Sel

A.    Teori Sel

Robert Hooke (Inggris, 1635-1703) adalah orang pertama yang memperkenalkan istilah sel dalam bukunya, micrographia (1665). Ia mengamati irisan batang Quercus suber. Dalam sayatan tersebut tampak ruangan atau kamar-kamar kecil yang dipisahkan oleh dinding tebal menyerupai sarang lebah. Kamar kecil tersebut ia beri nama sel. Ilmu yang mempelajari tentang sel adalah sitologi.

Akhir tahun 1678, Antony Van Leeuwenhoek (Belanda, 1632-1723) menjadi orang pertama yang melihat benda hidup yang sangat kecil di dalam air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop sederhana.

Tahun 1809, Jean Baptiste De Lamarck (Prancis, 1744-1829) menyatakan bahwa setiap makhluk hidup merupakan kumpulan sel dan di dalam setiap sel bergerak cairan yang kompleks.

Beberapa teori tentang sel adalah :

a.      Schleiden (1804-1881) dan T. Schwann (1810-1882), berpendapat bahwa setiap tubuh tumbuhan dan juga hewan terssusun dari sel.

b.      Felix Dujardin (1835) menyatakan bahwa bagian terpenting dari sel hidup adalah cairan yang selalu terdapat di dalam setiap sel hidup (protoplasma).

c.      Johannes Purkinje dan Hugo Van Mohl (1840), memperkenalkan istilah protoplasma.

d.      Max Schultze (1825-1874), berpendapat bahwa protoplasma merupakan struktur dasar makhluk hidup yang melangsungkan proses hidup.

e.      Rudolf Virchow (1859), berpendapat bahwa setiap sel berasal dari sel sebelumnya (omnis celulla e celulla).

A.    Komponen Kimia Sel

1.      Air

Sel mengandung 85-95% air. Air merupakan pelarut dan media difusi yang baikuntuk proses metabolisme dalam sel dan jaringan. Air juga befungsi menjaga keseimbangan pH. Selain itu, air air juga memiliki kapasitas panas yang tinggi dan kemampuan penghantar panas yang baik sehingga digunakan untuk media pengatur suhu.

2.      Biomolekul

Senyawa-senyawa biomolekul terbagi menjadi 2 jenis, yaitu : mikromolekul dan makromolekul. Yang termasuk makromolekul adalah protein yang berfungsi untuk pembangun sel , enzim, komponen pembentuk membran sel, alat transport, antibodi, hormon dan sinyal sel. Asam nukleat berfungsi sebagai faktor hereditas, koenzim pembawa energi, dan mengatur biosintesis protein. Asam nukleat yang paling umum adalah RNA dan DNA. Karbohidrat adalah sumber energi sel, komponen pembentuk membran dan dinding sel. Lipid, lipid bersama dengan protein membentuk 2 lapisan fosfolipid (fosfolipid bilayer) yang berperan sebagai komponen penyusun membrane sel.

3.      Mineral dan Ion

Mineral dan ion merupakan komponen penyusun sel yang tak kalah penting dibandingkan komponen kimia yang lain. Contohnya adalah magnesium merupakan salah satu komponen penyusun dinding sel tanaman yang menyebabkan sel menjadi utuh.

B.     Struktur dan Fungsi Bagian Sel

a.      Membran Sel

Membran sel adalah bagian sel yang terpenting yang membatasi isi sel dengan lingkungan luarnya. Membran plasma mempunyai beberapa fungsi, yaitu :

1.      Mengontrol atau mengendalikan pertukaran zat antara sitoplasma dengan lingkungannya.

2.      Sebagai reseptor atau penerima rangsang.

3.      Sebagai pelindung sel agar isinya tidak keluar meninggalkan sel .

4.      Mengontrol zat-zat yang masuk/keluar meninggalkan sitoplasma.

Di dalam tumbuhan dan prokariotik terdapat struktur khusus yang disebut dinding sel, dinding sel ini menjaga bentuk sel. Organel tersebut berasal dari aktivitas protoplasma. Diantara dinding 2 sel yang berdekatan terdapat lamela tengah. Juga terdapat pori yang disebut plasmodesmata.

