Dalam Biologi Sel.docx

Dalam biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup dan merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel tunggal, atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan amoeba. Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme multiseluler yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013 sel. Sel terkecil yang dikenal manusia ialah bakteri Mycoplasma dengan diameter 0,0001 sampai 0,001 mm, sedangkan salah satu sel tunggal yang bisa dilihat dengan mata telanjang ialah telur ayam yang belum dibuahi. Akan tetapi, sebagian besar sel berdiameter antara 1 sampai 100 µm (0,001–0,1 mm) sehingga hanya bisa dilihat dengan mikroskop. Robert Hooke pertama kali mendeskripsikan dan menamai sel pada tahun 1665 ketika ia mengamati suatu irisan gabus (kulit batang pohon ek) dengan mikroskop yang memiliki perbesaran 30 kali. Namun demikian, teori sel sebagai unit kehidupan baru dirumuskan hampir dua abad setelah itu oleh Matthias Schleiden dan Theodor Schwann. A. Pengertian Sel Sel adalah unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi. Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional makhluk hidup, yang mengandung pengertian sebagai penyusun makhluk hidup dan melaksanakan semua fungsi kehidupan (faal tubuh). Berdasar jumlah sel penyusunnya makhluk hidup dapat digolongkan menjadi makhluk hidup uniseluler dan multiseluler. Makhluk hidup multiseluler berasal dari satu sel (zigot) yang kemudian mengalami spesialisasi dan diferensiasi. Struktur sel terdiri dari nukleus (inti sel), sitoplasma beserta organelnya, membran sel dan dinding sel. Sel yang mempunyai fungsi khusus biasanya dilengkapi dengan organel khusus yang tidak ditemukan pada sel lain.

Sel bisa diartikan sebagai gumpalan dari protoplasma yang berinti dan berfungsi sebagai komponen atau alat dalam membantu penyelenggaraan segala aktivitas untuk kebutuhan hidupnya. Selama pertumbuhan, sel akan berubah seiring dengan perkembangannya baik dari bentuk untuk menyesuaikan dengan fungsinya. Bentuk sel bisa epidermis, hal ini akan melindungi sel-sel lain dalam menyimpan persediaan makanan. Sel berasal dari kata cella dimana memiliki arti sekumpulan partikel-partikel yang berukuran kecil dan membentuk suatu kesatuan terkecil dari makhluk hidup agar dapat melaksanakan suatu kehidupan. Pengertian sel sendiri mencakup dari beberapa hal yang berasal dari empat teori yakni unit struktural terkecil dari makhluk hidup, unit fungsional terkecil dari mahkluk hidup, pertumbuhan terkecil dari suatu makhluk hidup, serta unit hereditas terkecil dari mahkluk hidup. 1. Ukuran Sel 

Ukuran dan Bentuk Sel : Ukuran sel biasanya bevariasi antara 10 µm – 100 µm.



Ukuran sel yang terkecil pada Pleuropneumonia yaitu 0,1 – 0,5 µm.



Ukuran sel yang terpanjang pada serat Sclerenchymatous pada Boehmenia nevia, yaitu ± 55 cm.

2. Jumlah Sel 

Protozoa, bakteri, fungi dan alga bersel satu. Mereka disebut sebagai bentuk uniseluler atau aseluler.



Sebagian besar Kingdom animalia dan Kingdom Plantae dan sebagaian besar Kingdom Fungi terdiri beberapa sel, mereka dikatakan sebagai organisme multiseluler.

3. Type Sel Berdasarkan strukturnya, sel terbagi ke dalam dua type, yaitu: 

Sel Prokariotik; yaitu sel dimana mitokondria, kloroplas, dan nucleus tidak terlihat secara jelas. Type sel ini ditemukan pada bakteri dan alga biru hijau yang tergolong dalam kingdom Monera .



