Sel adalah unit struktural dan fungsional
terkecil dari makhluk hidup. Dari kupu-kupu hingga kanguru, dari pohon
kelapa hingga cemara semua tersusun atas sel. Makhluk hidup ada yang
tersusun dari satu sel saja, disebut organisme uniseluler, dan ada
makhluk hidup yang tersusun lebih dari satu sel, disebut organisme
multiseluler.Sel meskipun memiliki ukuran
sangat kecil, sel tergolong luar biasa. Kenapa? Sel bagai sebuah pabrik
yang senantiasa bekerja agar kehidupan terus berlangsung. Ada bagian sel
yang berfungsi menghasilkan energi, ada yang bertanggung jawab terhadap
perbanyakan sel, dan ada bagian yang menyeleksi lalu lintas zat masuk
dan keluar sel.
Dengan mempelajari komponen sel, kita akan dapat memahami fungsi sel bagi kehidupan.
Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke (yang hidup pada
1635-1703). Hooke (pada tahun 1665) mengamati sel gabus dengan
menggunakan mikroskop sederhana. Ternyata sel gabus tersebut tampak
seperti ruangan-ruangan kecil. Maka, dipilihlah kata dari bahasa Latin
yaitu cellula yang berarti kamar kecil untuk menamai objek yang
ditemukannya itu.
SEJARAH PENEMUAN SEL
Sel adalah unit terkecil dalam organisme
hidup, baik dalam dunia tumbuh-tumbuhan maupun hewan. Sel terdiri atas
protoplasma, yaitu, isi sel yang terbungkus oleh suatu membran atau
selaput sel.
Evolusi sains seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang
memperluas indera manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan
dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalandengan penemuan
dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke tujuh belas. Sehingga mikroskop
sejak awal tidak dapat dipisahkan dengan sejarah penemuan sel, yang
dijelaskan sebagai berikut:
• Galileo Galilei (Awal Abad 17) dengan
alat dua lensa menggambarkan struktur tipis dari mata serangga. Gallei
sebenarnya bukan seorang biologiwan pertama yang mencatat hasil
pengamatan biologi melalui mikroskop.
• Robert Hook (1635-1703) melihat
gambaran satu sayatan tipis gabus suatu kompertemen atau ruang-ruang
disebut dengan nama Latin cellulae (ruangan kecil), asal mula nama sel.
• Anton van Leeuwenhoek (24 Oktober 1632 –
26 Agustus 1723), menggunakan lensa-lensa untk melihat beragam
spermatozoa, bakteri dan protista.
• Robert Brown (1733-1858) pada tahun
1`820 merancang lensa yang dapat lebih fokus untuk mengamati sel. Titik
buram yang selalu ada pada sel telur, sel polen, sel dari jaringan
anggrek yang sedang tumbuh. Titik buram disebut sebagai nukleus.
• Matias Jacob Schleiden pada tahun 1838 berpendapat bahwa ada hubungan yang erat antara nukleus dan perkembangan sel.
• Teodor Schwan (1810-18830): Sel adalah bagian dari organisme
TEORI SEL
Sel ialah satu unit kehidupan. Semua
benda hidup baik hewan atau tumbuhan disusun oleh sel. Sel-sel ini
berkumpul dan bergabung dengan adanya bahan antara sel diantaranya untuk
membentuk jaringan seperti otot, tulang rawan dan saraf.
Dalam keadaan tertentu beberapa jaringan bergabung dan membina organ seperti kelenjar, pembuluh darah, kulit dal lain-lain.
Di alam ini kita dapat membagi sel ke
dalam dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Istilah
prokariotik, dibangun dari kata pro dan karyon. Pro, artinya sebelum dan
kryon, artinya inti. Jadi sel prokariotiiik artiya ”sebelum inti”.
Ini mengandung pengertian bahwa sel
prokariotik bukannya tanpa inti, melainkan memiliki materi genetik yang
tersebar di dalam sitplasmanya. Eukariot dibangun dari kata Eu da
Karyon.
Eu, berarti sungguh dan karyon berarti
inti. Jadi sel eukariotik adalah sel-sel yang telah memiliki inti sel,
atau sel yang memiliki materi inti yang terorganisasi dalam suatu
selaput, sehingga inti selnya tampak jelas (Sumardi dan Marianti, 2007).
