Biologi XI - Semester 3 - Struktur Sel - Konsep Sel dan Struktur Sel

Biologi XI - Semester 3 - Struktur Sel - Konsep Sel dan Struktur Sel

BIOLOGI SMA/MA

Kelas XI Semester I




BAB 1
Struktur Sel


Pendalam Materi


    Stem cell sering disebut-sebut sebagai harapan baru bagi sebagian besar problem medis manusia. Stem cell adalah sel-sel yang bertanggung jawab untuk menciptakan sel-sel baru. Apapun selnya, entah sel mata, sel kulit sel rambut, sel ginjal dan lain sebagainya, semua berasal dari stem cell. Stem cell akan aktif ketika ada sel-sel yang mati. Ingatlah bahwa sel-sel dalam tubuh kita memiliki rentang hidup tertentu. Setiap sel tubuh kita memiliki siklus hidup dan mati. Stem cell adalah sel-sel yang menjamin selalu ada penggantian atas sel-sel tubuh yang mati. Kita dapat mengambil contoh sel-sel permukaan kulit kita sebagai sel-sel yang memiliki rentang hidup pendek. Terkadang kita mengalami luka yang mempercepat kematian sel-sel kulit di sekitar luka tersebut. Nah, stem cell memungkinkan kulit kita untuk membentuk lapisan-lapisan kulit baru yang nantinya akan menutup luka. Jadi, sel-sel memiliki kemampuan regenerasi sehingga sel-sel yang telah tua akan diganti dengan sel-sel baru. Dalam bab ini Anda akan mempelajari tentang sel penyusun tubuh makhluk hidup dan proses kehidupan yang berlangsung di dalam sel.


A. Konsep Sel dan Struktur Sel


    Setiap makhluk hidup tersusun atas sel Sel merupakan unit terkecil makhluk hidup yang di dalamnya masih berlangsung berbagai proses kehidupan. Bagaimana struktur sel yang menyusun tubuh setiap organisme? Apakah sel yang menyusun tubuh semua organisme memiliki struktur yang sama? Lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya.

1. Sejarah Penemuan dan Perkembangan Sel

    Orang yang pertama kali mengemukakan tentang sel adalah Robert Hooke (1665). Dia melakukan pengamatan terhadap sayatan melintang gabus Quercus suber menggunakan mikroskop. Berdasarkan pengamatannya, dia menemukan adanya ruang-ruang kecil yang menyusun gabus tersebut. Ruang ruang kecil tersebut menyerupai kamar sehingga ia menamakannya sel (cellula = kamar). Akan tetapi, sel gabus tersebut bukan sel yang hidup melainkan sel yang telah mati dan telah kosong tanpa isi. Meskipun demikian, istilah sel tersebut tetap digunakan hingga sekarang.

    Pada tahun 1831 Robert Brown mengemukakan bahwa sel merupakan suatu ruangan kecil dibatasi oleh membran yang di dalamnya terdapat cairan (protoplasma). Pada tahun 1838 Mathias Jacob Schleiden dan Theodor Schwann mengemukakan teori bahwa sel adalah unit struktural makhluk hidup. Sel dikatakan sebagai unit struktural makhluk hidup berarti bahwa tubuh makhluk hidup tersusun atas unit-unit kecil yang disebut sel Rudolf Virchow (1858) mengemukakan teori bahwa sel berasal dari sel sebelumnya (omne cellula e cellula). Menurut Felix Durjadin bagian yang paling penting dari sel adalah cairan sel Cairan tersebut dinamakan protoplasma oleh Johanes Purkinye (1869). Pada tahun 1874 Max Schultze mengemukakan teori bahwa sel merupakan unit fungsional makhluk hidup yang didasarkan oleh adanya kenyataan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan. Sel dikatakan sebagai unit fungsional makhluk hidup karena seluruh kegiatan makhluk hidup berpusat diatur dan dikendalikan oleh sel.

2. Pengertian Sel

    Sel merupakan unit terkecil makhluk hidup yang dapat melaksanakan kehidupan. Sel dikatakan sebagai unit terkecil karena sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil dan dapat berdiri sendiri. Di dalam sel terjadi berbagai proses kehidupan seperti respirasi, perombakan, sintesis, dan reproduksi.

