STRUKTUR DAN FUNGSI SEL
2.1. Struktur sel prokariotik dan eukariotik
Istilah sel pertama kali dikemukakan
oleh Robert Hooke, Ilmuwan Inggris, pada tahun 1665 yang berarti
ruangan kosong. Ia meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop yang
terdiri atas ruangan-ruangan yang dibatasi oleh dinding. Hal tersebut
benar karena sel-sel gabus merupakan sel-sel yang telah mati sehingga
di dalam sel tersebut kosong, tidak berisi.
Pada tahun 1839, seorang biolog
Perancis, Felix Durjadin meneliti beberapa jenis sel hidup dan
menemukan isi dalam rongga sel yang penyusunnya disebut sarcode.
Johanes Purkinje (1789-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi
protoplasma. Max Schultze (1825-1874), seorang anatomi mengemukakan
protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan.
Theodore Schwann (1801-1881), seorang
pakar zoologi Jerman, meneliti secara cermat dan intensif sel-sel
hewan; dan Mathias Schleiden (1804 1881), pakar botani Jerman meneliti
sel-sel tumbuhan. Berdasarkan hasil pengamatannya, kedua peneliti
tersebut mengemukakan bahwa baik tubuh hewan maupun tubuh tumbuhan
terdiri atas sel-sel.
Perkembangan pengetahuan tentang sel
tidak terlepas dari perkembangan ilmu di bidang lainnya. Dengan teknik
pewarnaan secara histokimia dan penggunakan mikroskop elektron,
terungkap bahwa di dalam sitoplasma, terdapat berbagai macam organel
(organ kecil).
Semua sel mempunyai sifat-sifat dasar
secara umum. Semua sel dibatasi oleh membran plasma. Di dalamnya
terdapat bahan semicair yang dinamakan sitosol yang mengandung
organel-organel. Semua sel mengandung kromosom, yang membawa gen-gen
(DNA, asam nukleat deoksiribosa). Semua sel mengandung ribosom yang
merupakan organel kecil yang berfungsi membentuk protein menurut
instruksi dari gen.
Berdasarkan keadaan intinya, sel
dibedakan dalam dua macam, yaitu: sel prokariotik dan sel eukariotik.
Pada sel prokariotik, materi inti (DNA) terdapat dalam nukleoid yang
tidak dibatasi oleh membran inti. Contoh sel prokariotik ialah bakteri,
dan gangang biru yang termasuk Monera. Sedangkan pada sel eukariotik
terdapat membran inti, yang memisahkan materi inti (DNA dan protein
histon membentuk kromosom) dari sitoplasma. Sel eukariotik dijumpai
pada Tumbuhan, Hewan, Cendawan, dan Protista.
Sel bakteri dibatasi oleh membran
plasma. Di dalamnya terdapat nukleoid (DNA) tanpa dibatasi oleh membran
inti, dan ribosom (lihat Gambar 2.1 Di sebelah luar dari membran
plasma terdapat dinding sel yang disusun oleh peptidoglikan (kompleks
gula dan protein). Pada sebagian bakteri sel tersebut dibungkus oleh
kapsul (disusun oleh gula). Bakteri mempunyai alat gerak berupa flagel.
Pada permukaan sel bakteri terdapat pili yang dapat digunakan untuk
menempel pada substratnya. Pada bakteri fotosintetik dan ganggang hijau
biru terdapat klorofil yang tersebar dalam sitoplasma, tanpa membran
yang membatasinya dengan bagian sel lainnya. Jadi, sel prokariotik ada
yang mempunyai klorofil tetapi tidak dalam kloroplas (plastid yang
berwarna hijau). Sel prokariotik mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil
(kurang lebih sepersepuluhnya) dari sel eukariotik.
Gambar 2.1 Sel bakteri prokariotik (Campbell et al, 2006).
