1. SEL adalah unit struktural terkecil dan fungsional penyusun tubuh makhluk hidup. Sel merupakan tempat terjadinya peristiwa fisiologis dan pewarisan genetis makhluk hidup. Makhluk hidup ada yang disusun oleh satu sel (uniseluler), dan ada yang disusun oleh banyak sel (multiseluler)
2. SEJARAH PENEMUAN SEL
- a. Robert Hooke (1665): merupakan orang yang pertama mengamati penampang melintang sayatan tipis gabus dari batang tumbuhan di bawah mikroskop. Ia melihat rongga kosong segi enam mirip kamar , sehingga ia menamakannya sel (cellula=kamar)
- b. Mathias j.Schleiden dan Theodor Schann (1838) membuktikan bahwa sel hidup bukanlah merupakan kamar kosong, melainkan brisi cairan sitoplasma, kedua ahli tersebut membangun teori sel, yang menyatakan bahwa "Semua makhluk hidup tersusun dari sel, sel merupakan bagian terkecil dari makhluk hidup yang memiliki aktivitas kehidupan, jadi sel meupakan penyusun dasar tubuh makhluk hidup".
- c. Felix Dujardin : menemukan sel yang terdiri dari dinding sel dan isi sel yang disebut protoplasma. Protoplasma pertama kali diperkenalkan oleh J.Purkinye (1839), yang menyatakan potoplasma merupakan bagian sel yang berisi cairan menyerupai agar-agar.
- d. Rudolf Virchow (1858) : menyatakan setiap sel berasal dari sel yang ada sebelumnya (Omnis cellula cellula)
- e. August Weismann (1880): menyimpukan bahwa sel yang ada saat ini dapat ditelusuru asal usulnya hingga makhluk hidup yang paling awal.
3. UKURAN DAN TIPE SEL
- a. ukuran sangat kecil berdiameter 1-100mikron, yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop cahaya (perbesaran sampai 2000 kali) dan mikroskop elektron (perbesaran sampai 500.000 kali)
- b. Tipe sel : prokaryotik dan Eukaryotik . Prokaryotik adalah sel tanpa membran inti, yang memiliki ciri materi genetiknya berada dalam nukleoid dan tidak bermembran, tidak memiliki organel mitokondria, kloroplas, petikulum endoplasma, aparatus golgi, lisosom dan peroksisom. Memiliki materi genetik DNA dan RNA, DNA plasmid, ribosom, dinding sel, mesosom dan krematofor, contohnya sel bakteri dan alga hijau biru dan eukaryotik adalah sel yang memiliki membran inti, contoh sel hewan dan tumbuhan.
4. STRUKTUR DAN FUNGSI SEL
Perhatikan dan amati gambar struktur sel di bawah ini !
Animasi struktur sel klik
http://www.johnkyrk.com/CellIndex.html
Dari gambar sel hewan dan sel tumbuhan di atas, struktur sel terdiri dari :
- Dinding sel
- Membran sel/ membran plasma
- Sitoplasma
- Organel sel yang terdiri atas : Retikulum Endoplasma/ RE, ribosom , mitokondria, lisosom, ,aparatus golgi, plastida, vakuola, nukleus, sitoskeleton ( mikrotubulus dan mikrofilamen), sentriol
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, bahan penyusunya berupa zat kayu yang amat keras, yaitu selulosa selai itu juga mengandung zat pektin, hemiselulosa dan glikoprotein. 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 ), disebut
noktah (titik). Plasmodesmata berfungsi sebagai penghubung protoplasma pada sl tumbuhan
 |
| Noktah pada pohon Pinus (A) dan Plasmodesmata (B) |
Membran Plasma
Membran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, tersusun dari molekul lipid,protein dan sedikit karbohidrat , bersifat semi/selektif permeabel, artinya memiliki kemampuan untuk melakukan seleksi terhadap ion, molekul dan senyawa yang melalui membran plasma, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara transpor pasif (difusi, osmosis), dan transport aktif.
