Sel adalah unit terkecil dari makhluk hidup. Setiap Organisme
di dunia ini tersusun atas sel-sel yang saling berintegrasi membentuk
suatu fungsi tertentu dalam tubuh makhluk hidup. Baik organisme tingkat
seluler (Uniseluler) maupun organisme Multiseluler. Sel pertama kali
dikenalkan oleh Robert Hooke pada tahun 1665 yang mengamati jaringan
gabus
pada pada tumbuhan dengan menggunakan lensa pembesar. Gabus merupakan
bangunan yang berlubang-lubang kecil seperti susunan sarang lebah yang
dipisahkan oleh “diafragma“. Bangunan seperti sarang lebah ini
selanjutnya disebut dengan Cell (sel). Nama sel diambilnya dari bahasa
Yunani “Kytos” yang berarti ruang kosong, sedangkan bahasa latin ruang
kosong adalah “cella“.
A. Teori Tentang Sel
|
Robert Hooke |
1. Robert Hooke (1635-1703)
Ia mencoba melihat struktur sel pada sayatan gabus di bawah mikroskop. Dari hasil pengamatannya diketahui terlihat rongga-rongga yang dibatasi oleh dinding tebal. Jika dilihat secara keseluruhan, strukturnya mirip sarang lebah. Satuan terkecil dari rongga tersebut dinamakan sel.
2. Schleiden (1804-1881) dan T. Schwann (1810-1882)
Mereka mengamati sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan. Schleiden mengadakan penelitian terhadap tumbuhan. Setelah mengamati tubuh tumbuhan, ia menemukan bahwa banyak sel yang menyusun tubuh tumbuhan. Akhirnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tumbuhan adalah sel. Schwann melakukan penelitian terhadap hewan. Ternyata dalam pengamatannya tersebut ia melihat bahwa tubuh hewan juga tersusun dari banyak sel. Selanjutnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tubuh hewan adalah sel. Dari dua penelitian tersebut keduanya menyimpulkan bahwa sel merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup.
3. Robert Brown
Pada tahun 1831, Brown mengamati struktur sel pada jaringan tanaman anggrek dan melihat
benda kecil yang terapung-apung dalam sel yang kemudian diberi nama inti sel atau nukleus. Berdasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selalu terdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itu sangat penting, yaitu untuk mengatur segala proses yang terjadi di dalam sel.
4. Felix Durjadin dan Johannes Purkinye
Pada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin dan Johannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itu diberinya nama protoplasma.
5. Max Schultze (1825-1874)
Ia menegaskan bahwa protoplasma merupakan dasar-dasar fisik kehidupan. Protoplasma merupakan tempat terjadinya proses hidup. Dari pendapat beberapa ahli biologi tersebut akhirnya melahirkan beberapa teori sel antara lain:
a. sel merupakan unit struktural makhluk hidup;
b. sel merupakan unit fungsional makhluk hidup;
c. sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup;
d. sel merupakan unit hereditas.
Beberapa teori sel itu menunjukkan betapa pentingnya peranan sel karena hampir semua proses kehidupan dan kegiatan makhluk hidup dipengaruhi oleh sel.
B. STRUKTUR DAN FUNGSI BAGIAN-BAGIAN SEL
1. Membran Sel (Membran Plasma)
Membran sel merupakan bagian terluar dari sel. Fungsinya antara lain sebagai berikut.
- Mengontrol atau mengendalikan pertukaran zat antara sitoplasma dengan lingkungannya.
-
Menjadi tempat reaksi, seperti reaksi terhadap cahaya matahari dan reaksi oksida dalam respirasi.
- Sebagai reseptor atau penerima rangsang dari
luar, seperti hormon dan bahan kimia lainnya, baik zat tersebut berasal
dari lingkungan luar sel ataupun bagian lain dari dalam sel itu sendiri.
- Sebagai pelindung sel agar isi sel tidak keluar meninggalkan sel.