Telah diketahui bahwa semua organisme
hidup di bumi sekarang berasal dari sel tunggal yang lahir 3.500
berjuta-juta tahun yang lalu. Sel purba ini digambarkan dengan suatu
selaput di sebelah luar, salah satu peristiwa yang rumit yang memimpin
penetapan hidup di atas bumi.
Molekul organik sederhana tersebut
mungkin telah diproduksi dalam kondisi-kondisi yang memungkinkannya
hidup dan lestari di bumi dalam status awal hidpunya (kira-kira selama
milyaran tahun pertamanya).
• Sel Prokariot
Yang termasuk di dalam golongan sel-sel prokariotik adalah bakteri dan ganggang hijau-biru atau Cyanobacteria.
Pada bakteri bagian dalam membran plasma
terdapat sitoplasma, ribosom dan nukleoid. Sitoplasma dapat mengandung
vakuola, vesikel (vakuola kecil) dan menyimpa cadangan gula komplek atau
bahan-bahan organik. Ribosom terdapat bebas di dalam sitoplasma dan
tempat terjadinya sintesis protein.
• Sel Eukariot
Sel-sel eukariotik memiliki struktur yang
lebh maju dari pada sel-sel prokariotik. Sel pada umumnya terlihat
sebagai massa yang jenih dengan bentuk yang tidak teratur, dibatasi oleh
sutu selaput dan ditengah-tengahnya tedapat bangunan yang lebih pucat
yang bentuknya bulat, disebut nnukleus atau inti sel.
Jadi secara umum sel itu dibina oleh
selaput atau membran sel, plasma sel, dan inti sel. Di bawah dapat
dilihat struktur sel eukariotik (sel hewan dan sel tumbuhan).
Selaput Plasma (Plasmalemma)
Yaitu selaput atau membran sel yang terletak paling luar yang
tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak
atau Lipid dan senyawa Protein).
Lipoprotein ini tersusun atas 3 lapisan yang jika ditinjau dari luar ke dalam urutannya adalah:
Protein – Lipid – Protein Þ Trilaminer Layer
Lemak bersifat Hidrofebik (tidak larut dalam air) sedangkan protein
bersifat Hidrofilik (larut dalam air); oleh karena itu selaput plasma
bersifat Selektif Permeabel atau Semi Permeabel (teori dari Overton).
Selektif permeabel berarti hanya dapat memasukkan /di lewati molekul tertentu saja.
Fungsi dari selaput plasma ini adalah menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang satu ke sel yang lain.
Khusus pada sel tumbahan, selain mempunyai selaput plasma masih ada
satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut
Dinding Sel (Cell Wall).
Dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa Selulosa, di antara kedua
lapisan selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan Lamel Tengah
(Middle Lamel) yang dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti Lignin,
Chitine, Pektin, Suberine dan lain-lain
Selain itu pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah
yang disebut Noktah. Pada Noktah/Pit sering terdapat penjuluran
Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang fungsinya hampir sama dengan
fungsi saraf pada hewan.
Sitoplasma dan Organel Sel
Bagian yang cair dalam sel dinamakan Sitoplasma khusus untuk cairan
yang berada dalam inti sel dinamakan Nukleoplasma), sedang bagian yang
padat dan memiliki fungsi tertentu digunakan Organel Sel.
Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai
pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kirnia sel.
Organel sel adalah benda-benda solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup(menjalankan fungsi-fungsi kehidupan).
A. Dinding Sel
Sel tumbuhan dipisahkan oleh dinding sel yang transparan.Dinding sel
adalah struktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel
untuk membesar. Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan,
bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan
kelengkapannya berbeda.
Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat
bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel hewan. Namun demikian, hal
ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat memberikan
dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi
sel sendiri. Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel.
Dinding sel terbuat dari berbagai macam
komponen, tergantung golongan organisme. Pada tumbuhan, dinding-dinding
sel sebagian besar terbentuk oleh polimer karbohidrat (pektin, selulosa,
hemiselulosa, dan lignin sebagai penyusun penting).