Pada sel tumbuhan, sel hewan, dan sel
eukariotik lainnya, selain membran plasma yang membatasi sel dengan
lingkungan luarnya, juga terdapat sistem membran dalam (internal) yang
membatasi organel- organel di bagian dalam sel dengan sitoplasma (lihat
Gambar 2.2). Nukleus (inti) dibatasi oleh membran inti sehingga
bahan-bahan yang ada di dalamnya terpisah dari sitoplasma. Vakuola
terpisah dari sitoplasma karena dibatasi oleh membran (tonoplas).
Demikian juga pada organel bermembran lainnya, yang terpisah satu sama
lain sehingga masing-masing organel menyelenggarakan reaksi-reaksi kimia
secara terpisah. Dengan kata lain, sel eukariotik telah mengalami
kompartementasi, terbagi dalam beberapa ruang.
Sel Tumbuhan
Sel Hewan
Secara ringkas, perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1. Perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik
Keterangan: - (tidak ada); + (ada)
Berdasarkan jumlah kromosom dan
fungsinya, sel dibedakan ke dalam dua kelompok, yaitu sel somatik dan
sel reproduktif. Sel somatik merupakan sel-sel penyusun tubuh, dengan
jumlah kromosom 2n (diploid). Dalam proses pertumbuhan makhluk hidup
multiseluler sel somatic mengalami proses pembelahan mitosis. Sel
reproduktif berfungsi untuk perbanyakan makhluk hidup secara seksual.
Sel ini dibentuk melalui proses meiosis sehingga mempunyai jumlah
kromosom n (haploid).
Bagian sel ada yang bersifat hidup dan
ada yang mati. Bagian sel yang hidup dikenal sebagai protoplasma,
terdiri atas inti dan sitoplasma. Bagian mati berupa dinding sel dan
isi vakuola.
Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan
termasuk dalam golongan sel eukariotik, sedangkan pada mikroorganisme
ada yang eukariotik misalnya protozoa, protista, dan fungi. Ada pula
yang bersifat prokariotik misalnya pada bakteri dan ganggang biru.
2.2. Struktur dan fungsi organel sel
Sel merupakan kesatuan structural dan
fungsional penyusun makhluk hidup yang dapat memperbanyak diri.
Aktivitas yang ada dalam sel terjadi dalam organel-organel yang
mendukung fungsi-fungsi tertentu.
Adapun fungsi dari bagian-bagian penyusun sel adalah sebagai berikut:
2.2.1. Dinding sel
Dinding sel bersifat permeabel,
berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh. Sel-sel yang
mempunyai dinding sel antara lain: bakteri, cendawan, ganggang
(protista), dan tumbuhan. Kelompok makhluk hidup tersebut mempunyai sel
dengan bentuk yang jelas dan kaku (rigid). Pada protozoa (protista)
dan hewan tidak mempunyai dinding sel, sehingga bentuk selnya kurang
jelas dan fleksibel, tidak kaku. Pada bagian tertentu dari dinding sel
tidak ikut mengalami penebalan dan memiliki plasmodesmata (Gambar 2.3),
disebut noktah (titik).
Noktah pada batang pinus
Plasmodesmata
2.2.2. Membran plasma
Membran plasma membatasi sel dengan
lingkungan luar, bersifat semi/selektif permeabel, berfungsi mengatur
pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara
difusi, osmosis, dan transport aktif. Membran plasma disusun oleh
fosfolipid, proten, kolesterol, dl.
2.2.3. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan sel yang
berada di luar inti, terdiri atas air dan zat-zat yang terlarut serta
berbagai macam organel sel hidup. Organel-organel yang terdapat dalam
sitoplasma antara lain:
a. Retikulum Endoplasma (RE) berupa
saluran-saluran yang dibentuk oleh membran (Gambar 2.4). RE terbagi dua
macam, yaitu RE halus dan RE kasar.
Gambar 2.4 Retikulum Endoplasma
Pada RE kasar terdapat ribosom,
berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sedangkan pada RE halus
tidak terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis lipid
b. Ribosom terdiri atas dua unit yang
kaya akan RNA, berperan dalam sintesis protein. Ribosom ada yang
menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat bebas dalam sitoplasma.
c. Mitokondria memiliki membran
rangkap, membran luar dan membran dalam. Di antara kedua membran
tersebut terdapat ruang antar membran. Membran dalam berlekuk-lekuk
disebut krista yang berfungsi untuk memperluas bidang permukaan agar
proses penyerapan oksigen dan pembentukan energi lebih efektif. Pada
bagian membrane dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai
tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi
aerob.
