sulit dilihat. Dengan tebal 4 sampai 10 nm, di model tebalnya 4 sampai 10 mm, kira-kira setebal pensil, membungkus ruang sepanjang 30 m. Cell Biology by the Numbers membandingkannya dengan kulit pesawat terbang terhadap lebar badannya. Itulah sebabnya satu bagian dinding kanan digambar 20 kali lebih tebal daripada bagian lain. Di bagian itu setiap kepala lipid selebar 16 mm, bukan 0,8 mm, dan Anda bisa menghitung kedua lapisannya.

DNA di dalam nukleus adalah angka yang sama sekali tidak muat. Satu sel manusia membawa sekitar 2 m DNA (dua salinan genom berisi sekitar 3 miliar pasang basa, 0,3 nm per pasang basa). Di model, itu berarti 2000 km benang yang dijejalkan ke dalam bola sepanjang 9 m. Benang ungu yang Anda lihat lewat jendela hanyalah contoh kecil yang digambar untuk memperlihatkan teksturnya.

Penampang membran

Fosfolipid punya kepala yang mudah bercampur dengan air dan dua ekor yang tidak. Di dalam air, ekor-ekornya bersembunyi dari air dengan berjajar ekor ke ekor, sehingga terbentuk dua lapisan dengan kepala di kedua permukaan luarnya. Tiap lapisan sedalam sekitar 2 nm, jadi inti lapisan ganda itu setebal sekitar 4 nm. Protein duduk di lapisan tipis ini. Tong biru di bagian yang diperbesar adalah kanal yang menembus kedua lapisan, dan protein dengan manik hijau di sisi luarnya membawa rantai gula.

Membran itu cair. Lipid terus bergeser ke samping melewati tetangganya, tetapi sangat jarang berpindah dari satu lapisan ke lapisan lain, sehingga kedua lapisan bisa menjaga campuran lipid yang berbeda. Model ini membuatnya diam.

Nukleus dan porinya

Selubung nukleus terdiri dari dua membran, membran dalam dan membran luar, dengan celah beberapa puluh nanometer di antaranya. Jendela yang dipotong di depan nukleus memperlihatkan kedua tepinya, yang di model berjarak sekitar 4 cm. Membran luar berlanjut menjadi retikulum kasar, itulah sebabnya lembaran retikulum di model dimulai tepat di samping nukleus.

Pori nukleus menembus kedua membran sekaligus. Setiap pori adalah cincin protein selebar sekitar 120 nm dengan kanal di tengahnya, dan nukleus hewan bertulang belakang memiliki sekitar 2000 pori. RNA duta dan subunit ribosom keluar lewat pori, sedangkan protein yang dibutuhkan di dalam nukleus masuk. Model ini menampilkan 300 sampai 1100 pori, tergantung perangkat Anda.

Di dalamnya, nukleolus adalah daerah padat tanpa membran di sekelilingnya, digambar selebar 2 µm di model. Ia terbentuk di sekitar gen RNA ribosom, dan dua bagian ribosom dirakit di sana sebelum dikirim keluar.

Tempat protein dibuat dan dikemas

Ribosom membaca RNA duta dan menyambung asam amino menjadi rantai. Ribosom yang melayang di sitosol membuat protein yang tetap tinggal di sitosol. Jika awal protein baru membawa sinyal untuk retikulum, ribosom menambat ke retikulum dan menyalurkan rantai yang sedang tumbuh menembus membran ke dalam kantong, dan inilah yang membuat retikulum tampak kasar. Retikulum halus tidak punya ribosom. Ia adalah jaringan tabung selebar 30 sampai 100 nm yang membuat lipid dan menyimpan kalsium.

Dari retikulum, protein dibawa dalam vesikel kecil ke badan Golgi. Satu sel mamalia memiliki 40 sampai 100 tumpukan Golgi, biasanya berkumpul di dekat sentrosom, dan setiap tumpukan memiliki empat sampai delapan sisterna. Model ini menampilkan satu tumpukan berisi enam. Protein masuk dari sisi cis, yang paling dekat dengan retikulum, gulanya dipangkas dan ditambah selama melintas, lalu keluar dari sisi trans di dalam vesikel yang menuju membran, lisosom, atau ruang lain.