Pada bakteri, peptidoglikan (suatu
glikoprotein) menyusun dinding sel. Fungi memiliki dinding sel yang
terbentuk dari kitin. Sementara itu, dinding sel alga terbentuk dari
glikoprotein, pektin, dan sakarida sederhana (gula).
B. Vakuola
Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam
bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di
dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak
dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler
tingkat rendah.
Pada sel daun dewasa, vakuola mendominasi sebagian besar ruang sel
sehingga seringkali sel terlihat sebagai ruang kosong karena sitosol
terdesak ke bagian tepi dari sel.
Bagi tumbuhan, vakuola berperan sangat penting dalam kehidupan karena
mekanisme pertahanan hidupnya bergantung pada kemampuan vakuola menjaga
konsentrasi zat-zat terlarut di dalamnya. Proses pelayuan, misalnya,
terjadi karena vakuola kehilangan tekanan turgor pada dinding sel.
Dalam vakuola terkumpul pula sebagian besar bahan-bahan berbahaya
bagi proses metabolisme dalam sel karena tumbuhan tidak mempunyai sistem
ekskresi yang efektif seperti pada hewan. Tanpa vakuola, proses
kehidupan pada sel akan berhenti karena terjadi kekacauan reaksi biokimi
C. Plastida
Plastida adalah organel pada sel tumbuhan (dalam arti luas,
Viridoplantae). Organel ini paling dikenal dalam bentuknya yang paling
umum, kloroplas, sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Pada
kenyataannya, plastida dikenal dalam berbagai bentuk:
• proplastida, bentuk belum “dewasa”
• leukoplas, bentuk dewasa tanpa mengandung pigmen, ditemukan terutama di akar
• kloroplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen klorofil, ditemukan pada daun, bunga, dan bagian-bagian berwarna hijau lainnya
• kromoplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen karotena, ditemukan terutama pada bunga dan bagian lain berwarna jingga
• amiloplas, bentuk semi-aktif yang mengandung butir-butir tepung,
ditemukan pada bagian tumbuhan yang menyimpan cadangan energi dalam
bentuk tepung, seperti akar, rimpang, dan batang (umbi) serta biji.
• elaioplas, bentuk semi-aktif yang mengandung tetes-tetes
minyak/lemak pada beberapa jaringan penyimpan minyak, seperti
endospermium (pada biji)
• etioplas, bentuk semi-aktif yang merupakan bentuk adaptasi
kloroplas terhadap lingkungan kurang cahaya; etioplas dapat segera aktif
dengan membentuk klorofil hanya dalam beberapa jam, begitu mendapat
cukup pencahayaan.
Plastida adalah organel vital pada tumbuhan. Fungsinya adalah sebagai
tempat fotosintesis, sintesis asam-asam lemak, serta beberapa fungsi
sehari-hari sel.
Secara evolusi plastida dianggap sebagai prokariota yang bersimbiosis
ke dalam sel eukariota dan kemudian kehilangan sifat otonomi penuhnya.
Teori endosimbiosis ini mirip dengan yang terjadi terhadap mitokondria
namun introduksi plastida dianggap terjadi lebih kemudian.
D. Kloroplas
Kloroplas atau Chloroplast adalah plastid
yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas berlangsung fase terang
dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada
hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada,
maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid. Pada tumbuhan
tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm,
kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam
sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan
intensitas cahaya.
Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.
Kloroplas matang pada beberapa ganggang ,
biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan.
Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan
proplastid di daerah meristem.
Secara khas kloroplas dewasa mencakup dua
membran luar yang menyalkuti stroma homogen, di sinilah berlangsung
reaksi-reaksi fase gelap. Dalam stroma tertanam sejumlah grana,
masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid yang berupa gelembung
bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid
menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang
terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Grana
biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen.
Prokariota yang berfotosintesis tidak
mempunyai kloroplas, tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam
sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam
pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein,
termasuk ribosom dari tipe prokariotik.
Struktur Kloroplas Kloroplas terdiri atas
dua bagian besar, yaitu bagian amplop dan bagian dalam.Bagian amplop
kloroplas terdiri dari membran luar yang bersifat sangat permeabel,
membran dalam yang bersifat permeabel serta merupakan tempat protein
transpor melekat, dan ruang antar membran yang terletak di antara
membran luar dan membran dalam.