b.      Sitoplasma

Protoplasma yang mengisi ruangan diantara membran plasma dengan nucleus. Sitoplasma tersusun sari sitosol, yaitu bagian dari sitoplasma yang mengisi ruang-ruang antarorganel. Sitosol merupakan sistem larutan yang tersusun 90% air, senyawa organik terlarut, dan koloida (bahan tidak larut).

c.      Nukleus

Nukleus adalah organel sel terbesar dengan diameter 5 µm. Inti sel dilindungi oleh membran inti atau karioteka kecuali sel prokariotik yang intinya tidak dilapisi oleh membran inti. Pada sel darah merah hanya hewan tertentu yang terdapat inti sel. Nukelus terdiri dari 3 bagin yaitu : membran inti (karioteka) membran ini membatasi isi nukleus dengan sitoplasma terdapat pori untuk keluar masuknya zat antara plasma nukleus dan sitoplasma, matriks (nukleoplasma) cairan nukleus yang mengandung protein, enzim , nukleotidan dan kromosom, nukleolus banyak mengandung DNA yang bertindak sebagai organisator nukleus nukleolus juga menyintesis RNA.

d.      Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma dibagi menjadi 2 yaitu : RE kasar dan RE halus. RE kasar berfungsi untuk menyintesisi protein dikarenakan di RE kasar ditempeli oleh ribosom, RE kasar juga bertindak sebagai saluran-saluran sitoplasma yang berhubungan dengan nukleus. Sedangkan, RE halus berfungsi untuk menyintesisi lipid.

e.      Ribosom

Ribosom adalah organel yang berdiameter 20 nm. Organel ini berfungsi untuk menyintesis protein. Ribosom tersusun dari protein dan RNA ribosom dengan jumlah yang seimbang.

f.       Sentriol

Sentriol adalah benda mikro yang terdapat di dekat nukleus. Sentriol tersusun dari mikrotubulus yaitu bahan yang membina rangka sel (sitoskelet). Berfungsi untuk orientasi pembelahan sel. Sentriol hanya terdapatpada sel hewan dan protista.

g.      Kompleks Golgi (Aparatus Golgi)

Organel berbentuk kantung pipih yang terkonsentrasi pada salah satu sisi nukleus dan sering ditemukan pada sel-sel kelenjar. Pada sel tumbuhan biasa disebut diktiosom. Badan golgi memiliki beberapa fungsi, yaitu :

-mengangkut dan mengubah secara kimia materi-materi yang terdapat di dalamnya.

-menghasilkan lendir, lilin, getah dan sekresi yang bersifat lengket.

-sekresi protein, glikoprotein, kerbohidrat, dan lemak serta transport lemak.

-membentuk lisosom dan enzim pencernaan yang belum aktif (zimogen dan koenzim).

h.      Lisosom

Organel berbentuk gelembung yang mengandung berbagai macam enzim. Lisosom adalah organel yang dilapisi selapis membran. Organel hamper terdapat di seluruh sel eukariotik pada sel tumbuhan yang berperan sebagai lisosom adalah vakuola tengah. Enzim yang terkandung dalam lisosom adalah enzim pencernaan hidrolitik seperti protease, nuclease, lipase dan fosfatase. Enzim tersebut dibuat di RE kasar kemudian dikirim ke badan golgi. Lisosom berperan dalam penguraian molekul secara autolysis dan autofagi.

i.        Mitokondria

Organel ini disebut sebagai “Power of House” dikerenakan fungsinya adalah penghasil energi dari siklus krebs dan rantai transfer elektron. Juga organel yang melakukan respirasi aerobic yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen. Mitokondria dilindungi oleh membran ganda, di dalamnya terdapat bagian yang berlekuk-lekuk yang disebut sebagai Krista. Krista berfungsi memperluas permukaan mitokondria sehingga proses penyerapan ok sigen menjadi lebih efektif. Diantara lipatan membran terdapat ruangan bernama matriks. Matriks mengandung enzim pernapasan (sitokrom) dan senyawa lain seperti asam nukleat dan protein.