Kinesin berjalan di atas mikrotubulus

Mikrotubulus adalah tabung berongga selebar sekitar 25 nm, biasanya tersusun dari 13 baris tubulin. Setiap baris adalah rantai pasangan tubulin alfa dan beta yang berulang setiap 8 nm. Sebagian besar mikrotubulus berawal di sentrosom di samping nukleus dan memanjang ke tepi sel. Mikrotubulus kaku dan hampir lurus untuk jarak sejauh yang ada di dalam sel.

Kinesin-1 punya dua kepala motor yang dihubungkan tangkai panjang yang melilit, serta ekor yang memegang muatan. Ia berjalan bergantian tangan, seperti dijelaskan PDB-101. Satu kepala tetap menempel pada mikrotubulus sementara kepala lainnya melepas, berayun melewatinya, dan menempel 16 nm lebih jauh. Setiap langkah memindahkan muatan 8 nm dan memakai satu ATP. Cell Biology by the Numbers menyebut sekitar 800 nm per detik untuk kinesin biasa di tabung reaksi, dengan sekitar 100 langkah sebelum ia terlepas.

Pada sejuta kali ukuran asli, 800 nm per detik menjadi 0,8 m per detik, kecepatan jalan santai. Tetapi kepalanya melangkah sekitar 100 kali per detik, terlalu cepat untuk diikuti di layar. Karena itu langkah panduan tentang kinesin menyalakan gerak lambat 1/20 kecepatan sebenarnya, agar Anda bisa melihat setiap kepala berayun melewati kepala lainnya.

Mitokondria dan lisosom

Mitokondria punya dua membran. Membran luarnya halus. Membran dalamnya terlipat menjadi krista, yang memberinya permukaan luas untuk protein pembuat ATP. Cell Biology by the Numbers menggambarkan mitokondria yang khas sebagai kapsul sepanjang sekitar 2 µm dan selebar 1 µm, meski di banyak sel mitokondria bergabung menjadi jaringan bercabang sepanjang puluhan mikrometer. Model ini memakai sepuluh kapsul terpisah dan membelah salah satunya agar Anda bisa melihat kristanya.

Lisosom adalah kantong berisi lebih dari 60 jenis enzim pencernaan, dan satu sel biasanya memiliki ratusan. Model ini menampilkan enam. Bagian dalamnya dijaga pada pH 4,5 sampai 5, dan enzimnya paling baik bekerja pada keasaman itu. Sitosol di sekitarnya berada pada pH sekitar 7,2, tempat enzim itu tidak bekerja dengan baik, sehingga lisosom yang bocor tidak mencerna bagian sel lainnya.

Iklan

Mengecil sepuluh dan seratus kali

Pada sejuta kali ukuran asli, sel mudah dijelajahi, tetapi apa pun yang lebih kecil dari sekitar 20 nm hanyalah remah di kaki Anda. Ribosom sebesar kelereng dan kanal kalium selebar 8 mm. Untuk melihat molekul, Anda perlu tahap perbesaran kedua, dan tombol "Ukuran" di kanan atas memberi dua tahap lagi: ×10 dan ×100.

Tombol itu tidak membangun ulang sel. Tombol itu mengecilkan Anda. Pada ×10 skalanya 10.000.000 banding 1, satu meter di depan Anda adalah 100 nm, dan mata Anda berada 160 nm di atas lantai. Pada ×100 skalanya 100.000.000 banding 1, satu meter adalah 10 nm, dan tinggi Anda 16 nm, kira-kira setinggi proteasom. Kotak di pojok kiri atas selalu menunjukkan perbesaran saat ini, berapa nilai satu meter, dan tinggi Anda yang sebenarnya, sehingga angkanya tetap jujur di tahap mana pun. Selnya sendiri tidak berubah. Mitokondria yang tadinya sebesar sofa menjadi gedung sepanjang 100 m, dan berjalan melewatinya pada ×100 akan memakan waktu beberapa menit.

Molekul dalam ukuran sebenarnya

Molekul digambar sebagai model manik, satu manik untuk setiap bagian protein yang terlipat, mengikuti gaya ilustrasi RCSB PDB-101. Molekul dibangun dalam ukuran sebenarnya dan ditempatkan di tempat kerjanya, lalu disembunyikan sampai Anda cukup dekat untuk melihatnya. Dari seberang sel, menggambarnya tidak memakan biaya apa pun.