Bagian dalam kloroplas mengandung DNA ,
RNAs, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum.
Granum terdiri atas membran tilakoid (tempat terjadinya reaksi terang)
dan ruang tilakoid (ruang di antara membran tilakoid). Pada tanaman C3,
kloroplas terletak pada sel mesofil. Contoh tanaman C3 adalah padi
(Oryza sativa), gandum (Triticum aestivum), kacang kedelai (Glycine
max), dan kentang (Solanum tuberosum). Pada tanaman C4, kloroplas
terletak pada sel mesofil dan bundle sheath cell. Contoh tanaman C4
adalah jagung (Zea mays) dan tebu (Saccharum officinarum).
Genom Kloroplas Kloroplas pada tanaman
tingkat tinggi merupakan evolusi dari bakteri fotosintetik menjadi
organel sel tanaman. Genom kloroplas terdiri dari 121 024 pasang
nukleotida serta mempunyai inverted repeats (2 kopi) yang mengandung
gen-gen rRNA (16S dan 23S rRNAs) untuk pembentukan ribosom.
Genom kloroplas mempunyai subunit yang
besar yaitu penyandi ribulosa biphosphate carboxylase. Protein yang
terlibat di dalam kloroplas sebanyak 60 protein. 2/3nya diekspresikan
oleh gen yang terdapat di inti sel sementara 1/3nya diekspresikan dari
genom kloroplas.
E. Nukleus
Nukleus ini umumnya paling mencolok pada
sel eukariotik. Rata-rata diameternya 5 µm. Nukleus memiliki membran
yang menyelubunginya yang disebut membran atau selubung inti. Membran
ini memisahkan isi nukleus dengan sitoplasma.
Membran atau selubung inti merupakan
membran ganda. Kedua selubung ini masing-masing merupakan bilayer lipid
dengan protein yang terkait. Membran ini dilubangi oleh beberapa pori
yang berdiameter sekitar 100 nm. Pada bibir setiap pori membran dalam
dan membran luar selubung nukleus menyatu. Pori-pori ini memungkinkan
hubungan antara nukleoplasma (cairan inti) dengan sitoplasma (cairan
sel).
Selain pori, sisi dalam selubung ini
dilapisi lamina nukleus dengan susunan mirip jaring yang terdiri dari
filamen protein yang mempertahankan bentuk nukleus.Di dalam nukleus
terdapat:
(1). Nukleolus (anak inti), berfungsi
mensintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat) yang
digunakan dalam perakitan ribosom. Molekul RNA yang disintesis
dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya
bergabung membentuk ribosom. Nukleolus berentuk seperti bola, dan
memalui mikroskop elektron nukleolus ini tampak sebagai suatu massa yang
terdiri dari butiran dan serabut berwarna pekat yang menempel pada
bagian kromatin.
(2). Nukleoplasma (cairan inti) merupakan zat yang tersusun dari protein.
(3). Butiran kromatin, yang terdapat di
dalam nukleoplasma. Tampak jelas pada saat sel tidak membelah. Pada saat
sel membelah butiran kromatin menebal menjadi struktur seperti benang
yang disebut kromosom. Kromosom mengandung DNA (asam dioksiribonukleat)
yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui sintesis
protein.Secara umum, Nukleus bertugas mengontrol kegiatan yang terjadi
di sitoplasma. DNA yang terdapat di dalam kromosom merupakan cetak biru
bagi pembentukan berbagai protein (terutama enzim). Enzim diperlukan
dalam menjalankan berbagai fungsi di sitoplasma.
F. Retikulum Endoplasma
Retikulum Endoplasma (RE, atau
endoplasmic reticula) adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel
eukariotik.Retikulum Endoplasma merupakan bagian sel yang terdiri atas
sistem membran. Di sekitar Retikulum Endoplasma adalah bagian sitoplasma
yang disebut sitosol atau cytosol. Retikulum Endoplasma sendiri terdiri
atas ruangan-ruangan kosong yang ditutupi dengan membran dengan
ketebalan 4 nm (nanometer, 10-9 meter). Membran ini berhubungan langsung
dengan selimut nukleus atau nuclear envelope.Pada bagian-bagian
Retikulum Endoplasma tertentu, terdapat ribuan ribosom atau ribosome.