j.        Plastid

Organel berdiameter 3-6 µm yang mempunyai membran ganda. Plastid ada yang mempunyai pigmen warna dan ada yang tidak. Organel ini hanya ditemukan pada sel tumbuhan. Plastida merupakan perkembangan dari proplastida. Proplastida dibagi menjadi 3 tipe yaitu :

1.      Leukoplas adalah plastida yang berwarna putih. Berdasarkn fungsinya Leukoplas dibagi menjadi 3 macam yaitu : amilum (amiloplas), lemak (elaioplas), protein (proteoplas)

2.      Kloroplas adalah plastida yang berwarna hijau berufngi untuk melakukan fotosintesis. Klorofil dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu :

§  klorofil a, menampilkan warna hijau-biru

§  klorofil b, menampilkan warna hijau-kuning

§  klorofil c, menampilkan warna hijau-coklat

§  klorofil d, menampilkan warna hijau-merah

3.      kromoplas adalah plastida yang memberikan aneka ragam warna nonfotosintesis. Pigmen yang termasuk dalam kromoplas adalah : Karotenoid (memberikan warna kuning, xantofil dan oranye, karoten pada bunga, daun dan buah), fikosianin (memberikan warna biru pada ganggang), fikosantin (memberikan warna cokelat pada ganggang), fikoeritrin (memberikan warna merah pada ganggang).

k.      Vakuola

Suatu rongga atau kantong yang berisi cairan yang dikelilingi oleh selapis membran. Sel hewan memiliki vakuola yang jumlah dan ukurannya lebih kecil daripada sel tumbuhan. Vakuola yang terdapat pada sel hewan antara lain : vakuola kontraktil (menjaga tekanan osmotic sitoplasma) dan vakuola nonkontraktil (berugas mencerna makanan).

Sel tumbuhan memiliki vakuola tengah berukuran besar dan dikelilingi oleh membran tonoplas yang mempunyai beberapa fungsi, yaitu :

a.)   Membangun tekanan sel

b.)   Mengandung pigmen antosianin

c.)   Mengandung enzim hidrolitik

d.)   Menjadi tempat penimbunan sisa-sisa metabolism

e.)   Tempat penyimpanan cadangan makanan bagi sitoplasma

l.        Badan Mikro

Organel kecil yang terlindungi oleh selapis membran. Ukurannya sebesar lisosom. Contoh badan mikro adalah peroksisom dan glioksisom. Peroksisom berperan dalam metabolism lemak menjadi karbohidrat. Pada sel hewan peroksisom terdapat dalam sel-sel hati dan ginjal, sedangkan pada tumbuhan terdapat dalam berbagai tipe sel. Glioksisom banyak ditemukan di dalam jaringan tumbuhan yang mengandung lemak. Glioksisom mengandung enzim yang dapat mengubah lemak menjadi gula.

m.    Skeleton

Rangka sel yang terdapat di antara nukleus dan membran sel eukariotik yang berfungsi untuk pergerakan sel dan trnaspor zat. Sitoskeleton tersusun dari 3 elemen yaitu : mikrotubula (diameter 24 nm), mikrofilamen (diameter 7 nm) dan filament antara (10 nm).

n.      Silia dan Flagela

Pada permukaan sel terkadang dijumpai silia dan flagella, yaitu struktur menonjol seperti rambut yang berfungsi sebagai alat gerak. Dalam struktur tersebut terdapat mikrotubula yang disebut aksonema. Silia (bulu getar) memiliki diameter 0,2 µm, panjang 8µm dan banyak terdapat pada organisme uniseluler. Pada hewan tingkat tinggi strktur ini banyak dijumpai pada saluran pernapasan.

Flagella (cambuk getar) lebih panjang daripada bulu getar. Tonjolan sel tersebut dapat bergerak ke segala arah. Flagella biasa ditemukan pada Protozoa (Flagellata), Porifera (bunga karang), dan Coelenterata (Hewan karang).

Tambahan

Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan

Dari gambar tersebut dapat dijelaskan dinding sel, klorofil dan vakuola terdapat di sel tumbuhan. Sedangkan lisosom dan sentriol terdapat di sel hewan dan tidak di sel tumbuhan.