    Sel disebut sebagai satuan struktural terkecil makhluk hidup karena semua tubuh makhluk hidup tersusun atas sel-sel Ada makhluk hidup yang hanya terdiri atas satu sel (uniseluler) dan ada makhluk hidup yang tersusun atas banyak sel (multiseluler). Sel disebut sebagai satuan fungsional terkecil makhluk hidup karena di dalam sel terjadi berbagai proses kehidupan. Dengan demikian, tubuh makhluk hidup dapat menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusunnya itu berfungsi dengan baik. Semua sel makhluk hidup mampu berkembang biak dengan cara membelah diri.
Sel mengandung materi genetik yang berperan dalam menentukan sifat-sifat makhluk hidup. Dengan adanya materi genetik, sifat makhluk hidup dapat diwariskan kepada keturunannya. Oleh karena itu, sel juga merupakan unit hereditas atau pewaris yang menurunkan sifat genetis dari satu generasi ke generasi berikutnya.

3. Komponen Kimiawi Penyusun Sel

    Sel merupakan unit fungsional makhluk hidup. Dalam sel terdapat unit penting yang menjadi dasar fisik kehidupan yaitu protoplasma. Protoplasma merupakan bagian sel yang terdiri atas sitoplasma dan nukleoplasma. Sitoplasma merupakan plasma sel yang terletak di luar nukleus atau terdapat pada sitosol, sedangkan nukleoplasma merupakan plasma sel yang terdapat di dalam nukleus.

    Berbagai reaksi kimia sel banyak terjadi di dalam protoplasma. Oleh karena itu, pada protoplasma ditemukan berbagai unsur kimiawi penyusun sel Sel tersusun atas komponen-komponen kimiawi yang meliputi unsur dan senyawa. Protoplasma terdiri atas unsur-unsur kimia. Unsur-unsur kimia di dalam sel dapat dibedakan menjadi unsur makro dan unsur mikro. Adapun senyawa penyusun sel terdiri atas senyawa organik dan senyawa anorganik. Nah, untuk mengetahui jenis-jenis unsur mikro, unsur makro, senyawa organik, dan senyawa anorganik penyusun sel, lakukan tugas berikut.

4. Ukuran Sel

    Apakah Anda dapat mengamati sel penyusun jaringan kulit tanpa alat bantu? Tentu saja tidak karena sel berukuran sangat kecil atau bersufat mikroskopis. Sebagian besar sel berdiameter antara 1-100 mm (1 mm = 1 1.000 mm = 10-3 mm). Ada juga sel yang berukuran antara 10-100 nm (1 nm = 10-6 mm), misalnya virus. Mengapa sel berukuran sangat kecil? Sekarang lakukan kegiatan diskusi berikut untuk menjawab pertanyaan tersebut.

5. Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel

    Berdasarkan jenisnya, sel dibedakan menjadi sel prokariotik dan sel eukariotik.

a. Sel Prokariotik

    Sel prokariotik merupakan sel yang tidak memiliki membran inti serta tidak memiliki sistem endomembran (membran dalam) seperti retikulum endoplasma dan badan Golgi. Makhluk hidup yang termasuk golongan sel prokariotik adalah makhluk hidup uniseluler seperti bakteri dan sianobakteri.

b. Sel Eukariotik

    Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki membran inti dan sistem endomembran. Sistem endomembran merupakan susunan organel-organel bermembran seperti retikulum endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, dan lisosom. Golongan sel eukariotik antara lain sel hewan dan sel tumbuhan. Perhatikan struktur sel tumbuhan berikut ini.

    Struktur sel eukariotik terdiri atas tiga komponen utama yaitu membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel.

