Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel. Sel sendiri adalah kesatuan structural dan fungsional makhluk hidup Teori-teori tentang sel - Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula) - Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi) - Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode” - Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma - Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup. - Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus) - Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup - Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omnis celulla ex celulla) Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti a. sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma (sel yang memiliki satu system membran. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru b. sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru

Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi, sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. Sel prokariotik dan sel eukariotik memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut : Sel Prokariotik - Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakan nucleoid - Organel-organelnya tidak dibatasi membran - Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan - Diameter sel antara 1-10mm - Mengandung 4 subunit RNA polymerase - Susunan kromosomnya sirkuler Sel Eukariotik - Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus - Organel-organelnya dibatasi membran - Membran selnya tersusun atas fosfolipid - Diameter selnya antara 10-100mm - Mengandungbanyak subunit RNA polymerase - Susunan kromosomnya linier Macam Sel Berdasarkan Keadaan Kromosom dan Fungsinya a. Sel Somatis, sel yang menyusun tubuh dan bersifat diploid b. Sel Germinal. sel kelamin yang berfungsi untuk reproduksi dan bersifat haploid Bagian-bagian Sel - Bagian hidup(komponen protoplasma), terdiri atas inti dan sitoplasma termasuk cairan dan struktur sel seperti : mitokondria, badan golgi, dll - Bagian mati (inklusio), terdiri atas dinding sel dan isi vakuola mari kita bahas masing-masing bagian satu per satu

a Dinding sel Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel. Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak

berkayu. Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg. b. Membran Plasma Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel. Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol. Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel. Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

Transpor pasif Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya. Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor. Transpor aktif Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore. Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin. c. Mitokondria

Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel. Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000]. Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan Asetil KoA. Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam. Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks

mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium d. 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. - Endositosis 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. - Proses 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 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).

e. 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 f. Retikulum Endoplasma RETIKULUM ENDOPLASMA (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh sel hewan eukariotik. 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”). 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. g. Nukleus Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri h. Plastida Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macam plastida, yaitu :

- leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung) - kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten - kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten i. Sentriol (sentrosom) 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. j. 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. fungsi vakuola adalah : 1. memelihara tekanan osmotik sel 2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll 3. mengadakan sirkulasi zat dalam sel Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan 1. Sel Hewan :

* tidak memiliki dinding sel * tidak memiliki butir plastida * bentuk tidak tetap karena hanya memiliki membran sel yang keadaannya tidak kaku * jumlah mitokondria relatif banyak * vakuolanya banyak dengan ukuran yang relatif kecil * sentrosom dan sentriol tampak jelas 2. Sel Tumbuhan * memiliki dinding sel * memiliki butir plastida * bentuk tetap karena memiliki dinding sel yang terbuat dari cellulosa * jumlah mitokondria relatif sedikit karena fungsinya dibantu oleh butir plastida * vakuola sedikit tapi ukurannya besar * sentrosom dan sentriolnya tidak jelas  

 

 

 

 

 

 

1. Dinding sel • Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan • Dinding sel tersusun atas selulosa yang kuat yang dapat

memberikan sokongan, perlindungan dan untuk mengekalkan bentuk sel

• Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan diluar dengan bahan didalam sel

• Dinding sel terdiri dari selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg

Fungsi dinding sel : • Memberi bentuk sel • Melindungi bagian sebelah dalam dan mengatur transportasi zat • Menyokong tumbuhan yang tidaka berkayu 2. Nukleus • Merupakan inti dari sel, berbentuk bulat, dibatasi oleh membran

sehingga cairan sel bisa keluar masuk • Secara kimia terdiri dari DNA, RNA dan protein (histon) • Dalam nukleus terdapat kromosom yang berfungsi untuk

pembelahan sel Fungsi nukleus : • Mengendalikan metabolisme sel

• Tempat penggandaan dan transkripsi DNA • Pengatur pembelahan sel dan pembawa informasi genetik 3. Mitokondria (The Power House) • Benda bulat berbentuk tongkat mempunyai 2 lapis membran • Ukurannya 0,2--5 micrometer • Jumlahnya dalam sel berbeda-beda • Terdapat pada sel saraf dan sel otot • Respirasi seluler menghasilkan energi melalui metabolisme aerob • Lapisan didalamnya berlekuk-lekuk dan dinamakan krista Fungsi mitokondria : • Mengandung enzim-enzim yang melakukan oksidasi makanan dan