Animasi klik di sini http://www.johnkyrk.com/cellmembrane.html
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 ). RE terbagi dua macam, yaitu RE halus dan RE kasar.
 |
| Gambar 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 membran dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi aerob untuk pembentukan ATP sebagaisumber energi sel. Animasi klik
http://www.johnkyrk.com/mitochondrion.swf
d. Lisosom berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel dan merusak benda-benda asing. Enzim tersebut adalah :
- nuklease berfungsi menghidrolisis DNA dan RNA
- protease menghidrolisis protein
- lipase menghidrolisis lemak
- fosfotase menghidrolisis oligonukleotida
- enzim lain yang menghidrolisis karbohidrat, polisakarida, dan oligosakarida (hidrolisis= pemisahan molekul air, biasanya hidrolisis merupakan proses kimia penambahan satu molekul air ke zat kimia)
e. Peroksisom bentuknya seperti lisosom berisi enzim oksidatif dan katalase. Enzim oksidatif berperan mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen, yang menghasilkan produk samping berupa hidrogen peroksida (H2O2), zat ini bersifat racun tetapi diubah oleh enzim katalase menjadi air dan oksigen
f. Aparatus Golgi (Badan Golgi/golgi komplek) berupa tumpukan kantung-kantung pipih, merupakan organel sekretori yang 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. Animasi Klik
http://www.johnkyrk.com/golgiAlone.swf
g. Plastida
Berbentuk bulat cakram yang ditemukan pada tumbuhan, umumnya berisi pigmen, terbagi atas tiga macam:
Leukoplas merupakan plastida yang tidak berwarna, dapat membentuk dan menyimpan butir-butir zat tepung/pati. Leokoplas terdiri dari amiloplas berisi amilum, lipoplas berisi lemak, dan proteoplas beisi protein.
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). Kloroplas sebagai komponen utama penyelenggara fotosintesis
h. 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.
i. 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. Kromosom nampak terlihat jelas pada saat pembelahan sel tahap metafase. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang terjadi dalam sel, seperti
- mengendalikan proses belangsungnya metabolisme di dalam sel
- menyimpan informasi genetik (gen) dalam bentuk DNA
- mengatur kapan dan dimana ekspresi gen-gen harus dimulai, dijalankan dan diakhiri
- tempat terjadinya replikasi (perbanyakan DNA) dan transkripsi (pengutipan DNA)
j. Sitoskeleton, merupakan struktur rangka sel yang berbentuk jalinan serabut, yang berfungsi sebagai pendukung pergerakan sel, menjaga kestabilan bentuk sel, menjadi rangka dan pemberi bentuk sel, pemberi kekutan mekanik sel, menjaga keseluruhan organel sel supaya tetap pada posisinya, dan membantu gerakan kromosom ke arah kutub saat pembelahan sel. Potein filamen ini terdiri dari mikrofilamen, filamen tengah dan mikrotubulus.
k. Sentriol, merupakan sepasang struktur seperti silinder yang memiliki lubang di tengah dan tersusun dari protein mikrotubulus yang membentuk suatu struktur protein seperti jala yang tampak berlekatan dengan kromosom selama pembelahan sel. Jala tersebut dinamakan benang spindel. Sentriol berfungsi mengatur polaritas (kutub) pembelahan sel hewan dan mengatur pemisahan kromosom sel. Lihat gambar
5. PERBEDAAN SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN
Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa organel yang terdapat pada hewan dan tidak dimiliki oleh tumbuhan adalah sentrosom dan lisosom, sedangkan organel yang hanya terdapat pada tumbuhan dan tidak dimiliki oleh hewan adalah dinding sel, plastida dan vakuola
6. TRANSPOR ZAT PADA MEMBRAN SEL
Pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel terjadi dengan cara transpor pasif (difusi, osmosis), dan transport aktif.
a. Transpor pasif adalah : transpor ion, molekul dan senyawa yang tidak memerlukan enegi unuk melewati membran plasma, yang terjadi secara difusi dan osmosis.
