Nukleus sebagai pusat sel

Nukleus

Nukleus atau inti sel merupakan organel inti dan organel terbesar yang terdapat pada sel. Nukleus memiliki diameter sekitar 5μm, biasanya terletak di tengah sel dan berbentuk bulat atau oval. Jika dilihat dengan mikroskop elektron, nukleus tampak seperti noda hitam besar di tengah sel

Sebagai inti sel, peran utama nukleus adalah mengontrol seluruh aktifitas dalam sel. Organel ini terletak pada sitoplasma sel dan jumlahnya hanya ada satu per sel. Di dalam nukleus terdapat materi turun temurun yang akan diwariskan dari sel induk ke sel anakan pada saat pembelahan sel, yaitu DNA (Deoxyribonucleic Acid). Gen total dari sebuah sel sebagian besar terdapat pada nukleus (sebagian gen terletak dalam mitokondria dan kloroplas).
 Peranan nukleus sangat besar dalam aktifitas selular. Nukleus berperan dalam situs: replikasi DNA, transkripsi DNA ke mRNA, dan sintesis ribosom. Selain itu, nukleus juga mengkoordinasi aktivitas sel melalui peraturan ekspresi gen-gen dan bertanggung jawab dalam: pertumbuhan sel, metabolisme intermediet, sintesis protein, dan reproduksi /divisi sel. Mengingat peran-peran penting nukleus, maka nukleus tidak boleh dihilangkan begitu saja dalam suatu sel. Sel tanpa nukleus masa hidupnya akan jauh lebih singkat dibandingkan sel yang memiliki nukleus.

Nukleus tersusun atas beberapa struktur, antara lain:

1. Membran nukleus (nuclear envelope). Pada sel-sel eukariot umumnya nukleus diselubungi membran nukleus/membran inti (nuclear envelope), yang tidak ditemukan pada sel-sel prokariot. Membran nukleus menyelubungi nukleus, memisahkan isinya dari sitoplasma.  Membran rangkap nukleus terdiri atas membran luar dan membran dalam, masing-masing membran memiliki struktur yang khas. Keduanya merupakan lapisan ganda lipid beserta protein-protein terkait, dipisahkan oleh ruang selebar 20-40 nm. Membran luar nukleus (yang ditempeli ribosom) berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma dan akhirnya ke membran sel. Jadi, antara membran sel dengan membran nukleus terdapat hubungan secara langsung melalui membran retikulum endoplasma (RE). Ruang antara membran dalam dan membran luar disebut ruang perinuklear. Ruang ini juga dapat terisi oleh protein yang baru saja disintesis, sama seperti fungsi retikulum endoplasma (RE) kasar.
2.  Lamina nukleus (nuclear lamina). Sisi membran nukleus yang menghadap ke arah dalam dilapisi oleh lamina nukleus. Struktur ini berupa filamen protein (filamen intermediet) tipis dengan ketebalan sekitar 30-100nm dan berserabut. Filamen penyusun lamina nukleus tersusun seperti jaring yang mempertahankan bentuk nukleus dengan memberikan sokongan mekanis kepada membran nukleus. Lamina nukleus juga berperan penting dalam proses perakitan dan pembongkaran sebelum dan sesudah mitosis. Pada saat mereka terfosforilasi, hal ini memicu pembongkaran lamina dan menyebabkan membran nukleus pecah dan menjadi vesikula. Kebalikannya adalah ketika defosforilasi, yang memungkinkan nukleus terbentuk kembali. Lamina nukleus hanya ditemukan pada sel hewan.
3. 
   Pori nukleus. Terdapat pada membran nukleus dengan diameter sekitar 100nm, berfungsi sebagai pintu antara nukleoplasma dan sitoplasma untuk keluar masuknya RNA dan protein. Pori nukleus terbuat dari sekitar 100 protein. Membran dalam dan membran luar nukleus tersambung pada bibir setiap pori. Setiap pori dilapisi oleh struktur protein rumit yang disebut kompleks pori, berperan meregulasi keluar masuknya sebagian besar protein dan RNA. mRNA, tRNA, dan sub-unit ribosom terbuat di nukleoplasma, masuk ke sitoplasma melalui pori nukleus. Protein disintesis di sitoplasma, kemudian bergerak kembali ke nukleoplasma untuk inisiasi replikasi DNA, dan transkripsi DNA ke RNA.                   
   4.  Kromosom dan kromatin. Di dalam nukleus, DNA terorganisasi     menjadi unit-unit diskret yang disebut kromosom (chromosome), struktur ini membawa informasi genetik. Setiap spesies memiliki jumlah kromosom pada sel berbeda-beda. Sel somatik manusia memiliki 46 buah (23 pasang) kromosom dalam nukleus, disebut sel diploid (2n=46 kromosom). Sedangkan sel gamet manusia (sel telur atau sel sperma) hanya memiliki 23 buah kromosom, disebut sel haploid (1n=23 kromosom). Pada saat peristiwa fertilisasi atau fusi antara sel sperma dan sel telur, sel sperma dari ayah menyumbangkan 23 buah kromosom dan sel telur dari ibu menyumbangkan 23 buah kromosom, sehingga terbentuk zigot dengan 46 buah kromosom.
   Setiap kromosom terbuat dari materi yang disebut kromatin (chromatin). Kromatin merupakan kompleks dari DNA dan protein (histon dan non histon). Pada interfase siklus sel, kromatin dibedakan menhajadi dua, yaitu eukromatin dan heterokromatin. Eukromatin merupakan bentuk yang kurang padat dan banyak terdapat gen yang aktif. Eukromatin berbentuk padat selama pembelahan sel, tetapi mengendur menjadi bentuk yang terbuka selama interfase. Heterokromatin merupakan bentuk yang lebih padat dari kromatin, hampir semua gen tidak aktif. Heterokromatin sangat padat pada saat pembelahan sel dan interfase.
   
   5. Nukleolus (anak inti). Nukleolus atau anak inti merupakan salah satu komponen penting pada nukleus. Fungsi utama nukleolus adalah memproduksi subunit-subunit ribosom. Ribosom bertugas membentuk/mensintesis protein, karena itu nukleolus secara tidak langsung ikut berperan dalam proses sintesis protein. Sejenis RNA yang disebut rRNA (ribosomal RNA) juga disintesis oleh nukleolus. Sintesis dari rRNA didasarkan pada instruksi di dalam DNA. Protein-protein yang diimpor dari sitoplasma dirakit dengan rRNA menjadi subunit ribosom besar dan kecil di dalam nukleolus. Subunit-subunit ribosom tersebut kemudian bergerak dari nukleus menuju sitoplasma sel melalui pori nukleus. Pada sitoplasma sel, satu subunit ribosom kecil dan satu subunit ribosom besar merakit diri menjadi satu ribosom utuh. Nukleolus juga berfungsi dalam regulasi beberapa proses selular, misalnya pembelahan sel.