Di sel hewan ada empat tempat untuk menemukannya:

  • Di membran lantai, dekat depan sebelah kanan. Kanal kalium, pompa natrium-kalium, reseptor, dan akuaporin duduk di sepotong membran yang dilapisi kepala lipid berjarak 0,8 nm. Lubang berselubung klatrin, sangkar selebar sekitar 100 nm, menarik tunas membran ke dalam. Filamen aktin selebar 7 nm melintasi lantai, dengan motor miosin V berjalan di salah satunya, dan filamen intermediet mirip tali tergeletak di dekatnya.
  • Di kerumunan di sebelahnya. Kotak bersisi 100 nm diisi protein dengan kepadatan sitosol nyata, sekitar 3 juta per mikrometer kubik. Pada ×100 kotak ini adalah dinding molekul yang bisa Anda terobos. Di tepinya ada proteasom, pendamping Hsp90, granula glikogen, dan untaian ribosom yang membaca satu RNA duta.
  • Di dalam nukleus. Seuntai DNA yang melilit nukleosom, dengan RNA polimerase II yang sedang membuat untai RNA, dan kompleks pori nukleus yang lengkap rinciannya di selubung.
  • Di organel. Ribosom yang tertambat di retikulum kasar lewat kanal Sec61, deretan ATP sintase di tepi potongan mitokondria yang terbuka, dan motor dinein di bawah rel kinesin.

Kepadatannya asli di tempat yang disebut buku panduan (kotak kerumunan, lantai lipid) dan dikurangi di tempat lain, karena membran nyata begitu penuh protein sehingga kanalnya sulit dikenali.

Sel tumbuhan pada skala yang sama

Tombol "Sel" berpindah ke sel daun yang dibangun pada skala yang sama. Panjangnya 40 µm, lebarnya 24 µm, dan tingginya 20 µm, di dalam dinding selulosa. Cell Biology by the Numbers menggambarkan sel tumbuhan semacam ini dengan sebagian besar volumenya diisi vakuola, dan itulah hal pertama yang Anda perhatikan: balok tembus cahaya mengisi bagian tengah, sedangkan bagian sel lainnya terjepit menjadi lapisan tipis di sekelilingnya dan sebuah ruang di salah satu ujung, tempat nukleus berada.

Kloroplas terletak di lantai di bawah vakuola dan menempel di salah satu dinding. Kloroplas digambar sepanjang 5 µm, dalam rentang 4 sampai 6 µm untuk tumbuhan berpembuluh, dan satu dibelah untuk memperlihatkan grananya, tumpukan kantong tilakoid pipih, serta sebutir pati. Di dinding seberang, sebuah medan noktah berisi plasmodesmata, kanal selebar sekitar 50 nm, menghubungkan sel ini dengan tetangganya. Di sepanjang dinding dekat, organel mengalir mengelilingi lingkaran tali aktin dengan kecepatan 4 µm per detik, dalam rentang 1 sampai 100 µm per detik yang terukur untuk aliran sitoplasma. Pada ×100 di dalam kloroplas yang dibelah, Anda bisa menemukan Rubisco, enzim pengikat karbon dioksida, dan fotosistem II, yang memecah air dan melepaskan oksigen.

Bakteri pada skala yang sama

Sel ketiga adalah E. coli. Cell Biology by the Numbers memakai patokan kasar lebar sekitar 1 µm, panjang 2 µm, dan volume 1 µm³, jadi pada sejuta kali ukuran asli seluruh organisme ini adalah kapsul sepanjang 2 m yang tergeletak di cawan, sebesar salah satu mitokondria sel hewan. Ini bukan kebetulan dalam model. Mitokondria berasal dari bakteri yang ditelan sel lain pada masa yang sangat lampau, dan masih menyimpan genom kecil miliknya sendiri. Kisi di cawan digambar dalam kotak-kotak 1 µm.