Ribosom merupakan tempat dimana proses pembentukan protein terjadi di
dalam sel. Bagian ini disebut dengan Retikulum Endoplasma Kasar atau
Rough Endoplasmic Reticulum. Kegunaan daripada Retikulum Endoplasma
Kasar adalah untuk mengisolir dan membawa protein tersebut ke
bagian-bagian sel lainnya. Kebanyakan protein tersebut tidak diperlukan
sel dalam jumlah banyak dan biasanya akan dikeluarkan dari sel. Contoh
protein tersebut adalah enzim dan hormon.
Sedangkan bagian-bagian Retikulum Endoplasma yang tidak diselimuti oleh
ribosom disebut Retikulum Endoplasma Halus atau Smooth Endoplasmic
Reticulum. Kegunaannya adalah untuk membentuk lemak dan steroid. Sel-sel
yang sebagian besar terdiri dari Retikulum Endoplasma Halus terdapat di
beberapa organ seperti hati.Retikulum endoplasma memiliki struktur yang
menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae.
Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya.
Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak
sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran
dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam
sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti
“jaringan”).
Pengertian lain menyebutkan bahwa RE sebagai perluasan membran yang
saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang seperti
tabung di dalam sitoplsma.Lubang/saluran tersebut berfungsi membantu
gerakan substansi-substansi dari satu bagian sel ke bagian sel
lainnya.Ada tiga jenis retikulum endoplasma:RE kasar Di permukaan RE
kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini
berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah
sebagai tempat sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE
halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus
berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid,
metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi
obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE
sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE
sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang
membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE
halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan
memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi
otot.RE halus berfungsi dalam berbagai macam proses metabolisme, trmasuk
sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan menawarkan obat dan
racun”RE berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu
sendiri”.
Jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang
tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan
membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya
berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein
dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein
serta menerima perintah melalui RNA tersebut (Time Life, 1984).jadi
fungsi RE adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan
genetic antara inti sel dengan sitoplasma.
Fungsi Retikulum Endoplasma
Menjadi tempat penyimpan Calcium, bila sel berkontraksi maka calcium akan dikeluarkan dari RE dan menuju ke sitosol
• Memodifikasi protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke
kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel.(RE kasar)
• Mensintesis lemak dan kolesterol, ini terjadi di hati(RE kasar dan RE halus)
• Menetralkan racun (detoksifikasi) misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.
• Transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus)
G. Ribosom
Ribosom ialah organel kecil dan padat
dalam selyang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Ribosom
berdiameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan
35% protein ribosom (disebut Ribonukleoprotein atau RNP). Organel ini
menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (yaitu protein)
menggunakan asam amino yang dibawa oleh tRNA pada proses translasi. Di
dalam sel, ribosom tersuspensi di dalam sitosol atau terikat pada
retikulum endoplasma kasar, atau pada membran inti sel.
H. Sentriol
Sentriol merupakan organel tak bermembran
yang hanya ditemukan pada sel hewan. Organel ini berukuran kecil ,
jumlahnya sepasang dan letaknya dekat membrane inti dalam posisi tegak
lurus antar keduanya. Organel ini akan memisah satu sama lain untuk
membentuk gelendong pembelahan pada saat terjadi pembelahan sel.
Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang
sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap
sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang
membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang
terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan
duplikasi sentrosom.
Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai
dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa
mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan
mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2
merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah
memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub
pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas
benang-benang spindel.
I. Badan Golgi
Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi,
kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan
fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan
mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel
eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi
ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan
Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi.
Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.
Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.
beberapa fungsi badan golgi antara lain :
1. Membentuk kantung (vesikula) untuk
sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut,
berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti
membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari
membran plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang
berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
5. Tempat untuk memodifikasi protein
6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
7. Untuk membentuk lisosom
J. Lisosom
Lisosom adalah organel sel berupa kantong
terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk
mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom
ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada
semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim
hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase,
fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase.
Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
EndositosisEndositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke
dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini
akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom
awal.