Sel Eukariotik; yaitu sel dimana batas nucleus dan membrane tampak secara jelas. Type sel ini ditemukan pada semua Kingdom Protista , Kingdom Fungi , Kingdom Plantae dan Animalia

B. Bagian-Bagian Sel 1. Membran plasma a. Mengatur lalu lintas senyawa-senyawa atau ion-ion yang masuk dan keluar sel atau organel b. Sebagai reseptor (pengenal) molekul-molekul khusus (hormon) metabolit dll dan agensia khas seperti bakteri dan virus c. Tempat berlangsunya berbgai reaksi kimia seperti pada membran motokondria, kloroplas, retikulum endoplasma dan lain-lain, d. Membran plasma juga berfungsi sebagai reseptor perubahan lingkungan sel, seperti perubahan suhu, intensitas cahaya dan lain-lain. 2. Dinding sel

Fungsi dinding sel pada tumbuhan adalah untuk memperkokoh sel sebagaimana sel tulang pada hewan. 3. Sitoplasma dan nukleoplasma Fungsi nucleolus adalah tempat perakitan ribosom. 4. Organel sel Organel sel antara lain adalah : retikulum endoplasma, mitokondria, badan golgi, kloroplas, nucleus, lisosom, peroksisom, vakuola. Disamping organel yang dibungkus membran ada pula organel yang tidak dibatasi membran seperti ribosom a. Retikulum endoplasma 

Tempat biosintesis protein. Protein disintesis pada REG



Tempat penambahan molekul karbohidrat. Molekul karbohidrat ditambahkan pada rantai protein yang telah disintesis RE sebelum dibawa ke badan golgi, lisosom, membran sel atau ke ruang antar sel. Penambahan ini terjadi di lumen RE.



Tempat biosinteis fospolipid dan kolesterol. Membran RE berfungsi untuk membentuk semua lipid yang diperlukan untuk membentuk atau memperbaiki membran plasma, termasuk fospolipid dan kolesterol.



Tempat detoksifikasi, proses ini berlangsung pada REA sel-sel usus, ginjal, kulit, dan terutama di hari. Senyawa-senyawa yang berbahaya dan bersifat racun, diubah menjadi tidak berbahaya.

b. Badan Golgi 

Tempat glikosilasi protein dan lipid, yaitu proses perakitan protein dan lipid berkarbohidrat tinggi.



Berperan dalam pemulihan membran sel



Berperan dalam mencekresikan bahan tertentu yang dibutuhkan di luar sel. Bahan yang akan disekresikan terlebih dahulu dikemas dalam vesikuli sekretoris atau granula sekretoris.



Pada sel tumbuhan kompleks golgi juga berperan dalam perakitan dinding sel.

c. Lisosom dan peroksisom Organel ini penting untuk melindungi sel dari penimbunan H2O2. pada biji yang sedang tumbuhperoksisom berperan dalam perimbakan asam lemak yang tersimpan dalam biji menjadi gula yang diperlukan untuk tubuh. d. Mitokondria Mitokondria mempunyai banyak fungsi metabolik, terutama untuk menghasilkan energi pada metabolisme karbohidrat dan lemak (disebut juga respirasi), sintesis ATP dan lain-lain. Jumlah mitokondria dalam sel tidak sama tergantung pada aktivitas sel. Sel-sel yang aktif seperti sel pada jaringan otot mempunyai banyak mitokondria. 5. Kloroplas Fungsi kloroplas adalah tempat fotosintesis dan sintesis ATP pada sel tumbuhan Selain kloroplas pada rumbuhan juga terdapat plastida lain yaitu kromoplas yang mengandung pigmen kuning dan leukoplas yang tidak mengandung pigmen 6. Sentrosoma Sentrosoma merupakan argenel yang bentuknya agak bulat dan terletak dekat ini. Pada sentrosoma terdapat dua sentriol yang tersusun tegak lurus satu dengan yang lain. Sentrosoma berperan dalam pembelahan sel. 7. Ribosom Mmerupakan struktur terkecil yang terdapat dalam sel, dan merupakan tempat berlangsungnya sintesis. Ukuran ribosom pada sel eukariota berbeda dengan sel prokariota. Pada sel yang aktif melakukan sintesis protein, ribosoma dapat mencapai 25% dari bobor kering sel.