Pada ×1 Anda terlalu besar untuk masuk, jadi penjelajahan dimulai pada ×10. Di dalam, ribosom mengisi sebagian besar ruang di sekitar nukleoid, gumpalan kromosom di tengah yang tidak dibungkus membran. Selubung di atas kepala Anda punya tiga lapisan: membran dalam, jaring tipis peptidoglikan, dan membran luar. Motor flagela selebar sekitar 45 nm tertanam di selubung, masing-masing memutar filamen spiral sekitar 100 kali per detik, dan kisi kemoreseptor di salah satu ujung memberi tahu motor kapan harus berbalik arah. Karena tidak ada nukleus yang menghalangi, ribosom mulai membaca RNA duta selagi RNA itu masih dibuat, dan model ini menampilkannya di dua tempat dekat titik awal.

Buku panduan

Tombol "Buku panduan" membuka daftar 78 hal untuk dikunjungi: 49 di sel hewan, 14 di sel tumbuhan, dan 15 di bakteri. Anda bisa mencari menurut nama, menyaring menurut sel dan jenis (organel, molekul, dan proses), serta mengurutkan menurut ukuran. Memilih salah satunya akan mengganti sel dan ukuran bila perlu, lalu membawa Anda ke titik di depannya. Sebuah kartu kemudian menampilkan ukuran nyatanya, berapa jumlahnya dalam satu sel, uraian singkat, sumbernya, dan batang yang membandingkan ukurannya dengan protein, ribosom, E. coli, sel hewan, dan tinggi Anda sendiri pada ukuran saat itu.

Tujuh proses, yaitu tahap-tahap mitosis, siklus sel, lempeng sel pada sel tumbuhan yang membelah, dan pembelahan biner pada bakteri, tidak diperagakan di sel 3D. Kartunya menampilkan gambar kecil sebagai gantinya.

Apa yang dilakukan pembesaran sejuta kali terhadap kecepatan dan jarak

Karena 1 m dalam model adalah 1 µm dalam sel, setiap panjang bisa diubah dengan menaikkan satuan enam tingkat. Sel selebar 20 µm menjadi 20 m, sepanjang satu setengah bus yang berjajar. Ribosom 25 nm menjadi 25 mm, yaitu 2,5 cm, sebesar kelereng besar. Protein 5 nm menjadi 5 mm, seperti sebutir beras yang berdiri tegak, dan membran setebal 5 nm menjadi 5 mm, lapisan yang muat dijepit dua jari, membungkus aula sepanjang 30 m.

Kecepatan berubah dengan cara yang sama, karena waktu tidak direntangkan. Kinesin berjalan sekitar 800 nm per detik, di model menjadi 0,8 m per detik. Protein yang hanyut beberapa mikrometer dalam satu detik menempuh beberapa meter. Anda berjalan sekitar 1,4 m per detik, yang di sel nyata berarti 1,4 µm per detik, sedikit lebih cepat daripada kinesin. Menyeberangi 30 m sel memerlukan sekitar 21 detik. Pada ×100 langkah yang sama adalah 14 nm per detik, dan itulah sebabnya kontrol Jalan punya pengaturan cepat.

Satuan menyimpan satu jebakan. Luas berubah menurut kuadrat dan volume menurut pangkat tiga. Mitokondria 1 µm³ menjadi 1 m³ di model, kubus dengan rusuk satu meter. Seluruh sel, sekitar 3000 µm³, menjadi 3000 m³, aula yang lebih besar daripada kolam renang olimpiade yang berisi sekitar 2500 m³. Angka di tabel di atas adalah panjang. Ketika panduan ini menyebut jumlah per sel, yang dimaksud adalah 3000 meter kubik itu.

Berapa banyak molekul, dan berapa lama mereka menyeberang

Menurut Cell Biology by the Numbers, ada sekitar 3 juta protein di setiap mikrometer kubik sel, sehingga sel manusia berukuran 2000 sampai 4000 µm³ berisi kira-kira 10 miliar (10¹⁰) protein. Untuk 3000 µm³ pada model ini, hasilnya 3000 × 3 juta, sekitar 9 miliar. Di model, setiap meter kubik di sekitar Anda berisi 3 juta protein. Jarak rata-rata antara protein bertetangga adalah akar pangkat tiga dari 1 µm³ dibagi 3 juta, sekitar 0,007 µm atau 7 nm, yang di layar menjadi 7 mm. Protein umumnya berukuran sekitar 5 nm, jadi hampir bersentuhan. Inilah kepadatan yang ditiru kotak keramaian. Semua bagian model lainnya jauh lebih kosong.