mensintesa ATP untuk energi pada sel • Tempat terjadinya respirasi sel menghasilkan energi 4. Ribosom (Ergastoplasma) • Bagian paling kecil yang tersuspensi/tersebar di dlama sitoplasma • Terdapat dalam sel hati kurang lebih 25% • Ada yang melekat di RE (sehingga menjadikan RE tersebut

dinamakan RE kasar dan ada pula yang soliter) Fungsi ribosom : • Mensintesa protein, protein yang baru di sintesa dikemas dalam satu

organel yang dibatasi membran 5. Retikulum Endoplasama (RE) • Berbentuk tabung pipih berpasang-pasangan • Terbagi dua : 1. RE kasar > retikulum yang pada membrannya

menempel ribosom, berfungsi untuk sintesa protein 2. RE halus > tanpa ribosom, berfungsi mensintesa lemak, fosfolipid dan steroid

• Struktur RE hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron Fungsi Retikulum Endoplasma : • Sebagai alat transportasi zat-zat didalam sel itu sendiri 6. Badan Golgi (Apparatus Golgi = Diktiosom) • Terdapat pada semua sel tumbuhan dan hewan • Berbentuk setumpuk saku pipih berkelok-kelok yang dibatasi

membran • Di hasilkan oleh RE halus • Pada sel tumbuhan badan golgi disebut diktiosom • Organel ini dihubungkan dengan fungsi ekresi sel Fungsi badan golgi : • Memodifikasi protein dengan menambahkan oligosakarida • Membentuk lisosom • Untuk sekresi pada mukosa 7. Lisosom • Berbentuk bulat, yang dibatasi oleh membran tunggal

• Dihasilkan oleh apparat golgi yang penuh dengan protein • Mempunyai enzim hidrolitik untuk pencernaan polisakarida, lipid,

asam nukleat & protein • Salah satu enzimnya yaitu Lisozym Fungsi lisosom : • Berperan penting dalam matinya sel • Mencerna makromolekul secara intraseluler • Sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler • Mencerna materi yang di ambil secara endositosis • Menghancurkan organel sel lain yang sudah tidak berfungsi • Menghancurkan selnya sendiri (autolisis) 8. Sentriol/Sentrosom • Terdapat dalam sitoplasma pada permukaan luar nukleus, yang

terdiri dari sebaris silinder sebanyak 9 mikrotubuli • Sebelum sel membelah, sentriol akan berduplikasi untuk membentuk

benda basal, silia, dan flagela • Struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel

(mitosis maupun meiosis) Fungsi sentrosom : • Mengatur pembelahan sel dan pemisahan kromosom selama

pembelahan sel pada hewan • Mensintesis mikrotubul silia dan flagela • Menghasilkan gelendong pada sel hewan • Sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis 9. Membran Plasma • Tersusun atas karbohidrat, protein dan lemak Fungsi membran plasma : • Pelindung bagi sel agar sel tidak keluar • Pengatur pertukaran zat yang keluar masuk ke dalam sel • Melakukan seleksi dalam atau luar sel (selektif permeabel) 10. Sitoplasma • Merupakan cairan sel dalam sel (sitosol) • Didalamnya terdapat berbagai organel sel Fungsi sitoplasma : • Sebagai tempat berlangsungnya metabolisme sel 11. Vakuola (Rongga Sel) • Berisi garam-garam organik, glikosida, tanin (zat penyamak),

minyak eteris, alkaloid, enzim, butir-butir pati Fungsi vakuola : • Sebagai pengatur tekanan turgor • Tempat menyimpan cadangan makanan, pigmen, minyak astiri dan

sisa metabolisme 12. Plastida • Mengandung pigmen dan menyimpan makanan

• Memiliki membran rangkap, berkembang dari proplastida di daerah meristematik

• Macam-macam plastida : > Leukoplas : tidak berwarna sebagai gudang simpanan makanan, amiloplas (berisi amilum), proteinoplas (protein), elailoplas (berisi minyak dan lemak) > Kloroplas : berwarna hijau, mengandung klorofil, pigmen karotenoid, berfungsi untuk fotosintesis > Kromoplas : berwarna merah/kuning, mengandung karotenoid (karoten dan xantofil), non fotosintesis