8. Vakuola Vakuola merupakan organel yang berisi cairan, dan dibatasi oleh membran plasma, vakuola umumnya terdapat pada sel tumbuhan. Pada sel tumbuhan yang muda terdapat banyak vakuola-vakuola kecil, tetapi dengan bertambahnya umur sel, maka terbentuk vakuola tengah yang besar. Vakuola berfungsi untuk menyimpan sementara bahan makan terlarut dan sia-sia metabolisme. C. Transpor Materi Intra dan Antar Sel Salah satu fungsi membran sel adalah tempat lalu lalangnya materi yang dibutuhkan, yang tidak dibutuhkan atau materi yang dibutuhkan ruang antar sel. Sistem pemasukan dan pengeluaran materi ini disebut sistem transpor. Dilihat dari materi yang memasuki sel, ada dua kelompok yaitu makro molekul dan mikro molekul. Membran plasma merupakan saringan pemilihan materi yang akan memasuki sel. Dwilapis lipid bersifat impermeable bagi molekul-molekul terlarut dalam air dan molekuk bermuatan. 1. Pengangkutan mikromolekul lewat membran sel Ada tiga mekanisme pengangkuran mikromolekul, yaitu : difusi sederhana, difusi dipermudah, dan pengangkutan aktif. Difusi sederhana dan dipermudah merupakan transport materi dari daerah konsentrasi tinggi, ke daerah konsentrasi rendah. Pengangkutan ini tidak menggunakan ATP, karena searah dengan gradien konsentrasi, sehingga juga transpor pasif. Transpor materi dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi memerlukan ATP, karena berlawanan dengan gradien konsentrasi sehingga disebut juga transport aktif. a. Difusi sederhana Molekul-molekul yang dapat melewati membran plasma dengan jalan difusi sederhana sangat terbatas jumlahnya. Mikromolekul yang bersifat hidrofobik dapat melewati membran plasma dengan mudah. Sedangkan makromolekul atau molekul yang terion sulit melewati membran plasma. Kemampuan membran plasma untuk memilih molekul yang akan melewatinya disebabkan adanya porus pada membran tersebut. Porus tersebut ada yang menembus

molekul protein integral (transmembran), atau terbentuk secara acak pada dwilapis ipid. Porus pada dwilapis lipid terbentuk karena gerakan molekul lipid tersebut. b. Difusi dipermudah Senyawa yang melewati selaput plasma dengan jalan difusi dipermudah, tidak memerlukan ATP. Namun gerakan senyawa dari luar ke dalam atau sebaliknya bisa lebih cepat dari pada difusi sederhana. Hal ini karena ada protein pembawa (carier) yang mampu mempercepat pengangkutan. Molekul protein pembawa setelah mengikat senyawa yang akan dibawa, segera memindahkan senyawa tersebut dari luar ke dalam atau sebaliknya, dengan jalan rotasi berdifusi atau dengan membentuk porus. c. Transport Pengankutan senyawa melewati membran plasma dengan melawan gradien, berlangsung sangat rumit. Mekanisme paling sederhana sama dengan difusi dipermudah, namun memerlukan ATP. Salah satu contoh transport aktif adalah pemompaan ion Na+ dan Ka+ di dalam sel dipertahankan selalu lebih tinggi dari pada di luar sel. Sebaliknya konsentrasi ion Na+ di dalam sel dipertahankan selalu lebih rendah dari pada luar sel. Untuk itu ion Na+ dan Ka+ dipompa melawan gradien konsentrasi. Pemompaan dapat berlangsung bila ada ATP. 2. Pengangkutan makromolekul lewat membran sel Makromolekul bisa berupa protein, polinukleotidak, polisakarida atau mikroorganisme. Bahanbahan ini tidak dapat lewat membran sel dengan cara difusi ataupun transport aktif, namun sel tetap dapat memasukkan

dan mengeluarkan

makromolekul-makromolekul tersebut.

Pengangkutan makromolekul ini sangat berbeda dengan pengangkutan mikromolekul. Pengangkatan makromolekul membutuhkan visikuli. Ada tiga cara pengangkutan makromolekul yaitu endositosis, eksositosis, pertunasan (budding). a. Endositosis Endositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel, dengan cara pelekukan ke dalam (invaginasi) membran sel. Setelah terjadi pelakukan membran sel akan menggenting dan

akhirnya terputus sehingga terbentuk vesikuli (endosom) yang berisi makromolekul yang akan diangkut. Endosotosis terbagi dua yaitu pinositosis, bila materi yang diangkut kental (solid). b. Eksositosis Ekositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke luar sel ada dua cara eksositosis yaitu melalui pelekukan ke luar (evaginasi) membran plasma sehingga akhirnya membran plasma mengenting dan putus dan bahan yang diangkut berada dalam visikuli. Cara yang kedua vesikuli yang ada dalam sel (atau organel) melbur dengan membran plasma dan bahan yang diangkut dilepaskan setelah membran vesikuli terbuka. c. Pertunasan Pertunasan hampir sama dengan eksositosis yang membentuk vesikuli, hanya istilah ini dipakai untuk tingkat organel saja. Contohnya pada pembentukan lisosom. D. Struktur Sel 1. Prokariotik Bakteri merupakan salah satu contoh organisme yang memiliki sel tipe prokariotik. Bagian luar sel bakteri terdiri dari: kapsula, dinding sel, dan membran plasma. Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa lendir yang berfungsi untuk melindungi sel. Bahan kimia pembangun kapsula adalah polisakarida. Dinding sel terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino. Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino. Berdasarkan struktur dinding selnya bakteri dikelompokkan menjadi bakteri Gram negatif dan Gram positif Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsinya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut

mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konyugasi. Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel. Beberapa bakteri lainnya mengandung villi yang berfungsi untuk melekatkan diri. Sitoplasma merupakan bagian dalam sel bakteri. Sitoplasma berbentuk koloid yang agak padat yang mengandung butiran-butiran protein, glikogen, lemak dan berbagai jenis bahan lainnya. Pada sitoplasma sel bakteri tidak ditemukan organel-organel yang memiliki sistem endomembran seperti badan Golgi, reticulum endoplasma

(RE),

kloroplas,

mitokondria,

badan

mikro,

dan

lisosom.

Sedangkan ribosom banyak ditemukan pada sitoplasma bakteri. 2. Eukariotik Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki sistem endomembran. Sel tipe ini secara struktural memiliki sejumlah organel pada sitoplasmanya. Organel tersebut memiliki fungsi yang sangat khas yang berkaitan satu dengan yang lainnya dan berperan penting untuk menyokong fungsi sel. Organisme yang memiliki tipe sel ini antara lain hewan, tumbuhan, dan jamur baik multiseluler maupun yang uniseluler. Tipe sel eukariotik pada tumbuhan sedikit berbeda dengan pada hewan. Pada sel hewan, pada bagian luar sel tidak ditemukan adanya dinding sel, sebaliknya pada tumbuhan dan jamur ditemukan adanya dinding sel. Walaupun demikian dinding sel tumbuhan dan sel jamur secara kimiawi berbeda penyusunnya. Pada jamur didominasi oleh chitin sedangkan pada tumbuhan selulosa. Pada tumbuhan ditemukan adanya organel kloroplas sedangkan pada jamur dan hewan tidak ditemukan. Selain perbedaan tersebut pada dasarnya baik sel hewan, tumbuhan, dan jamur memiliki struktur yang serupa. E. Fungsi Sel Ditinjau dari fungsinya, sel merupakan unit fungsional dari semua (konsep) organism hidup. Jadi, fungsi kehidupan ini dikerjakan oleh tiap individu sel. Fungsi kehidupan organisme tingkat tinggi (termasuk manusia) dikerjakan oleh tiap sel dari berbagai alat tubuh dan organisasi yang sempurna terjadilah aktivitas terpadu untuk melangsungkan fungsi kehidupan ini. Aktivitas

terpadu dikoordinasikan oleh kekuatan yang belum kita ketahui menurut teori vitalitas dinyatakan sebagai a transcendent force not inherent in the chemical composition of protoplasm. Ditinjau dari perkembangan, maka sel merupakan unit perkembangan, karena tiap jenis jaringan dan alat tubuh didahului oleh pembentukan jenis sel tertentu. Ditinjau dari keturunan, sel merupakan unit hereditas. Seperti yang dijelaskan dalam hal reproduksi, dalam inti sel terdapat kromosom yang mengandung gen-gen (factor keturunan). Semua sifat turun temurun dari suatu individu (hewan uniselular atau hewan multiselular) terdapat dalam sel itu atau dalam sel reproduksi atau dalam sel kelamin. F. Pembelahan Sel Pembelahan sel adalah suatu proses dimana material seluler dibagi kedalam dua sel anak. Pada organisme tersebut, yang umumnya dimulai dari satu sel tunggal. Pembelahan sel juga merupakan suatu proses dimana jaringan-jaringan yang telah rusak diganti dan diperbaiki. Sel mempunyai kemampuan untuk memperbanyak diri dengan melakukan pembelahan. Pada hewan uniseluler cara ini digunakan sebagai alat reproduksi, sedangkan pada hewan multi seluler cara ini digunakan dalam memperbanyak sel somatis untuk pertumbuhan dan pada sel gamet untuk proses pewarisan keturunan hingga akhirnya membantu membentuk individu baru.Ada dua macam pembelahan sel, yaitu pembelahan secara langsung ’amitosis’ dan pembelahan secara tidak langsung ’mitosis dan meiosis’. 1. Pembelahan Sel secara Langsung Proses pembelahan secara langsung disebut juga pembelahan ami-tosis atau pembelahan biner. Pembelahan biner merupakan proses pembelahan dari 1 sel menjadi 2 sel tanpa melalui fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan biner banyak dilakukan organisme uniseluler (bersel satu), seperti bakteri, protozoa, dan mikroalga (alga bersel satu yang bersifat mikroskopis). Setiap terjadi pembelahan biner, satu sel akan membelah menjadi dua sel yang identik (sama satu sama lain). Dua sel ini akan membelah lagi menjadi empat, begitu seterusnya.