Molekul dalam sel tidak bergerak lurus. Molekul air menyenggol mereka ke sana kemari, gerak yang disebut difusi, dan waktu rata-rata untuk menempuh jarak x bertambah menurut kuadrat jarak itu. Untuk partikel yang bergerak dalam satu dimensi, t ≈ x² / 2D, dengan D tetapan difusi. Dalam tiga dimensi, angka 2 menjadi 6. Buku itu memberi D sekitar 100 µm²/s untuk protein berukuran rata-rata di air dan sekitar 10 µm²/s di dalam sel. Dengan angka itu:

  • Menyeberangi sel E. coli, x = 1 µm: t ≈ 1 / 60, sekitar 0,02 s. Buku itu menyebut sekitar 0,01 s.
  • Menyeberangi sel HeLa, x = 20 µm: t ≈ 400 / 60, sekitar 7 s. Buku itu menyebut sekitar 10 s.
  • Sepanjang akson 1 cm, x = 10.000 µm: t ≈ 10⁸ / 60, sekitar 1,7 juta s, hampir tiga minggu. Buku itu menyebut sekitar dua minggu karena D dan faktornya dibulatkan.

Motor yang bergerak 1 µm per detik memerlukan 2 sampai 3 jam untuk menempuh 1 cm, sehingga sel saraf mengangkut muatan lewat mikrotubulus dan tidak menunggu difusi. Pada skala satu sel, kedua cara itu berimbang. Pada 20 µm motor butuh 20 s dan difusi kurang dari 10 s, jadi sel kecil membiarkan molekul berdifusi dan menyimpan motor untuk muatan besar atau muatan yang harus sampai ke tempat tertentu.

Salah paham yang umum

  • "Organel mengambang berjauhan dalam air kosong." Dalam sel nyata, sitosol adalah gel yang padat dan organel berdekatan, dengan retikulum endoplasma membentang hampir di mana-mana. Ruang lapang yang Anda lewati di model adalah penyederhanaan agar Anda bisa bergerak.
  • "Molekul tahu ke mana harus pergi." Kebanyakan menemukan pasangannya secara kebetulan, lewat difusi, dan hanya bereaksi bila bertemu dengan arah yang tepat. Motor seperti kinesin adalah pengecualian karena mengikuti rel, tetapi muatan tetap harus menemukan rel itu.
  • "Kinesin berjalan seperti orang." Animasinya tampak begitu, tetapi kepalanya cukup kecil untuk terus didorong air di sekitarnya. Langkahnya seperti roda gigi pengunci: setiap ATP membuat satu kepala berayun ke depan dan menempel, sehingga getaran berubah menjadi langkah ke satu arah.
  • "Inti adalah otak sel dan mengendalikan semuanya secara langsung." Inti menyimpan dan menyalin genom serta membuat RNA, tetapi protein dibuat di sitosol dan retikulum, dan banyak keputusan sel berasal dari sinyal yang tiba di membran. Mitokondria bahkan menyimpan genom kecil sendiri.
  • "Semua sel tampak seperti gambar di buku pelajaran." Model ini menunjukkan satu jenis sel yang terhampar di kaca, dengan ukuran sel yang paling sering diteliti. Sel darah merah tidak punya inti dan serat otot punya banyak, dan volume sel mencakup beberapa orde besar.

Perbedaan model dengan sel nyata

  • Sitosol di sini hampir kosong. Sel nyata berisi sekitar 3 juta protein di setiap mikrometer kubik. Bintik yang melayang di sekitar Anda paling banyak hanya beberapa ribu, dan bergerak pelan alih-alih saling bertabrakan dengan cepat.
  • Ribosom dikurangi. Model ini menggambar beberapa ribu. Sel nyata memiliki jauh lebih banyak, begitu rapat di retikulum kasar sehingga lembarannya tampak bertatahkan.
  • Aktin dan filamen intermediet jarang. Berkas aktin melintasi lantai dan beberapa filamen intermediet membungkus nukleus, tetapi jalinan aktin yang rapat di bawah membran dihilangkan agar jalannya tetap lapang.
  • Molekul disembunyikan dari jauh. Model molekul baru muncul saat Anda cukup dekat untuk melihatnya, dan diam di tempat alih-alih berguling.
  • Sebagian besar organel diam. Di sel hidup, mitokondria bergerak, membelah, dan bergabung, dan retikulum berubah bentuk dari menit ke menit.
  • Nukleus diberi jendela. Selubung nyata tertutup kecuali di porinya.
  • Warnanya rekaan. Pada ukuran ini organel tidak punya warna sendiri. Mikroskop elektron menampilkannya abu-abu, dan citra fluoresensi memakai pewarna.