13. Peroksisom (Badan Mikro) • Bentuk dan ukuran sama seperti lisosom • Mengandung enzim, terutama katalase, yang mengkatalisisr

perombakan H2O2 yang berbahaya pada metabolisme Fungsi peroksisom : • Merubah lemak menjadi karbohidrat • Menghasilkan enzim oksidatif untuk membentuk H2O2 untuk

merombak lemak • Menghasilkan enzim katalase untuk mengubah H2O2 menjadi H2O

dan O2 14. Mikrotubulus • Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan

bentuk sel dan sebagai rangka sel, terdapat pada hewan dan tumbuh-tumbuhan

Fungsi mikrotubulus : • Membentuk protein tubulin • Penyusun spindel, sentriol, silia & flagela • Berperan penting dalam pembelahan sel 15. Mikrofilamen • Berbentuk serat tipis panjang, penampang 5--6 micrometer • Terdiri dari protein aktin dan miosin (contohnya pada otot) Fungsi mikrofilamen : Berfungsi pada pergerakan sel sewaktu terjadi pembelahan, sitoplasma dan kontraksi otot

1. Pengaertian sel dan Organel Sel merupakan unit terkecil tubuh makhluk hidup. Baik secara struktural maupun fungsional. Sel terdiri dari membran sel, sitoplasma, nukleus dan organel-organel lain yang masing-masing mempunyai fungsi khusus dan secara terpadu menyusun sistem yang kompak. (Tim Biologi, 2004). Setiap sel bergantung pada sel-sel yang lain untuk melakukan fungsi-fungsi yang tidak dapat dilakukan sendiri contohnya adalah sel saraf dengan cepat meneruskan sinar listrik ke dalam tubuh tetapi bergantung seluruhnya pada sel-sel darah merah untuk memberikan kepadanya oksigen yang amat diperlukannya. Meskipun tipe sel itu bermacam-macam, terdapat persamaan tertentu pada sifat-sifat bentuk dan fungsional yang lazim bagi kebanyakan sel. (Kimball, 1992). Pada umumnya sel itu bersifat mikroskopis, misalnya ovum dari bangsa burung dari beberapa alga. Besarnya dibatasi oleh membran. Suatu sel yang sangat aktif melakukan metabolisme tidak akan mempunyai volume yang besar. Dua bagian yang pokok dari sel adalah sitoplasma dan nukleus. Sitoplasma sebagai suatu zat cair yang kental yang berfungsi bagi sel, mitokondria, badan golgi, kloroplas, sentriol, glanula, dan pigmen. (Amiruddin, 1989). 2. Sejarah penemuan sel Pada awalnya sel digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ilmuwan Inggris Robert Hooke yang telah meneliti irisan tipis gabus melalui mikroskop yang dirancangnya sendiri. Kata sel berasal dari kata Latin cellulae yang berarti ʻkamar-kamar kecilʼ. Anton van Leeuwenhoek melakukan banyak pengamatan terhadap benda-benda dan jasad-jasad renik dan menunjukkan pertama kali pada dunia ada “kehidupan di dunia lain” yang belum pernah dilihat oleh manusia. Karyanya menjadi dasar bagi cabang biologi yang penting saat ini: mikrobiologi. Perkembangan mikroskop selama hampir 200 tahun berikutnya telah memberikan kesempatan bagi para ahli untuk meneliti

susunan tubuh makhluk hidup. Serangkaian penelitian telah dilakukan oleh 2 orang ilmuwan dari [[Jerman] yaitu Matthias Schleiden (ahli tumbuhan, 1804-1881) dan Theodor Schwann (ahli hewan, 1810-1882). Mereka menyimpulkan bahwa setiap mahluk hidup tersusun atas sel. Selanjutnya pada tahun 1885 seorang ilmuwan Jerman, Rudolf Virchow, mengamati bahwa sel dapat membelah diri dan membentuk sel-sel baru. 3. Struktur dan Fungsi Sel Secara anatomis sel dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:1. Selaput Plasma (Membran Plasma atau Plasmalemma). 2. Sitoplasma dan Organel Sel. 3. Inti Sel (Nukleus). 1. 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. 2. 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. Fungsi utama kehidupan berlangsung di sitoplasma. Hampir semua kegiatan metabolisme berlangsung di dalam ruangan berisi cairan kental ini. Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel yang melayang-layang dalam cairan kental (merupakan koloid, namun tidak homogen) yang disebut matriks. Organellah yang menjalankan banyak fungsi kehidupan: sintesis bahan, respirasi (perombakan), penyimpanan, serta reaksi terhadap rangsang. Sebagian besar proses di dalam sitoplasma diatur secara enzimatik. Selain organel, terdapat pula vakuola, butir-butir tepung, butir silikat dan berbagai produk sekunder lain. Vakuola memiliki peran penting sebagai tempat penampungan produk sekunder yang berbentuk cair, sehingga disebut pula ʻcairan selʼ. Cairan yang mengisi vakuola berbeda-beda, tergantung letak dan fungsi 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). Organel Sel tersebut antara lain : a. Retikulum Endoplasma (RE.)Yaitu struktur berbentuk benang-benang yang bermuara di inti sel. Dikenal dua jenis RE yaitu : • RE. Granuler (Rough E.R) • RE. Agranuler (Smooth E.R) Fungsi R.E. adalah : sebagai alat transportasi zat-zat di dalam