- Difusi terbagi menjadi difusi sederhana dan difusi terfasilitasi Difusi sederhana merupakan proses pergerakan acak partikel-partikel (atom, molekul), gas, cairan dan larutan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah hingga mencapai tahap kesetimbangan. Lihat gambar
Difusi terfasilitasi melibatkan protein yang membentuk suatu saluran dan mengikat substansi yang ditranspor. Protein ini disebut protein pembawa. Protein pembawa biasanya mengangkut, asam amino dan glukosa dari lumen usus halus ke pembuluh darah usus halus. Caranya glukosa akan diikat oleh protein pembawa, lalu protein pembawa akan mengubah bentuknya dan mendorong glikosa ke dalam sel
- Osmosis adalah perpindahan pelarut ( misalnya air), melalui membran selektif permiabel dari konsentrasi pelarut yang tinggi (hipotonik) menuju konsentrasi pelarut yang rendah (hipertonik). Peran membran membiarkan air keluar masuk secara bebas, tetapi membatasi masuknya zat yang terlarut di dalamnya. Lihat gambar
- Beberapa kondisi lingkungan sel,yaitu isotonik, yaitu keadaan dengan konsentrasi air disekeliling sel sama dengan konsentrasi air di dalam sel. Hipotonik adalah kondisi konsentrasi air di luar sel lebih tinggi dari pada di dalam sel. Hipertonik merupakan kondisi konsentrasi air di luar sel lebih rendah (lebih pekat) dari pada di dalam sel. Lihat gambar
- Sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga lebih mudah rusak akibat masuknya air, sedangkan sel tumbuhan relatif tidak mudah rusak karena memiliki dinding sel. - Osmosis pada sel hewan : sel-sel hewan dipertahankan dalam keadaan isotonik, contoh sel darah merah akan tatap stabil bentuknya bila ditempatkan pada larutan garam 1%. Bila di tempatkan pada lingkungan hipotonik, seperti aquades, akan menyebabkan air masuk terus menerus, sel mengembang hingga sel tersebut pecah (hemolisis). Pada lingkungan hipotonik, mengakibatkan air dalam sel akan mengalir ke luar sel hingga sel mengkerut (krenasi). -Osmosis pada sel tumbuhan : bila sel tumbuhan di tempatkan pada lingkungan hipotonik, misalnya aquades maka air akan masuk ke sel, sel akan terus membengkak sampai selulosa tidak dapat direntangkan lagi, namun sel tersebut tidak pecah, sel dalam keadan ini disebut turgid. Bila ditempatka pada lingkungan hipertonik, misal pada larutan garam dengan konsentrasi lebih dari 1 %, akan menyebabkan keluarnya air dari vakuola, sitoplasma mengkerut dan membranplasma terlepas dari dinding sel, keadaan ini disebut plasmolisis. Lihat gambar di atas
b. Transpor Aktif adalah : transpor yang memerkulan energi untuk membawa molekul dari satu sisi membran ke membran lainnya. Transpor ini memerlukan protein membran yang berperan sebagai pembawa atau " kendaraan" untuk melewati membran. Transpor terjadi dengan cara
membawa molekul melawan gradien konsentrasi, artinya terjadi dari konsentrasi lebih rendah ke konsentrasi lebih tinggi. Transpor aktif di bedakan menjadi tiga tipe, yaitu
pompa ion, kotransper dan
endositosis (animasi klik http://www.phschool.com/atschool/phbio/active_art/active_transport/index.html