Pembelahan biner dimulai dengan pembelahan inti sel menjadi dua, kemudian diikuti pembelahan sitoplasma. Akhirnya, sel terbelah menjadi dua sel anakan. Pembelahan biner dapat terjadi pada organisme prokariotik atau eukariotik tertentu. Perbedaan antara organisme prokariotik dan eukariotik, terutama berdasarkan pada ada tidaknya membran inti selnya. Membran inti sel tersebut membatasi cairan pada inti sel ( nukleoplasma) dengan cairan di luar inti sel, tempat terdapatnya organel sel ( sitoplasma). Organisme prokariotik tidak mempunyai membran inti sel, sedangkan organisme eukariotik mempunyai membran inti sel. Oleh karena itu, eukariotik dikatakan mempunyai inti sel (nukleus) sejati. Pembelahan biner pada organisme prokariotik terjadi pada bakteri. DNA bakteri terdapat pada daerah yang disebut nukleoid. DNA pada bakteri relatif lebih kecil dibandingkan dengan DNA pada sel eukariotik. DNA pada bakteri berbentuk tunggal, panjang dan sirkuler sehingga tidak perlu dikemas menjadi kromosom sebelum pembelahan. 2. Pembelahan Sel secara Tidak Langsung (Mitosis dan Meiosis) Pembelahan sel secara tidak langsung adalah pembelahan yang melalui tahapan-tahapan tertentu. Setiap tahapan pembelahan ditandai dengan penampakan kromosom yang berbedabeda. Kalian telah mengetahui bahwa di dalam inti sel terdapat benang-benang kromatin . Ketika sel akan membelah, benang-benang kromatin ini menebal dan memendek, yang kemudian disebut kromosom. Kromosom dapat berikatan dengan warna tertentu, sehingga mudah diamati dengan mikroskop. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kromosom merupakan benang pembawa sifat. Di dalam kromosom terdapat gen sebagai faktor pembawa sifat keturunan. Pada waktu sel sedang membelah, terjadi proses pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah dibedakan menjadi fase-fase atau tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan sel yang terjadi melalui fase-fase itulah yang disebut pembelahan secara tidak langsung. Mengenai fase-fase pembelahan mitosis akan dibahas pada subab tersendiri.

Pembelahan sel secara tidak langsung dibedakan menjadi dua, yaitu pembelahan mitosis dan meiosis . Sebelum kalian mempelajari lebih jauh tentang pembelahan sel secara tidak langsung, ada baiknya kalian lakukan rubrik Diskusi beri-kut ini. Proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan atau organ tu-buh organisme terjadi melalui proses pembelahan sel secara mitosis. Pembelahan mitosis adalah pembelahan sel yang menghasilkan sel anakan dengan jumlah kromosom sama dengan jumlah kromosom induknya. Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang menghasilkan gamet (sel kelamin). Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri menjadi dua sel anakan. Sel anakan ini mewarisi sifat sel induknya dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan induknya. Jika sel induk memi-liki 2n kromosom, maka setiap sel anakan juga emiliki 2n kromo-som. Jumlah 2n ini disebut juga kromosom diploid. Pembelahan mitosis terjadi selama pertumbuhan dan reproduksi secara aseksual. Pada manusia dan hewan, pembelahan mitosis terjadi pada sel meristem somatik (sel tubuh) muda yang mengalami pertum-buhan dan perkembangan. Sebagai contoh, sel telur yang telah dibuahi sperma akan membelah beberapa kali secara mitosis untuk membentuk embrio. Sel-sel pada embrio ini terus-menerus membelah secara mitosis dan akhirnya terbentuk bayi. Pertumbuhan manusia dari bayi hingga dewasa juga melalui mekanisme pembelahan sel secara mitosis.