Beberapa materi tersebut dipilah dan ada
yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke
endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali
dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi
penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan
membentuk lisosom.
AutofagiProses autofagi digunakan untuk
pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak
berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar
menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom
berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi
lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati,
transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
Fagositosis
Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan
mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran
akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom.
Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi
dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
K. Mitokondria
Mitokondria (mitochondrion’, plural:
mitochondria’) atau kondriosom (chondriosome) adalah organel tempat
berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk hidup. Respirasi merupakan
proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga
bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah
“pembangkit tenaga” bagi sel.
Mitokondria merupakan salah satu bagian sel yang paling penting karena
di sinilah energi dalam bentuk ATP [Adenosine Tri-Phosphate] dihasilkan.
Mitokondria mempunyai dua lapisan
membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan
membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut
dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat ‘ruangan’ yang disebut
matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai
banyak Mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot.
Keberadaan mitokondria didukung oleh
hipotesis endosimbiosis yang mengatakan bahwa pada tahap awal evolusi
sel eukariot bersimbiosis dengan prokariot (bakteri) [Margullis, 1981].
Kemudian keduanya mengembangkan hubungan simbiosis dan membentuk organel
sel yang pertama. Adanya DNA pada mitokondria menunjukkan bahwa dahulu
mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya.
Hipotesis ini ditunjang oleh beberapa
kemiripan antara mitokondria dan bakteri. Ukuran mitokondria menyerupai
ukuran bakteri, dan keduanya bereproduksi dengan cara membelah diri
menjadi dua. Hal yang utama adalah keduanya memiliki DNA berbentuk
lingkar. Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri
yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan rRNA
mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan
yang dikode oleh inti sel eukariot [Cooper, 2000].
Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati
jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.
L. Badan Mikro (Peroksisom & Glioksisom)
Peroksisom adalah kantong yang memiliki
membran tunggal. Peroksisom berisi berbagai enzim dan yang paling khas
ialah enzim katalase. Katalase berfungsi mengkatalisis perombakan
hydrogen peroksida (H2O2). Hidrogen peroksida merupakan produk
metabolism sel yang berpotensi membahayakan sel. Peroksisom juga
berperan dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat. Peroksisom terdapat
pada sel tumbuhan dan sel hewan. Pada hewan, peroksisom banyak terdapat
di hati dan ginjal, sedang pada tumbuhan peroksisom terdapat dalam
berbagai tipe sel.
Glioksisom hanya terdapat pada sel tumbuhan, misalnya pada lapisan
aleuron biji padi-padian. Aleuron merupakan bentuk dari protein atau
kristal yang terdapat dalam vakuola. Glioksisom sering ditemukan di
jaringan penyimpan lemak dari biji yang berkecambah. Glioksisom
mengandung enzim pengubah lemak menjadi gula. Proses perubahan tersebut
menghasilkan energi yang diperlukan bagi perkecambahan.
Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan
Sel Hewan
1. tidak memiliki dinding sel
2. tidak memiliki plastida
3. memiliki lisosom
4. memiliki sentrosom
5. timbunan zat berupa lemak dan glikogen
6. bentuk tidak tetap
7. pada hewan tertentu memiliki vakuola, ukuran kecil, sedikit
Sel Tumbuhan
1. memiliki dinding sel dan membran sel
2. umumnya memiliki plastida
3. tidak memiliki lisosom
4. tidak memiliki sentrosom
5. timbunan zat berupa pati
6. bentuk tetap
7. memiliki vakuola ukuran besar, banyak
Transpor lewat membran
Transpor lewat membran dibedakan atas:
1. Transpor pasif, tanpa bantuan energi dari sel (difusi dan osmosis)
2. Transpor aktif, dengan menggunakan energi dari sel (endositosis, eksositosis dan pompa natrium kalium).
Mekanisme Transpor Melalui M0embran
Setiap sel yang hidup harus selalu
memasukkan materi yang diperlukan dan membuang sisa-sisa metabolismenya.
Untuk mempertahankan konsentrasi ion-ion di dalam sitoplasma, sel juga
selalu memasukkan dan mengeluarkan ion-ion tertentu. pengaturan keluar
masuknya materi dari dan menuju ke dalam sel sangat dipengaruhi oleh
permeabilitas membran.