Cara bergerak

Di komputer, gunakan WASD atau tombol panah untuk berjalan dan seret dengan tetikus untuk melihat sekeliling. R mengangkat Anda dan F membiarkan Anda turun kembali. Shift membuat Anda bergerak lebih cepat. Mengeklik lantai membawa Anda berjalan ke sana. Di ponsel, separuh kiri layar adalah joystick dan separuh kanan memutar pandangan. Dua panah di kanan menaikkan atau menurunkan Anda.

Panel di kanan panggung punya tiga baris. "Sel" berpindah antara sel hewan, sel tumbuhan, dan bakteri. "Ukuran" mengecilkan Anda ke ×10 atau ×100 dan mengembalikannya. "Langkah" mengatur kecepatan Anda menjadi lambat, normal, atau cepat, yang membantu pada ×100, karena di sana langkah normal hanya menempuh 13 nm per detik. Peta kecil di kiri atas menunjukkan posisi Anda dari atas; klik peta untuk berjalan ke titik itu.

Label nama muncul saat Anda mendekati sesuatu, dan pada ×100 label itu menamai molekul satu per satu. Kontrol "Semua label nama" menampilkan lebih banyak label sekaligus. Daftar "Bagian" dan "Buku panduan" sama-sama membawa Anda langsung ke apa pun yang Anda pilih.

Pertanyaan

Apakah seperti ini bagian dalam sel yang sebenarnya?

Ukuran dan letaknya mengikuti pengukuran nyata, tetapi sel nyata jauh lebih padat. Protein, RNA, dan molekul kecil mengisi hampir setiap celah, dan organelnya lebih berdesakan daripada di model. Jika digambar dengan kepadatan aslinya, Anda tidak akan bisa melihat lebih jauh dari beberapa mikrometer ke arah mana pun.

Mengapa sel ini punya lantai?

Sebagian besar sel hewan yang diteliti di laboratorium ditumbuhkan di atas kaca atau plastik, tempat sel membentang datar dan menempel pada permukaannya. Lantai itu adalah bagian membran plasma yang menyentuh cawan. Di dalam jaringan, sel akan dikelilingi sel lain dari segala sisi.

Seberapa cepat kinesin sebenarnya bergerak?

Kinesin biasa bergerak sekitar 800 nm per detik di tabung reaksi dan bisa lebih cepat di dalam sel. Artinya langkah 8 nm sekitar 100 kali per detik. Pada skala model, itu menjadi 0,8 m per detik, jadi tanpa gerak lambat ia lewat di samping Anda dengan langkah santai sementara kepalanya kabur.

Benarkah vesikel bisa menumpang mikrotubulus sejauh ini?

Ya. Kinesin membawa vesikel, organel, dan muatan lain di sepanjang mikrotubulus, sedangkan dinein membawa muatan ke arah sebaliknya, menuju sentrosom. Satu kinesin biasanya terlepas setelah sekitar seratus langkah, tetapi muatan sering membawa beberapa motor sekaligus, sehingga muatan bisa dioper dan terus bergerak.

Mengapa mitokondria ditampilkan sebagai kapsul terpisah?

Itulah gambaran di buku pelajaran dan memang benar untuk banyak sel, terutama pada irisan mikroskop elektron. Di sel hidup, mitokondria sering membentuk jaringan panjang bercabang yang terus membelah dan bergabung. Kapsul terpisah lebih mudah dilihat.

Berapa banyak ribosom dalam satu sel?

Itu bergantung pada jenis sel dan seberapa cepat sel tumbuh. Cell Biology by the Numbers menunjukkan bahwa E. coli yang tumbuh cepat memiliki sekitar 72.000 ribosom, lebih dari sepertiga massa keringnya. Sel hewan seribu kali lebih besar volumenya atau lebih, dan ribosomnya jauh lebih banyak lagi, jadi beberapa ribu di model ini hanyalah contoh yang jarang.

Mengapa saya bisa melayang di dalam nukleus?