- Pompa ion : transpor ion melewati membran plasma yang melawan gradien konsentrasi. Semua sel memiliki perbedaan energi potensial listrik antara sitoplasma dengan lingkungan sekitarnya, yang disebut potensial membran . Potensial membran berfungsi seperti sebuah baterai, sebagai sumber energi yang mempengaruhi transpor ion masuk dan keluar sel. Contoh : sel hewan memiliki konsentrasi ion K lebih tinggi dan konsentrasi ion Na lebih rendah dibandingkan dengan lingkungan sekitarnya, membran plasma akan mempertahankan konsentrasi ion dalam sel dengan memompa ion Na keluar sel dan ion K masuk ke dalam sel. Lihat gambar :
Keterangan gambar :
- tiga ion natrium (Na+), diambil dalam sel dan menempati dinding sites (tempat terjadinya ikatan ion/molekulpada membran)
- Energi dipelukan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran agar membuka ke bagian luar sel
- Protein intgral pada membran membuka ke arah luar sel, kemudian melepaska ion Na ke luar sel
- Dua ion kalium (K+), dari luar sel menempati dinding sites pada protein integral
- Protein integral pada membran kembali ke bentuk semula, yakni membuka ke arah dalam sel
- Ion kalium dilepaska ke dalam sel
- Kotranspor : tranpor suatu zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati membran plasma, yang melibatkan dua protein membran. Contoh sel tumbuhan memompakan ion hidrogen untuk mengaktifkan transpor sukrosa ke dalam sel. Sukrosa dapat masuk ke dalam sel melalui protein membran melawan gradien konsentrasi jika bersamaan dengan ion hidrogen.
- Endositosis dan Eksositosis adalah : transpor makromolekul (seperti protein, polisakarida atau asam nuklead) dengan membentuk lipatan membran plasma (vesikel). Prosesnya adalah pada endositosis membran plasma mengelilingi makromolekul di luar sel kemudian melipat membentuk vesikel. Vesikel masuk ke dalam sel bersamaan dengan suatu makromolekul. Pada eksositosis vesikel bergabung dengan membran plasma dan mengeluarkan makromolekul dari vesikel, selanjutnya membran vesikel begabung dengan membran plasma. Endositosis dapat meregulasi berbagai macam proses, seperti pengambilan nutrisi, masuknya patogen , masuknya obat dll. Endisitosis terbagi menjadi tiga macam, yaitu a. Fagositosis (pemakanan sel), yaitu sel " menelan" suatu partikel dengan kaki semu dan membungkusnya membentuk vesikel b. Pinositosis (peminuman sel), yaitu sel " meneguk" tetesan zat terlarut ekstraseluler ke dalam vesikel c. Endositosis yang di perantarai reseptor membutuhkan reseptor yang disebut ligan. Lihat gambar dan untuk animasi klik di sini .http://highered.mcgraw-hill.com/olcweb/cgi/pluginpop.cgi?it=swf::535::535::/sites/dl/free/0072437316/120068/bio02.swf::Endocytosis
Daftar rujukan gambar :
erickbio.wordpress.com
http://id.scribd.com/doc/34795274/Kelas11-Biologi-Siti-Nur-Rochmah
ipa3-levienscier.blogspot.com
internetkaleidoskop.blogspot.com
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/biologi-pertanian/struktur-dan-fungsi-sel/struktur-dan-fungsi-organel-sel/
desyliapu3.wordpress.com
http://blog.uad.ac.id/aliviaff/2011/12/12/difusi_osmosis/
http://faculty.southwest.tn.edu/rburkett/GB1-os20.jpg
http://kvhs.nbed.nb.ca/gallant/biology/water_balance.jpg
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcROoS49Hhz4umw7hstPTfXSdLdbKoATrqTTF3mzMu16L93GP1_G
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRXXYx4MNzt_8gFI28X0VB1d1G9kx3wbfto6CxHbCHGfSZvWXG8
http://viewatammarblog.blogspot.com/2013/07/struktur-dan-fungsi-membran-bagian-2.html
http://www.student.loretto.org/biology/
