SEL (PENDAHULUAN)

Tubuh kita tersusun atas bagian-bagian yang sangat kecil, begitu pula dengan dengan makhluk hidup yang lain. Bagian yang sangat kecil itulah yang disebut dengan sel. Semua mahkluk hidup dibentyuk oleh sel, ada yang dibangun oleh satu sel (uniseluler) contohnya bakteri, dan ada pula yang dibentuk oleh berberapa kumpulan se (multiseluler) contohnya adalah manusia, hewan dan tumbuhan.

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. Dua ahli biologi dari Jerman, Mathias J. Schleiden dan Theodor Schwann (1838), membuktikan bahwa sel hidup bukanlah kamar kosong, melainkan berisi cairan sitoplasma yang mendukung segala aktivitas dasar makluk hidup. Sehingga muncullah teori sel yang dibangun oleh kedua tokoh tersebut.

Sel merupakan unit structural dan fungsional terkecil pada mahkluk hidup. Sel sebagai unit structural terkecil bermakna bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh mahkluk hidup. Setiap sel tersusun dari bagian membrane plasma, inti sel, sitoplasma dan organel sel. Sedangkan sel sebagai unit fungsionla bermakna bahwa sel penyusun tubuh makhluk hidup melakukan suatu fungsi atau kegiatan proses hidup. Fungsi yang dilakukan oleh sel meliputi respirasi, ekskresi , transportasi sisntesis, reproduksi, sekresi, respon.

SEL PROKARIOTIK

Sebagian besar sel memiliki ukuran yang sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantu mikroskop yang dapat memperbesar bayangan objek yang diamati. Di alam kita bisa membagi sel menjadi dua kelompok yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Istilah prokariotik dibangun dari kata pro dan karion, pro artinya sebelum dan karion artinya inti . ini mengandung pengertian bahwa sel prokariotik bukannya tanpa inti melainkan memiliki materi inti yang tersebar di dalam sitoplasma, sebagai contohnya adalah bakteri Eukariotik dibangun dari kata eu yang berarti sungguh dan karion yang berarti inti. Jadi sel eukariotik berarti sel yang memiliki inti sel atu sel yang memiliki materi inti yang terorganisasi dalam sutu selaput sehingga inti selnya sangat jelas, contoh sel hewan dan sel tumbuhan.

Gambar. Sel Prokariotik

STRUKTUR SEL (1)

1. Membrane sel

Membrane sel merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasa ini tebalnya kira-kira hanya 8nm. Membran sel ini mengontrol lalu lintas ke dalam dan ke luar sel yang dikelilinginya.

Membrane plasma tersusun dari molekul-molekul lipid (lemak), protein dan karbohidrat.

Lipid dan protein merupakan bahan penyusun utama dari membran, meskipun karbohidrat juga merupakan unsur penting. Gabungan lipid dan protein dinamakan lipoprotein. Saat ini model yang dapat diterima untuk penyusunan molekul-molekultersebut dalam membran ialah model mosaik cair

Pada 1895, Charles Overton mempostuatkan bahwa membran terbuat dari lipid, berdasarkan pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel jauh lebih cepat dari pada zat yang tidak larut dalam lipid. 20 tahun kemudian, membran yang diisolasi dari sel darah merah dianalisis secara kimiawi ternyata tersusun atas lipid dan protein, yang sekaligus membenarkan postulat dari Overton.

Fosfolipid merupakan lipid yang jumlahnya paling melimpah dalam sebagian besar membran. Kemampuan fosfolipid untuk membentuk membran disebabkan oleh struktur molekularnya. Fosfolipid merupakan suatu molekul amfipatik, yang berarti bahwa molekul ini memiliki daerah hidrofilik (menykai air) maupun daerah hidrofobik (takut dengan air).

Berdasar struktur tersebut maka membran sel bersifat semi permeable atau selektif permeable yang berfungsi mengatur masuk dan keluarnya zat dari sel. Adapun fungsi dari membrane sel adalah:melindungi isi sel dan mempertahankan isi sel, mengatur keluar masuknya molekul-molekul yang berguna untuk mempertahankan kehidupan sel, sebagai reseptor (penerima) rangsangan dari luar sel (yang berperan glikoprotein).

Gambar. Struktur membrane sel

STRUKTUR SEL (2)

2. Inti sel (nucleus)

Nucleus mengandung sebagian gen yang mengontrol sel eukariotik dan merupakan organ yang paling mencolok dalam sel eukariotik. Rata-rata diameternya 5µm.