sel itu sendiri. Struktur R.E. hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. b. Ribosom (Ergastoplasma), Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang R.E. dan ada pula yang soliter. Ribosom merupakan organel sel terkecil yang tersuspensi di dalam sel. Fungsi dari ribosom adalah : tempat sintesis protein.Struktur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. c. Miitokondria (The Power House), Struktur berbentuk seperti cerutu ini mempunyai dua lapis membran.Lapisan dalamnya berlekuk-lekuk dan dinamakan KristaFungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak ATP (energi) ; karena itu mitokondria diberi julukan “The Power House”. d. Lisosom, Fungsi dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler. Salah satu enzi nnya itu bernama Lisozym. e. Badan Golgi (Apparatus Golgi = Diktiosom) Organel ini dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. f. Sentrosom (Sentriol) Struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel (Mitosis maupun Meiosis). Sentrosom bertindak sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. g. Plastida Dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa.Dikenal tiga jenis plastida yaitu : 1. Lekoplas (plastida berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan),terdiri dari: • Amiloplas (untak menyimpan amilum) dan, • Elaioplas (Lipidoplas) (untukmenyimpan lemak/minyak).

• Proteoplas (untuk menyimpan protein). 2. Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.3. Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya : • Karotin (kuning) • Fikodanin (biru) • Fikosantin (kuning) • Fikoeritrin (merah) h. Vakuola (RonggaSel) Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut TonoplasVakuola berisi : • garam-garam organik • glikosida • tanin (zat penyamak) • minyak eteris (misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawar Zingiberine pada jahe) • alkaloid (misalnya Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain) • enzim • butir-butir patiPada boberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vaknola non kontraktil. i. Mikrotubulus Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai “rangka sel”. Contoh organel ini antara lain benang-benang gelembung pembelahan Selain itu mikrotubulus berguna dalam pembentakan Sentriol, Flagela dan Silia. j. Mikrofilamen Seperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel.k. Peroksisom (Badan Mikro) Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan

banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati). 3. Inti Sel (Nukleus) Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu : • Selapue Inti (Karioteka) • Nukleoplasma (Kariolimfa) • Kromatin / Kromosom • Nukleolus(anak inti). Berdasarkan ada tidaknya selaput inti kita mengenal 2 penggolongan sel yaitu : - Sel Prokariotik (sel yang tidak memiliki selaput inti), misalnya dijumpaipada bakteri, ganggang biru. - Sel Eukariotik (sel yang memiliki selaput inti). Fungsi dari inti sel adalah : mengatur semua aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang berisi ADN yang mengatur sintesis protein. 4. Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik Sejak ditemukannya mikroskop elektron para ahli biologi mulai berhasil mengidentifikasi struktur internal dari berbagai macam sel. Berdasarkan hasil pengamatannya, para ahli menggolongkan sel menjadi dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Penggolongan ini didasarkan atas ukuran dan struktur intemal atau kandungan organel selnya. Sel prokariotik memiliki struktur yang sederhana,. misalnya bakteri, ganggang hijau-biru, dan mikoplasma. Sedangkan, sel eukariotik memiliki struktur yang lebih kompleks, misalnya protista, fungi, tumbuhan, dan hewan. 1. Struktur Sel Prokariotik Prokariotik meliputi archaebakteria (bakteri purba) dan eubakteria (bakteri modern / bakteri sejati) yang beranggotakan