Gambar 2.5. Mitokondria (Campbell, et al 2006)
d. Lisosom berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel
e. Aparatus Golgi (Badan Golgi) berupa
tumpukan kantung-kantung pipih, berfungsi sebagai tempat sintesis dari
sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar),
membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan
membran sel.
f. Plastida
Berbentuk bulat cakram yang ditemukan pada tumbuhan, terbagi atas tiga macam:
- Leukoplas = Amiloplas: plastida yang tidak berwarna, dapat membentuk dan menyimpan butir-butir zat tepung/pati.
- Kromoplas adalah plastida berwarna
selain hijau, karena adanya pigmen: melanin (hitam), likopin (merah),
xantophil (kuning), karoten (jingga), fikosianin (biru), dan
fikoeritrin (coklat).
- Kloroplas merupakan plastida berwarna
hijau, karena mengandung zat hijau daun (klorofil), terdiri atas:
klorofil a (warna hijau biru=C55H72O5N4Mg) dan klorofil b (warna hijau
kuning=C55H70O6N4Mg).
Gambar 2.6. Kloroplas (Campbell, et al 2003)
g. Vakuola berbentuk rongga bulat,
berisi senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme sel, yang
mengandung berbagai macam zat sesuai pada jenis selnya. Misalnya dapat
berisi garam nitrat pada tanaman tembakau, tanin pada sel-sel kulit
kayu, minyak eteris pada kayu putih dan mawar, terpentin pada damar,
kinin pada kina, nikotin pada tembakau, likopersin pada tomat, piperin
pada lada.
h. Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh
membran inti, mengandung benang- benang kromatin dan nukleolus (anak
inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan mempunyai pori.
Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu proses pembelahan sel
membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang
terjadi dalam sel (Gambar 2.7).
Gambar 2.7. Nukleus dan Retikulum Endoplasma
kasar (Campbell, et al 2006)
2.3. Perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan
Data observasi dengan menggunakan
mikroskop cahaya pada sediaan sel daun tumbuhan (Elodea sp) dan sel
epitel pipi manusia diperoleh hasil sesuai Tabel 2.2
Tabel 2.2. Perbandingan sel Elodea dan sel epitel pipi
Dari Tabel 2.2 kalian dapat mengetahui
persamaan antara sel hewan dan sel tumbuhan, yaitu bagian-bagian yang
dijumpai pada sel Elodea dan epitel pipi (sebutkan!) Demikian juga
kalian dapat mengetahui ciri-ciri khas tumbuhan, yaitu bagian-bagian
yang dijumpai pada sel Elodea tetapi tidak dijumpai pada sel epitel
pipi. Dengan adanya kloroplas pada sel Elodea maka tumbuhan ini dapat
mensintesis makanannya sendiri melalui proses fotosintesis. Demikian
juga adanya dinding sel pada sel Elodea menjadikan bentuk selnya lebih
jelas dibandingkan pada sel pipi.
Jika kita amati secara cermat,
kloroplas, dan inti sel Elode terletak di pinggir dekat ke dinding sel.
Hal ini disebabkan dibagian tengah dari sel tumbuhan terdapat adanya
vakuola besar yang terletak di tengah-tengah sel (disebut vakuola
sentral), sedangkan pada sel.