Nucleus ini mempunyai membrane inti yang sama dengan susunan molekul membrane sel. Membrane inti berguna untuk pertukaran materi antar nukleoplasma dengan sitoplasma . nukleoplasma mengandung nukleulus (anak inti) dan kromosom. Nucleolus merupakan tempat pembentuka RNA ribosomal, sedangkan struktur kromosom terlihat pada saat sel mengalami pembelahan.

Fungsi inti sel adalah:

1. Mengendalikan proses berlangsungnya metabolism dalam sel.

2. Menyimpan informasi genetic

3. Mengatur kapan dan diman ekspresikan akan dimulai

4. Tempat terjadinya replikasi (perbanyakan DNA) dan transkripsi.

Gambar. Inti Sel

STRUKTUR SEL (3)

3. Sitoplasma

Sitoplasma atau cairan sel adalah matriks yang berada di bagian dalam membrane plasma tetapi di luar nukleus . Sitoplasma tersusun dari sitosol yang bersifat koloid, sitoskeleton (rangka sel) dan organel-organel.

Fungsi sitoplasma adalah sebagai berikut:
1. Tempat terjadinya metabolisme sitosolik, misalnya glikolisis , sintesis protein
2. Tempat menyimpan baahan kimia yang berguna bagi metabolism sel missal enzim, protein dan lemak.
3. Sarana tau fasilitator agar organel tertentu tertentu dapat bergerak.

RIBOSOM

Merupakan butiran kecil nucleoprotein yang tersebar di dalam sitoplasma. Bahan penyusun ribosom adalah protein dan RNA ribosomal (RNAr) .
Ribosom berfungsi untuk melangsungkan sintesis protein. Ribosom yang menempel pada sitoplasma beruna untuk mensintesis protein yang berguna di dalam sitoplasma, sedangkan yang melekat pada permukaan RE berfungsi untuk sintesis protein yang hasilnya masuk ke dalam lumen RE.

Gambar. Ribosom

Rektikulum Endoplasma (RE)

Rektikulum Endoplasma berbentuk benang-benang jala yang terdiri dari tubulus, vesikula, dan kantung-kantung pipih yang disusun eleh protein dan lemak. Tipe RE ada dua yaitu:

1. RE kasar (bergranula)

RE kasar ini memiliki bintik-bintik yaitu ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein

2. RE halus (tidak bergranula).

RE halus tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya halus., berfungsi sebagi tempat sintesis lemak.

BADAN GOLGI

Badan golgi merupakan kantong pipih bertumpuk yang tersusun dari ukuran besar hingga ukuran kecil dan terikat membran. Badan golgi berfungsi memproses protein dan molekul lain yang akan dibawa ke luar sel atau ke membrane sel. Juga terjadi proses glikosilasi (penambahan oligosakarida). Glikosilasi meripakan salah satu modifikasi protein setelah sintesis protein selesai. Badan golgi terdapat sel-sel sekretori.

Gambar. Sekresi protein melalui RE dan Badan Golgi

Gambar. Apparatus Golgi

LISOSOM DAN PEROKSISOM

Lisosom
Lisosom merupakan vesikel membrane berkantung yang mengandung enzim-enzim hidrolitik yang bekerja pada kondisi asam.lisosom terbentuk dari pertunasan vesikel badan golgi. Lisosom berfungsi untuk mencerna makromolekuler secara intra seluler dan merusak sel-sel asing
Lisosom memiliki berbagai macam enzim seperti nuclease, protease, lipase, fosfatase yang berfungsi untuk menghodrolisis materi asing .

Peroksisom
Bentuknya seperti lisosom berisi enzim oksidatif dan katelase. Katalase mengkatalisis perombakan hydrogen peroksida (H2O2). Hydrogen peroksida merupakan produk metabolisme sel yang berpotensi membahayakan sel. Peroksisom ini ada pada sel hewan (hati dan ginjal) ataupan tumbuhan (berbagai tipe sel).

Gambar. Pembentukan Lisosom dan Aktivitasnya

MITOKONDRIA

Mitokondria merupakan organel yang bermembran rangkap yang sangat penting untuk metabolisme energi dalam sel.

Mitokondria terdiri dari:
1. membrane luar berfungsi sebagai pembatas anatara metokondria dan sitoplasma
2. membrane yang berlekuk-lekuk disebut krista, berfungsi untuk memperluas permukaan
3. matrik mitokondria berfungsi untuk oksidasi asam lemak dan katabolisme asetil koenzim, mengandung DNA mitokondria.

Semua proses tersebut mampu menghasilkan energi tinggi.