bakteri, mikoplasma dan alga hijau-biru. Ukuran sel prokariotik berkisar antara 0,5 -3 mm. Struktur umum sel prokariotik yang diwakili oleh bakteri berturut-turut mulai dari luar ke dalam adalah dinding sel, membran sel, mesosom, sitoplasma, ribosom dan materi inti (DNA dan RNA). Dinding sel bakteri berfungsi untuk menahan tekanan osmotic sitoplasma, sehingga sel tidak mudah pecah akibat masuknya air kedalam sel, dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan atau mukopepetida yang dapat dipergunakan sebagai dasar penggolongan bakteri menjadi dua golongan , yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negative. Pada bajteri gram positif, hamper 90% komponen dinding selnya tersusun atas peptidoglikan, sedangkan pada bakteri gram negative berkisar antara 5 – 20%. 2. Struktur Sel Eukariotik Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki selaput inti dengan panjang sel 10-100 μm . Sel eukariotik terdiri atas tiga bagian utama, yaitu sitoplasma, nukleus, dan membran sel. Nukleus merupakan inti sel yang berbentuk bulat dan terletak di tengah sel, yang mengandung asam deoksiribosa nukleat (DNA) yang berfungsi untuk mengarahkan sintesis protein untuk kemudian diolah menjadi hormon-hormon dan enzim-enzim, serta menyimpan cetak biru genetik yang diwariskan antar generasi untuk menjaga agar sifat-sifat yang dimiliki oleh satu generasi sama dengan sifat-sifat yang dimiliki oleh generasi sebelumnya. Membran sel, yang memiliki ketebalan berkisar 7.5-10 nm, terdiri atas lipid, protein, kolesterol, dan oligosakarida. Membran sel memiliki dua fungsi utama, yaitu untuk menjaga ketetapan isi sel

yang berupa cairan sitosol dan mengatur lalu lintas pertukaran zat antara lingkungan ekstraseluler dan lingkungan intraseluler. Hal ini dimungkinkan karena membran sel bersifat semipermeabel akibat keberadaan protein yang disebut integrin yang memungkinkan untuk terjadinya interaksi antara lingkungan ekstrasel dan lingkungan intrasel. Struktur membran sel adalah dua lapis lipid yang di permukaannya terdapat rantai gula dan protein. Sitoplasma merupakan lingkungan di dalam sel selain nukleus. Sitoplasma terdiri atas cairan sitosol dan sitoskeleton. Sitosol merupakan cairan berbentuk pekat yang mengisi sekitar 55% volume sel dan penting dalam metabolisme perantara, sintesis protein ribosom, dan penyimpanan lemak dan glikogen. Sitosol merupakan tempat melekatnya organel-organel. Ada lima jenis utama organel yang menempati sitosol: retikulum endoplasma, aparatus golgi, lisosom, peroksisom, dan mitokondria. • Retikulum endoplasma (RE) merupakan organel yang terdiri

atas RE halus dan RE kasar, di mana RE kasar ditaburi oleh ribosom. RE kasar berfungsi untuk mensistesis dan melepaskan protein-protein baru. Sebagian protein ini ditujukan ke lingkungan ekstrasel sebagai sekretorik yaitu hormon-hormon dan enzim-enzim. Sebagian lagi diarahkan ke lingkungan intrasel untuk membentuk membran sel baru, yang mana salah satu komponennya adalah protein. Ribosom berfungsi untuk mensintesis lanjut protein tersebut, di mana satu ribosom mensintesis hanya satu macam protein untuk digunakan di dalam sitosol. Adapun RE halus berfungsi untuk menerima protein yang diproduksi dari RE kasar untuk selanjutnya dikirim melalui vesikel transportasi ke aparatus Golgi.

• Aparatus Golgi merupakan organel yang berfungsi untuk mengemas dan mendistribusikan protein yang disintesis oleh retikulum endoplasma. Aparatus Golgi menerima protein tersebut melalui vesikel transportasi yang berasal dari retikulum endoplasma.

• Lisosom merupakan organel yang mengandung enzim-enzim hidrolitik yang kuat dan berfungsi untuk melakukan perncernaan intrasel, sekaligus menghancurkan benda asing atau sisa-sisa sel yang dibawa ke dalam sel melalui mekanisme endositosis. Enzim-enzim ini dibungkus oleh suatu membran, sehingga tidak akan keluar dan merusak isi sel. Lisosom (enzim-enzim) terbentuk dari sintesis protein di retikulum endoplasma dan dibawa melalui vesikel terselubung dari aparatus Golgi.