2.4. Ciri-ciri mahluk hidup
Selain ada perbedaan, antara hewan dan
tumbuhan juga mempunyai banyak persamaan yang merupakan ciri makhluk
hidup. Ciri-ciri makhluk hidup antara lain: memerlukan makanan
(nutrisi), bernafas (respirasi), ekskresi, sintesis, tumbuh dan
berkembang, regulasi, reproduksi, iritabilitas, adaptasi, interaksi
dengan lingkungan, serta bentuk dan ukuran tertentu, terdiri dari sel.
a. Nutrisi
Makhluk hidup memerlukan makanan dan
memilih jenis makanan yang sesuai dengan kondisi tubuhnya. Makanan
tersebut akan mengalami proses pemecahan secara enzimatis untuk
mendapatkan energi dalam melakukan aktivitas, penyusun sel-sel, dan
mengganti bagian yang rusak. Makanan yang diperlukan untuk melaksanakan
aktivitas hidup disebut nutrisi.
b. Respirasi
Respirasi atau pernafasan adalah proses
penyederhanaan senyawa kimia dari zat makanan untuk mendapatkan
energi. Pernafasan dapat terjadi secara:
* Aerob (memerlukan oksigen)
* Anaerob (tidak menggunakan oksigen, melalui proses fermentasi).
c. Ekskresi
Pengeluaran senyawa-senyawa kimia sisa
metabolisme yang tidak berguna bagi tubuh makhluk hidup, dan bila
terdapat dalam tubuh akan bersifat toksik (meracuni).
d. Sintesis
Dalam tubuh terjadi perubahan dari
suatu senyawa ke senyawa lain untuk kepentingan penyusun tubuh,
memelihara kelangsungan hidup, dan mempertahankan tubuh dalam
berinteraksi dengan lingkungan. Penyusunan senyawa kimia dalam tubuh
untuk aktivitas hidup dinamakan sintesis.
e. Pertumbuhan dan perkembangan
Pertumbuhan merupakan proses
bertambahnya volume dan jumlah sel serta jumlah senyawa kimia dalam
tubuh yang bersifat irreversible (tidak kembali ke asal) pada jangka
waktu tertentu. Perkembangan adalah pertumbuhan yang diikuti dengan
berubah
sifat menuju kedewasaan. Sedangkan diferensiasi adalah pertumbuhan sel diikuti dengan spesialisasi (fungsi khusus) sel.
f. Regulasi
Pengaturan baik secara kuantitas maupun
kualitas pada setiap saat terhadap sruktur suatu sistem metabolisme
dalam makhluk hidup disebut dengan regulasi.
g. Iritabilitas
Iritabilitas dimaksudkan sebagai
kemampuan makhluk hidup menerima rangsang dan sanggup mengadakan
respons terhadap rangsangan tersebut.
h. Reproduksi
Proses bertambahnya jumlah individu yang berperan untuk kelestarian keturunannya disebut reproduksi.
i. Adaptasi
Penyesuaian diri dengan keadaan
lingkungan pada waktu yang relatif pendek disebut toleransi, sedangkan
toleransi yang berlangsung dalam waktu yang relatif panjang disebut
adaptasi.
j. Interaksi
Untuk menjaga stabilitas hidupnya atau
mempertahankan hidupnya makhluk hidup harus bersaing dengan individu
lain. Persaingan terjadi dalam mendapatkan tempat hidup, makanan,
cahaya dan lainnya.
k. Makhluk hidup memiliki bentuk dan ukuran tertentu, dan terdiri dari sel.
Makhluk hidup sangat bervariasi baik
jenis maupun bentuk serta ukurannya, tetapi setiap jenis menunjukkan
bentuk yang spesifik serta ukuran tertentu pula. Variasi dalam satu
jenis tidak dapat menghilangkan bentuk spesifiknya. Makhluk hidup
memiliki kesamaan yaitu tersusun oleh sel.
Bagaimana dengan virus? Apakah virus
merupakan makhluk hidup atau benda mati ? Virus terdiri dari asam
nukleat (DNA/RNA) yang dibatasi oleh mantel protein, bukan merupakan
sel. Virus dapat dikristalkan (ciri benda mati). Virus memiliki sifat
makhluk hidup, yaitu: dapat berkembangbiak dan beradaptasi dengan
melalui mutasi. Namun demikian virus hanya dapat hidup dan
berkembangbiak dalam tubuh makhluk hidup. Dalam media buatan virus
tidak dapat hidup dan berkembangbiak. Oleh karena itu, sebagian ahli
biologi menempatkan virus sebagai jembatan antara yang mahkluk hidup dan
benda mati.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar