Struktur Sel

I.                    Sejarah Penemuan Sel

Sel itu sebenarnya apa sih? Bagi yang belum mengetahui apa itu sel, Sel adalah unit paling kecil dari suatu makhluk hidup, baik itu manusia, hewan, atau tumbuhan. Berikut rangkuman pengetahuan alam saya mengenai sel. Sel itu berasal dari kata cellula yang berarti ruang kecil. Sel bagaikan sebuah pabrik yang senantiasa bekerja agar proses kehidupan terus berlangsung. Di dalam sel terdapat komponen-komponen atau organel-organel yang menunjang fungsi dari sel tersebut.

Apa ada yang tau bagaimana sel pertama kali ditemukan? Sel pertama kali dijumpai oleh Robert Hooke, sorang ilmuwan inggris, pada tahun 1665. Ia meneliti sayatan gabus dengan mikroskop, dan terlihat disana terdapat ruang-ruang kosong, yang disebut cellulae (sel-sel). Hal ini lah yang memulai dilakukannya penelitian-penelitian mengenai sel.

Lalu, beberapa tahun kemudian Jacob Schleiden menyatakan semua tumbuhan terdiri atas sel-sel, dan Theodor Schwan menyatakan semua hewan tersusun atas sel-sel juga. Mereka berdua lalu menyimpulkan bahwa sel adalah unit struktural terkecil sebagai komponen dasar dari seluruh makhluk hidup.

Max Schultze menyimpulkan bahwa sel adalah kesatuan fungsional dari kehidupan, karena di dalam sel terdapat suatu proses-proses kehidupan.

Rudolph Virchow dari penelitiannya tentang pembelahan sel, menyimpulkan “omnis cellula ex celluae” yang artinya semua sel berasal dari sel sebelumnya.

Lalu ada lagi, Robert Brown, Felix Durjadin, dan Johanes Purkinje. Mereka menyimpulkan bahwa sel adalah sebagai unit hereditas dari makhluk hidup, yaitu sel dapat berperan sebagai pembawa informasi genetik.

II.                  Jenis Sel

Sel itu dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

·         Sel Prokariotik

Yaitu sel yang tidak memiliki membran atau selaput inti. Contohnya pada bakteri dan alga biru.

·         Sel Eukariotik

Yaitu sel yang memiliki membran atau selaput inti. Sehingga sel ini memiliki sistem endo-membran, yaitu setiap organel-organel di dalam sel dilindungi oleh membran. Kebanyakan hewan dan tumbuhan memiliki jenis sel eukariotik.

III.                Struktur Sel

Pada sel prokariotik, selnya tersusun atas:

·         Dinding sel

·         Membran Plasma

·         Ribosom

·         Lisosom

·         Sitoplasma

·         DNA/RNA

Pada sel eukariotik, selnya tersusun atas:

·         Dinding Sel (hanya untuk sel tumbuhan saja)

·         Membran Plasma

·         Nukleus

·         Nukleolus

·         Sitoplasma

·         Retikulum Endoplasama kasar dan halus

·         Badan Golgi

·         Ribosom

·         Mitokondria

·         Lisosom dan Mesosom

·         Peroksisom

·         Vakuola (bagi sel hewan, vakuolanya terbagi dua yaitu vakuola

kontraktil dan vakuola makanan)

·         Sentriol / Sentrosom (hanya untuk sel hewan saja)

·         Plastida (hanya untuk sel tumbuhan saja)

·         Sitoskeleton

Dari sel eukariotik, dapat dilihat adanya beberapa perbedaan dari sel-sel tumbuhan dan sel-sel hewan. Untuk lebih ringkasnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

IV.                Organel Sel

Di dalam sel terdapat berbagai organel-organel dengan fungsi-fungsi yang berbeda. Organel-organel sel tersebut adalah:

·         Dinding Sel

Untuk memberi bentuk bagi sel (turgiditas sel) dan untuk melindungi isi sel.

o   Plasmodermata

Sebagai pori yang menghubungkanantar sel yang bersebelahan.

·         Membran Plasma

Untuk mengatur keluar masuknya zat dari sel, melindungi isi sel, dan sebagai reseptor rangsang.

·         Nukleus

Sebagai pengendali seluruh kegiatan dalam sel dan mengatur pembelahan sel.

o   Nukleolus

Sebagai tempat sintetis RNA untuk perakitan ribosom.

·         Sitoplasma

Yaitu bagian cair dari sel untuk menyalurkan zat-zat molekul bagi organel sel, sebagai tempat berlangsungnya reaksi kimia sel (seperti anabolisme dan katabolisme), dan juga tempat organel-organel sel berada, yaitu organel-organel dibawah ini:

·         Retikulum Endoplasma (RE)

o   RE Kasar (ditempeli ribosom)

Untuk mendukung sintetis protein, menyalurkan bahan genetik antara inti sel dengan sitoplasma, serta untuk membuat fosfolipid membrannya sendiri.

o   RE Halus (tidak ditempeli ribosom)

Untuk detoktifikasi (menetralisir racun), sintetis atau pembentukan lemak (kolesterol, fosfolipid, steroid), dan sebagai penyimpanan kalsium untuk kontraksi sel otot.