Gambar. Mitokondria berfungsi untuk metabolisme energi dalam sel

SITOSKELETON

Sitoskeleton merupakan rangkasel yang terdapat pada sitosol.tersusun atas tiga jenis serabut yaitu

1. mikrofilamen, rantai ganda protein yang asling bertaut dan tipis terdiri dari protein yang disebut aktin, berdiameter 5-6 nm

2. mikrotubula, rantai protein yang berbentuk spiral membentuk tabung berlubang, tersusun atas bola-bola molekul yang disebut tubulin. Merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar dan dapatmembentuk organel berupa sentriol, silia, flagella.

3. filament antara, rantai protein yang berbentuk untaian yang salin melilit berdiameter8-10nm, tersusun atas protein yang disebut fimetin

Fungsi dari skeleton adalah memberikan kekuatan mekanik pada sel, menjadi kerangka sel, membantu gerakan substansi dari satu bagaian sel ke bagian lain.

Gambar. Struktur Sitoskeleton

PERBEDAAN SEL TUMBUHAN DAN HEWAN (1) SEL TUMBUHAN

SEL TUMBUHAN

Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel itu tipis, berlapis-lapis, dan pada tahap awalnya lentur. Lapisan dasar yang terbentuk pada saat pembelahan sel terutama adalah pektin, zat yang membuat agar-agar mengental. Lapisan inilah yang merekatkan sel-sel yang berdekatan. Setelah pembelahan sel, tiap belahan baru membentuk dinding dalam dari serat selulosa. Dinding ini terentang selama sel tumbuh serta menjadi tebal dan kaku setelah tumbuhan dewasa. (Sumber: Time Life, 1984).

Dinding sel dibedakan menjadi dua yaitu:

1. Dinding sel primer, pada sel yang masih muda terdiri atas selulosa, hemiselulosa dan pectin

2. Dinding sel sekunder terdapat pada sel dewasa yang dibentuk dari dinding primer.

Pada dinding sel ada bagian yang tidak menebal, yaitu bagian yang disebut noktah. Melalui noktah ini terjadi hubungan antara antara sitoplasma satu dengan yang lain yang disebut plasmodesmata. Plasmodesmata berupa juluran plasma, yang berfungsi menjadi pintu keluar masuknya zat.

Sebagian besar isi dari sel berupa air. Tekanan air atau isi sel terhadap dinding sel disebut tekanan turgor. Dinding sel dan vakuola berperan dalam turgiditas sel.

Gambar. Sel Tumbuhan dengan Dinding Sel diperbesar

Vakuola

Vakuola merupakan rongga dalam sel yang dibatasi selapis membrane yang disebut tonoplas.

Fungsinya:tonoplas menjaga tekanan turgor sel, tempat cadangan makanan (amilum, gula dan lain-lain), menyimpan sisa metabolisme seperti alkaloid, kristal kalium oksalat, getah karet, tannin dan alkaloid, menyimpan minyak atsiri, misalnya minyak kayu putih, pepermint dan aroma harum pada bunga, menyimpan pigmen antosianin yang berwarna merah, biru, kuning dan lembayung untuk warna mahkota bunga, mengandung enzim hidrolitik, mengadakan sirkulasi zat dalam sel.

Plastida

Plastid berbentuk butir atau halter yang memiliki membrane rangkap.

Macam-macam plastida:

1) Kromoplas: plastida yang mengandung pigmen merah, jingga atau kuning, karena mengandung karoten. Peran kromoplas untuk member warna pada bunga atau buah serta membantu menyerap cahaya matahari dalam fotosintesis.

2) Leukoplas: plastida yang tidak mempunyai pigmen warna, terdapat pada sel jaringan tumbuhan yang tidak terkena cahaya. Leukoplas terdiri dari:

a. Amiloplasma, menyintesis cadangan makanan yang berupa amilum.

b. Elaioplas, menyimpan lemak dan minyak.

c. Proteinoplas, menyimpan protein.

3) Kloroplas: plastida yang mengandung klorofil, karotenoid, DNA dan RNA yang berfungsi untuk fotosintesis. Kloroplas tersusun atas matrik, stroma, grana, tilakoid, dan klorofil.

a. Grana sebagai tempat terjadi reaksi terang.

b. Stroma atau matrik sebagai tempat reaksi gelap (reaksi fotosintesis yang tidak memerlukan cahaya). Matriks merupakan substansi yang mengandung glukosa, enzim-enzim pelarut dan bahan-bahan organik lain.

Fungsi kloroplas pada tumbuhan adalah melangsungkan fotosintesis pada reaksi terang dan gelap sehingga terbentuk glukosa, menyintesis protein (pada beberapa jenis ganggang kloroplasnya memiliki pirenoid yang berperan dalam sintesis amilum).

Gambar. Struktur Anatomi Kloroplas