• Peroksisom merupakan organel bulat bermembran dengan garis tengah 0.5-1.2 μm yang mengandung enzim-enzim oksidatif yang berfungsi untuk mendetoksifikasi zat sisa yang masuk ke dalam sel dengan cara melepaskan atom hidrogen yang dipindahkan ke oksigen molekular sehingga menjadi peroksida, yang bersifat merusak sel. Peroksida kemudian diubah menjadi air dan oksigen dengan bantuan enzim katalase.

• Mitokondria, yang berbentuk filamen dengan lebar 0.5-1 μm dan panjang 10 μm, merupakan organel yang berfungsi mengubah energi kimiawi metabolit yang terdapat dalam sitoplasma menjadi energi yang mudah dimanfaatkan oleh sel yaitu ATP. Mitokondria terdiri dari membran luar dan membran dalam, yang disebut krista. Ruang antarkrista disebut matriks. Krista mengandung protein yang berfungsi pada proses transpor elektron pada pencernaan makanan. Sedangkan matriks terdiri dari campuran pekat ratusan enzim yang berbeda yang penting untuk mempersiapkan molekul nutrien untuk pengambilan akhir energi yang dapat digunakan oleh protein di krista.

Sitoskeleton merupakan jaringan protein kompleks yang merambahi sitosol dan menunjang serta mengorganisasikan komponen intrasel menjadi susunan yang sesuai dan untuk mengontrol gerakannya. Ada empat unsur penyusun sitoskeleton:

• Mikrotubulus, merupakan unsur terbesar sitoskeleton berbentuk struktur seperti tabung bergaris tengah 22 nm yang tersusun atas tubulin. Mikrotubulus berfungsi mempertahankan bentuk sel yang asimetris, selain itu juga sebagai transportasi sekresi vesikel, mengatur pergerakan silia dan flagela, serta mendistribusikan kromosom selama pembelahan sel mitosis.

• Mikrofilamen, yang merupakan unsur sitoskeleton dengan garis tengah 6 nm. Mikrofilamen yang paling banyak dijumpai adalah aktin dan miosin. Mikrofilamen berfungsi dalam berbagai sistem kontraktil sel dan sebagai penguat mekanis untuk beberapa tonjolan sel tertentu.

• Filamen intermediat, merupakan filamen ukuran menengah denga garis tengah 7-10 nm, yang tersusun atas protein-protein yang berfungsi membentuk serat yang kuat dan tahan lama untuk bagian-bagian sel yang mengalami stres mekanis. Contohnya neurofilamen dan filamen pada otot rangka yang menahan unit aktin-miosin agar tersusun dengan benar.

• Kisi-kisi mikrotrabekular, yang merupakan unsur sitoskeleton dengan garis tengah kurang dari 2 nm, berfungsi untuk menampung mikrotubulus, mikrofilamen, filamen, enzim dan unsur lainnya ke dalam sitosol.

Contoh sel eukariotik antara lain sel ragi, sel protozoa, sel hewan, dan sel tumbuhan. 5. Sel Hewan dan Sel Tumbuhan Sel Tumbuhan Sel Hewan Sel Bakteri Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan.

Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan

Sel bakteri sangat kecil.

Mempunyai bentuk yang tetap

Tidak mempunyai bentuk yang tetap

Mempunyai bentuk yang tetap.

Mempunyai dinding sel [cell wall] dari selulosa

Tidak mempunyai dinding sel [cell wall]

Mempunyai dinding sel [cell wall] dari lipoprotein

Mempunyai plastida Tidak mempunyai plastida

Tidak mempunyai plastida.

Mempunyai vakuola [vacuole] atau rongga sel yang besar

Tidak mempunyai vakuola [vacuole], walaupun kadang-kadang sel beberapa hewan uniseluler memiliki vakuola (tapi tidak sebesar yang dimiliki tumbuhan). Yang biasa dimiliki hewan adalah vesikel atau [vesicle]

Tidak mempunyai vakuola

Menyimpan tenaga dalam bentuk butiran (granul) pati

Menyimpan tenaga dalam bentuk butiran (granul) glikogen

Tidak Mempunyai sentrosom

Mempunyai sentrosom [centrosome]

Tidak Mempunyai sentrosom [centrosome]

Tidak memiliki lisosom [lysosome]

Memiliki lisosom [lysosome]

Nukleus lebih kecil daripada vakuola

Nukleus lebih besar daripada vesikel

Tidak memiliki nukleus dalam arti sebenarnya