Bagian dalam lapisan lipid bilayer
bersifat hidrofobik, sehingga tidak dapat ditembus oleh molekul-molekul
polar dan substansi yang larut dalam air. Transpor materi-materi yang
rarut dilam air dan bermuatan diperankan oleh protein integral membran.
Transpor molekul – molekul kecil .
1. Transpor Molekul – Molekul Kecil
Pengangkutan molekul-molekul kecil
melalui membran dilakukan secara pasif (transpor pasif) maupun secara
aktif (transpor aktif). Kedua macam transpor ini dilakukan secara
terpadu untuk mempertahankan kondisi intraseluler agar tetap konstan.
a) Transpor pasif
Dapat berlangsung karena adanya perbedaan
konsentrasi larutan di antara kedua sisi membran. Pada transpor pasif
tidak rnemerlukan energi rnetabolik. Transpor pasif dibedakan menjadi
tiga, yaitu difusi sederhana (simple diffusion), difusi dipermudah atau
difasilitasi (facilitated diffusion), dan osmosis.
l) Mekanisme difusi
Difusi merupakan proses perpindahan atau
pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi
rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme,
yaitu difusi sederhana (simple difusion),d ifusi melalui saluran yang
terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed),
dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).
Difusi sederhana melalui membrane
berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui
membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus
lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel
terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E,
dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu,
memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti
O,CO2, HO, dan H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam
serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau
chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori
dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih
kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu,
molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan
beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara
langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat
menembus membrane.
Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.
2) Mekanisme Difusi dan Difasilitasi
Difusi difasiltasi (facilitated
diffusion) adalah pelaluan zat melalui membran plasrna yang melibatkan
protein pembawa atau protein transforter. Protein transporter tergolong
protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau
molekul vang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion
memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu
molekul glukosa diperlukan protein transforter yang khusus untuk
mentransfer glukosa ke dalam sel.
Protein transporter untuk grukosa banyak
ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel
hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah
menjadi energy.
3) Mekanisme osmosis
Osmosis adalah proses perpindahan atau
pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat
pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah
melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel.
Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel,
jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel
ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut
dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan
dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang
berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan
glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. jadi,
pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi
menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif
permiabel. Larutan vang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi
dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan .
Sebagai larutan hipertonis. sedangkan
larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut
larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi
zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai
larutan hipotonis.
Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan
atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam suatu tabung yang
berisi larutan dengan sifat larutan yang berbeda-beda? Pada larutan
isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal bentuknya.
Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran
normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi
keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah
dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan
kemudian pecah /lisis, hal irri karena sei hewan tidak memiliki dinding
sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan
turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding
sel), sedangkan sel hew’an/sel darah merah dalam larutan hipertonis
menyebabkan sel hewan/sel darah merah
mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air.
b. Transpor aktif
Pada transpor aktif diperlukan adanya
protein pembawa atau pengemban dan memerlukan energi metabolik yang
tersimpan dalam bentuk ATP. selama transpor aktif, molekul diangkut
melalui gradien konsentrasi. Transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu
transpor aktif primer dan sekunder.
Transpor aktif primer secara langsung
berkaitan dengan hidrolisis ATP yang akan menghasilkan energi untuk
transpor ini. contoh transpor aktif primer adalah pompa ion Na- dan ion
K+. Konsentrasi ion K+ di dalam sel lebih besar dari pada di luar sel,
sebaliknya konsentrasi ion Na+ diluar sel lebih besar daripada di dalam
sel.
Untuk mempertahankan kondisi tersebut,
ion-ion Na- dan K+ harus selalu dipompa melawan gradien konsentrasi
dengan energi dari hasil hidrolisis ATP. Tiga ion Na+ dipompa keluar dan
dua ion K+ dipompa ke dalam sel. Untuk hidrolis ATP diperlukan ATP-ase
yang merupakan suatu protein transmembran yang berperan sebagai enzim.
Tranpor aktif sekunder merupakan transpor
pengangkutan gabungan yaitu pengangkutan ion-ion bersama dengan
pengangkutan molekul lain