1) Membran Plasma

    Membran plasma merupakan bagian terluar sel yang terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid Lapisan lipid tersusun atas fosfolipid, glikolipid, dan sterol (perhatikan Gambar 1.4). Fosfolipid merupakan lemak yang bersenyawa dengan fosfat, glikolipid merupakan lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat, sedangkan sterol merupakan lemak alkohol seperti kolesterol Lapisan protein membran plasma terdiri atas glikoprotein. Ada dua jenis lapisan protein yaitu lapisan protein perifer dan lapisan protein integral Lapisan protein perifer merupakan lapisan protein yang terdapat di permukaan lapisan lipid, sedangkan lapisan protein integral merupakan lapisan protein yang menembus lapisan lipid Satu unit fosfolipid terdiri atas bagian kepala (fosfat) dan ekor (asam lemak). Sisi kepala merupakan sisi hidrofilik (suka air) yang menghadap ke luar membran plasma. Sisi ekor merupakan sisi hidrofobik (tidak suka air) yang bersembunyi di bagian dalam membran plasma.
Fungsi membran plasma sebagai berikut:

      a) Melindungi sel
      b) Mengatur keluar masuknya molekul molekul tertentu karena sifatnya yang selektif permeabel
      c) Tempat berlangsungnya reaksi respirasi dan oksidasi.

2) Sitoplasma

    Sitoplasma merupakan cairan sel yang berada di luar membran inti. Sifat-sifat fisikawi matriks sitoplasma meliputi efek Tyndal gerak Brown, gerak sicosis, memiliki tegangan permukaan, dan bersifat elektrolit. Adapun sifat-sifat biologis matriks sitoplasma yaitu mampu mengenali rangsang (iritabilitas) dan menghantarkan rangsang (konduktivitas). Sitoplasma memiliki fungsi sebagai sumber bahan kimia penting bagi sel dan tempat terjadinya reaksi metabolisme. Komponen penyusun sitoplasma sebagai berikut:

      a) Cairan seperti gel yang disebut sitosol
      b) Substansi genetik simpanan dalam sitoplasma.
      c) Sitoskeleton yang berfungsi sebagai kerangka sel
      d) Organel-organel sel

3) Organel-Organel Sel

    Dalam sitoplasma terdapat bermacam-macam organel sel Organel-organel penyusun sel meliputi nukleus (inti sel), retikulum endoplasma (RE), ribosom, kompleks Golgi, lisosom, badan mikro, dan mitokondria.

a) Nukleus (Inti Sel)

    Nukleus merupakan organel terbesar yang terdapat di dalam sel dengan diameter sekitar 10 mm. Nukleus berbentuk bulat atau oval yang biasanya terletak di tengah sel Bagian-bagian nukleus antara lain membran inti (selaput inti), nukleoplasma (matriks), dan nukleolus (anak inti). Membran inti berupa membran rangkap yang terdiri atas membran inti dalam dan membran inti luar. Nukleoplasma berupa matriks berbentuk gel yang tersusun atas air, protein. ion, enzim, dan asam inti. Adapun nukleolus merupakan anak inti yang terbentuk pada saat terjadi proses transkripsi di dalam nukleus. Nukleus berfungsi sebagai pengatur pembelahan sel pengendali seluruh kegiatan sel dan pembawa informasi genetik.

b) Retikulum Endoplasma (RE)

    Retikulum endoplasma merupakan perpanjangan membran inti ke arah sitoplasma yang berbentuk seperti jala. Ada dua tipe retikulum endoplasma yaitu reti kulum endoplasma halus dan retikulum endoplasma kasar. Retikulum endoplasma kasar merupakan retikulum endoplasma yang pada permukaannya ditempeli oleh ribosom sehingga membuat permukaan menjadi kasar dan berbintil-bintil Bebe apa fungsi retikulum endoplasma sebagai berikut.

      1) Menyintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus)
      2) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar).
      3) Transportasi molekul-molekul (RE kasar dan RE halus).
      4) Menetralkan racun (detoksifikasi).

c) Ribosom

    Ribosom merupakan struktur unit gabungan protein dengan RNA-ribosom (RNA-r) yang disintesis oleh nukleolus. Ribosom terdiri atas dua unit yang tidak memiliki membran yaitu unit besar dan unit kecil yang masing-masing berbentuk bulat. Ribosom ada yang tersebar bebas di sitoplasma dan ada yang menempel pada dinding retikulum endoplasma. Ribosom berfungsi untuk mensintesis protein. Ribosom yang tersebar bebas di sitoplasma berfungsi mensintesis protein yang hasilnya akan digunakan untuk kegiatan metabolisme di dalam sitoplasma itu sendiri. Adapun ribosom yang menempel pada permukaan RE berfungsi mensintesis protein yang hasilnya masuk ke lumen RE. Protein dari lumen RE akan disintesis di badan Golgi.