·         Badan Golgi

Sebagai tempat memodifikasi produksi protein yang dihasilkan RE, sebagai organ sekresi, untuk mengatur dan mengirim produk sel, serta untuk membentuk dinding sel, lisosom, dan membran plasma (glikolipid dan glikoprotein)

·         Ribosom

Untuk sintetis protein dan berhubungan bila sel ingin melakukan pembelahan.

·         Mitokondria

Untuk menghasilkan atau menyintetis energi bagi sel, dan juga untuk respirasi sel (yaitu oksidasi biologis atau pembakaran zat makanan secara aerobik / katabolisme).

·         Lisosom

Untuk fagositosis (proses pencernaan) dalam sel atau disebut pencernaan intrasel, yang dibantu oleh enzim hidrolitik lizozim (enzim-enzim pencernaan).

·         Mesosom

Berhubungan dengan pernapasan sel untuk menghasilkan energi respirasi bagi sel.

·         Peroksisom

Untuk detoktifikasi, yaitu untuk menguraikan atau merombak hidrogen peroksida (H2O2) menjadi H2 dan O2 dengan bantuan enzim katalase. H2O2 (hasil sampingan dari respirasi sel) perlu diuraikan karena bersifat racun bagi sel.

·         Vakuola

Untuk menyimpan cadangan makanan, air, ampas metabolisme, dan pigmen atau zat warna.

·         Plastida

Untuk menangkap energi cahaya agar dapat menghasilkan gula, sehingga sel tumbuhan dapat membuat makanannya sendiri. Plastida dibagi menjadi 3, yaitu:

o   Kloroplas

Palstida yang mengandung pigmen warna hijau atau klorofil yang berguna untuk proses fotosintesis.

o   Kromoplas

Plastida yang mengandung pigmen-pigmen warna selain klorofil, contohnya pigmen jingga (karoten) dan pigmen merah (fikoeritin)

o   Leukoplas

Plastida yang tidak mengandung pigmen atau tidak berwarna (bisa dibilang berwarna putih). Banyak terdapat pada bagian tumbuhan yang tidak terkena cahaya, seperti akar dan umbi. Plastida jenis ini dibagi lagi menjadi 3, yaitu:·         AmiloplasMengandung amilum·         ElaioplasMengandung minyak

·         AleuroplasMengandung protein

·         Sitoskeleton

Untuk menjadi kerangka dan memberi kekuatan mekanik bagi sel.

o   Mikrotubulus

Sebagai alat gerak bagi sel (seperti silia dan flagella), untuk pergerakan kromosom dan organel sel, dan untuk mempertahankan bentuk sel.

o   Mikrofilamen

Untuk pembelahan sel, kotraksi pada sel otot, pembentukan pseupodia dan gerakan sel pada amoeba, serta mempertahankan bentuk sel.

·         DNA

Sebagai pembawa informasi genetik untuk sel selanjutnya dan dari sel sebelumnya. Terdiri atas fosfat, basa nitrogen, dan gula deoksiribosa.

·         RNA

Sebagai persenyawaan dari transkripsi (pengkopian atau perbanyakan) DNA, dan khusus untuk membuat kode-kode genetik yang sesuai dengan yang dipesan oleh DNA.

·         Sentrosom

Sebagai organel tempat tumbuhnya mikrotubul. Terletak dekat dengan nukleus, dan didalamnya terdapat satu pasang sentriol.

o   Sentriol

Untuk pembelahan sel.

Di dalam sel terdapat istilah sitoplasma dan protoplasma. Apa perbedaan dari dua istilah tersebut? Perbedaannya adalah Sitoplasma hanyalah bagian cair dari sel, sedangkan Protoplasma adalah seuruh bagian dari sel (termasuk organel dan bagian cair sel).

V.                  Mekanisme Transpor Zat Melalui Membran Plasma

Sebelum membahas mengenai cara mekanisme transpor zat, terlebih dahulu kita harus mengenal lebih jauh mengenai membran plasma. Mengapa? Karena membran plasma berperan penting dalam terjadinya transpor zat bagi sel. Membran plasma adalah lapisan sangat tipis yang membatasi isi sel dengan lingkungan luar atau dengan sel-sel lainnya. Membran plasma ini bersifat selektif permeabel atau semipermeabel, yaitu hanya zat-zat tertentu saja yang dapat melewatinya.

Pada permukaan membran terdapat karbohidrat berupa polisakarida, yang dibedakan menjadi:

·         Glikolipid = terikat dengan lipid secara kovalen.

·         Glikoprotein = terikat dengan protein secara kovalen.