Jendela itu adalah potongan, seperti yang dipakai pada model mesin di museum. Di sel nyata selubungnya tertutup, dan tidak ada benda sebesar Anda yang bisa melewati pori nukleus.

Mengapa saya tidak bisa masuk ke bakteri pada ukuran normal?

Karena pada sejuta kali ukuran asli panjangnya hanya 2 m dan lebarnya 1 m, sedangkan mata Anda berada setinggi 1,6 m. Mengecil sepuluh kali membuat tinggi Anda 160 nm dan bakteri itu menjadi terowongan selebar 10 m. Hubungan ukuran ini sama dengan kenyataan: satu sel E. coli kira-kira sebesar satu mitokondria, dan satu sel hewan bisa menampung ribuan di antaranya.

Apakah molekul benar-benar serapat ini?

Di kotak kerumunan dan lantai lipid, ya. Cell Biology by the Numbers memperkirakan kandungan protein sel sekitar 3 juta protein per mikrometer kubik, dan kotak itu diisi dengan kepadatan tersebut. Di tempat lain, model molekul dikurangi agar Anda bisa menemukan molekul satu per satu, dan bintik yang melayang di sekitar Anda hanyalah jumlah simbolis.

Mengapa sel tumbuhan begitu kosong di tengahnya?

Bagian tengahnya adalah vakuola sentral, kantong berisi air, garam, dan pigmen. Di banyak sel daun, vakuola mengisi 80% volume atau lebih. Tekanannya pada dinding itulah yang membuat bagian lunak tumbuhan tetap kokoh, dan tumbuhan layu ketika vakuolanya kehilangan air.

Bagaimana tombol ukuran mengubah apa yang saya lihat?

Tombol itu membuat Anda lebih kecil sementara selnya tetap sama. Pada ×10, setiap panjang di depan Anda menjadi sepuluh kali lebih besar daripada sebelumnya, jadi ribosom yang tadinya sebesar kelereng menjadi sebesar bola sepak. Kotak skala selalu menunjukkan perbesaran saat ini, berapa nilai satu meter, dan tinggi Anda sendiri dalam satuan nyata.

Istilah

  • Organel: bagian sel yang punya tugas sendiri, misalnya nukleus atau mitokondria.
  • Sitosol: gel berair yang mengisi sel di sekeliling organel.
  • Lapisan ganda fosfolipid: dua lapisan molekul lipid yang menyusun membran sel.
  • Selubung nukleus: membran ganda di sekeliling nukleus.
  • Kompleks pori nukleus: cincin protein selebar sekitar 120 nm yang membentuk kanal menembus selubung nukleus.
  • Kromatin: DNA yang melilit protein histon, bentuk DNA di dalam nukleus.
  • Retikulum endoplasma (RE): jaringan kantong dan tabung bermembran. Retikulum kasar membawa ribosom; retikulum halus tidak.
  • Sisterna: satu kantong pipih retikulum atau badan Golgi.
  • Krista: lipatan membran dalam mitokondria.
  • Mikrotubulus: tabung tubulin berongga selebar sekitar 25 nm.
  • Protein motor: protein yang memakai ATP untuk bergerak di sepanjang filamen. Kinesin dan dinein berjalan di atas mikrotubulus.
  • ATP: adenosin trifosfat, molekul kecil yang dipakai sel untuk membawa energi.
  • Vakuola: kantong air besar di sel tumbuhan, dibungkus membran yang disebut tonoplas.
  • Kloroplas: organel tempat fotosintesis berlangsung, berisi tumpukan tilakoid.
  • Plasmodesmata: kanal yang menembus dinding sel tumbuhan dan menghubungkan dua sel bertetangga.
  • Nukleoid: daerah pada bakteri tempat kromosomnya berada, tanpa membran di sekelilingnya.
  • Peptidoglikan: jaring rantai gula dan peptida pendek yang membentuk dinding sel bakteri.
  • Motor flagela: motor berputar di selubung bakteri yang memutar flagela.
  • Perbesaran: berapa kali model lebih besar daripada benda aslinya. ×10 dan ×100 mengalikan 1.000.000 di awal.

Sumber

Iklan

Sematkan pameran ini

Tempelkan kode ini ke halaman web atau tulisan blog untuk menampilkan model yang dapat dijalankan di sana.

Buka