d) Kompleks Golgi

    Kompleks Golgi tersusun atas membran berbentuk kantong pipih yang bertumpuk tumpuk dilengkapi dengan vesikula. Pada sel tumbuhan kompleks Golgi disebut juga dengan diktiosom. Kompleks Golgi memiliki hubungan erat dengan RE dalam menjalankan fungsi sekresi. Protein hasil sintesis ribosom yang ditampung oleh RE akan dikeluarkan dari RE menuju kompleks Golgi melalui vesikula transpor. Di dalam kompleks Golgi protein akan direaksikan dengan glikosilat sehingga terbentuk glikoprotein. Glikoprotein yang terbentuk akan dimasukkan ke dalam vesikula sekresi menuju tepi sel. Saat membran plasma membuka, protein tersebut akan keluar dari sel Selain berfungsi untuk sekresi, kompleks Golgi juga berperan untuk membentuk membran plasma, tempat sintesis polisakarida, dan membentuk akrosom.

e) Lisosom

    Lisosom merupakan kantong membran yang berisi enzim-enzim hidrolitik (lisozim) seperti protease, lipase, nuklease, fosfatase, serta enzim pencerna yang lain. Beberapa fungsi lisosom sebagai berikut.

      1) Melakukan pencernaan intrasel
      2) Menghancurkan struktur yang tidak dikehendaki (autofagi). Misal organel lain yang sudah tidak dikehendaki.
      3) Eksositosis yaitu pembebasan enzim keluar sel
      4) Penghancuran diri sel (lisosom dengan membebaskan isi lisosom (autolisis).

f) Badan Mikro

    Badan mikro merupakan organel berukuran sang├ít kecil. Badan mikro terdiri atas peroksisom dan glioksisom. Peroksisom dapat ditemukan pada sel hewan, fungi, dan daun tumbuhan. Peroksisom berperan dalam oksidasi substrat untuk menghasilkan H,02 yang selanjutnya dipecah menjadi H,0 dan O2. Peroksisom juga berperan dalam pengubahan lemak menjadi karbohidrat dan penguraian purin dalam sel. Adapun glioksisom berperan dalam metabolisme asam lemak untuk menghasilkan energi dan sebagai tempat terjadinya siklus glioksilat.

g) Mitokondria

    Mitokondria baru akan terbentuk dari per tumbuhan serta pembelahan mitokondria yang telah ada sebelumnya. Mitokondria memiliki dua membran yaitu membran luar dan membran dalam yang keduanya bersifat kuat, fleksibel, stabil, dan tersusun atas lipoprotein. Perhatikan Gambar 1.5. Membran dalam akan mengalami pelekukan ke dalam membentuk krista. Krista berfungsi memperluas permukaan membran sehingga penyerapan oksigen berlangsung lebih efektif. Membran dalam berfungsi untuk melangsungkan rantai respirasi yang menghasilkan ATP. Ruang bagian dalam mitokondria berisi cairan yang disebut matriks mitokondria. Di dalam matriks mitokondria terdapat enzim pernapasan, DNA, RNA, dan protein. Matriks mitokondria berfungsi untuk oksidasi asam lemak dan katabolisme asetil koenzim.

    Mitokondria berfungsi sebagai tempat berlangsungnya respirasi seluler. Dalam respirasi seluler terjadi oksidasi makanan sehingga menghasilkan energi. Secara sederhana reaksi oksidasi makanan ditulis sebagai berikut.

C,H 120, + 60, Oksidasi makanan →6CO2 + 6H,0 + energi

    Mitokondria merupakan penghasil energi karena berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi, fosforilasi oksidatif, dan sistem transpor elektron. Berdasarkan fungsinya, mitokondria sering disebut sebagai the power house of cell.






Post a Comment

0 Comments