Agar zat yang berukuran besar bisa melewati membran, maka proses transpor zat tersebut dibantu oleh protein. Protein membran berdasarkan letaknya dibedakan menjadi:

•    Protein Integral (intrinsik) =

Protein ini tertanam diantara dua lapisan (bilayer) fosfolipid, sehingga membentuk saluran yang dapat membuka atau menutup akibat adanya rangsangan listrik atau kimiawi (hal ini berhubungan dengan adanya rangsangan energi (ATP)). Protein ini disebut juga dengan saluran protein atau protein transpor, karena berguna dalam terjadinya proses transpor. 

• Protein Periferal (ekstrinsik) =

Protein ini terikat secara longgar pada permukaan membran atau pada protein integral.

Nah, setelah kita membahas mengenai membran plasma, barulah kita akan mempelajari cara mekanisme transpor zat. Cara transpor zat ini terbagi menjadi dua, yaitu Transpor Pasif dan Transpor Aktif.

1.       Transpor Pasif

Yaitu transpor zat yang terjadi tanpa membutuhkan energi dan terjadi akibat perbedaan konsentrasi antara di dalam dengan di luar sel. Tranpor pasif terdiri dari:

a.       Difusi

Yaitu proses pergerakan partikel, molekul, ion, dan zat (padat, cair, gas), dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah hingga tercapai suatu keseimbangan. Contoh peristiwa difusi adalah :

i.                     Peristiwa masuknya O2 (konsentrasi tinggi) dan keluarnya CO2 ( konsentrasi rendah ) pada respirasi sel.

ii.                   Saat gula ( konsentrasi tinggi ) dimasukkan ke dalam gelas berisi air ( konsentrasi rendah ),molekul gula tersebut akan larut atau bergerak sedikit demi sedikit hingga merata.

b.      Difusi dipermudah

Yaitu proses difusi yang tidak melalui membran melainkan melalui saluran protein atau protein transpor.

c.       Osmosis

Yaitu proses bergeraknya molekul dengan pelarut cair, dari larutan dengan konsentrasi air yang tinggi dan konsentrasi zat rendah (hipotonik) ke larutan dengan konsentrasi air rendah dan konsentrasi zat tinggi (hipertonik), hingga tercapai suatu keseimbangan atau kenetralan (isotonik) dan melalui membran semipermeabel. Contoh peristiwa osmosis adalah :

i.                     Pada ikan air tawar, tubuhnya berkonsentrasi garam yang lebih tinggi dibandingkan konsentrasi garam pada air di lingkungannya. Hal itu menyebabkan terjadinya osmosis air dari luar ke dalam tubuh ikan. Tubuh ikan menjadi kelebihan air. Akibatnya ikan akan sedikit minum dan banyak membuang urin untuk mengurangi kelebihan air dalam tubuhnya. Hal ini akan berlaku sebaliknya pada ikan air laut.

2.   Transpor Aktif

Yaitu transpor zat melalui membran yang melawan gradien konsentrasi, yaitu molekul bergerak dari larutan berkonsentrasi rendah menuju larutan berkonsentrasi tinggi, dengan bantuan energi dalam bentuk ATP. ATP yang merupakan singkatan dari adenosin tifosfat adalah hasil dari proses respirasi sel. Dalam proses transpor aktif yang berpindah adalah molekul-molekul zat yang terlarut. Untuk perpindahan zat dengan cara transpor aktif tidak berusaha untuk mencari kesamaan konsentrasi atau untuk mencapai kenetralan, tapi untuk mempertahankan konsentrasi molekul tertentu sehingga tetap dalam jumlah normal agar tubuh dapat bekerja dengan optimal. Transpor aktif terdiri dari :

a.       Pompa ion ( Antiport)

Yaitu transpor melalui membran dengan cara melakukan pertukaran ion di dalam sel dengan ion di luar sel, yang arah transpornya berlawanan antara suatu ion dengan ion yang akan ditukar. Transpor dilakukan oleh protein transpor yang dibantu dengan sumber energi ATP. Contoh peristiwa pompa ion adalah :

i.                     Sel hewan harus memiliki konsentrasi Kalium (K+) yang lebih tinggi dibandingkan konsentrasi Natrium (Na+), sehingga diperlukan pompa ion untuk mempertahankannya agar proses fisiologis penting dalam sel tidak terganggu.

ii.                   Transpor glukosa atau asam amino pada hewan vertebrata yang disebabkan oleh gradien Na+.

b.      Kotranspor ( Simport )

Yaitu tranpor suatu zat yang mengaktifkan terjadinya transpor zat lain. Zat-zat bertranspor tersebut melewati membran oleh protein transpor, dengan arah transpor zat yang sama atau searah. Contoh peristiwa kotranspor adalah :

i.                     Transpor laktosa ke dalam sel dengan mengaktifkan ion H+.

c.       Endositosis-Eksositosis