- Mengontrol zat-zat yang akan masuk maupun yang akan keluar meninggalkan sitoplasma.
|
Membran Plasma |
Membran sel tersusun atas lipid, protein,
dan karbohidrat. Lipidnya terutama berupa fospolipid yang merupakan
molekul-molekul amfifilik artinya setiap molekul mengandung "kepala"
hidrofilik dan "ekor" hidrofobik. Membran sel dapat berfungsi sebagai
pelindung sel dengan membentuk lapisan ganda fosfolipid dimana kepala
hidrpfilik menghadap ke arah air pada setiap sisi, sedangkan ekor
hidrofobik terlindung dari sentuhan air.
Membran memiliki dua jenis protein, yaitu
protein integral dan periferal. Protein integral yang menembus di antara
lapisan fosfolipid, berfungsi sebagai transpor yang membawa zat-zat
terlarut yang dibutuhkan sel. Sementara, protein poriferal menempel di
lapisan fosfolipid.
Pada bagian sel yang menghadap keluar sel,
terdapat karbohidrat yang melekat pada protein atau bagian kepala
fosfolipid. Karbohidrat yang berikatan dengan protein disebut
glikoprotein, sedangkan yang berikatan dengan fosfolipid disebut
glikopid. Membran sel secara aktif menentukan zat-zat mana yang dapat
dilaluinya dan sekaligus menahan zat mana yang tidak dapat dilaluinya.
Berdasarkan kenyataan ini, para ilmuwan menyebutnya sebagai membran yang
bersifat diferensial semipermeabel atau selektif permeable. Dengan cara inilah membran sel berusaha mempertahankan bentuk dan reaksi-reaksi kimia dalam sel agar dapat berjalan terus.
2. Sitoplasma
Sitplasma adalah cairan beserta zat-zat
terlarut yang mengisi ruangan di dalam sel dan dibatasi oleh membran
sel. Sitoplasma merupakan sistem koloid yang amat dinamis dan senantiasa
bergerak. Cairan yang mengisi organel dikenal dengan sitosol.
Di dalam sitoplasma maupun sitosol terlalu
senyawa organik yang utama untuk kehidupan, ion-ion gas, molekul-molekul
kecil seperti garam, asam lemak, asam amino, gula nukleotida, vitamin,
serta protein dan RNA yang membetuk larutan koloid. Larutan koloid
tersebut mengakibatkan sitoplasma senantiasa bergerak secara acak, yang
dikenal dengan Gerak Brown. Gerak acak ini dipengaruhi oleh muatan listrik ion-ion (elektroforesis).
Larutan koloid dapat mengalami perubahan dari fase sol ke fase gel
dan sebaliknya. Sitosol juga merupakan tempat berlangsungnya
metabolisme tertentu, seperti glikolisis atau pemecahan glukosa,
sintesis protein, sintesis asam lemak, dan lain-lain. Berbagi proses
tersebut dilakukan oleh berbagai organel yang membentuk suspensi di
dalam sitoplasma.
3. Organel
Untuk melaksanakan berbagai fungsi hidup,
sel dilengkapi berbagai organel, seperti nukleus, mitokondria, ribosom,
lisosom, plastida, retikulum endoplasma, badan golgi, dan badan mikro.
3.1 Nukleus
Nukleus merupakan organel sel
terbesar yang mengandung informasi genetik berupa DNA, dan berbentuk
bulat hingga oval bergantung jenis selnya. Nukles adalah organel yang
amat vital bagi kehidupan, yaitu mengendalikan seluruh kegiatan sel.
Beberapa bagian penting dari nukleus, yaitu:
|
Nukleus |
- Membran Inti, membran inti terdiri
atas dua lapis yang berfungsi sebagai pembungkus sekaligus sebagai
pelindung inti. Membran luarnya mempunyai hubungan langsung dengan
Retikulum Endoplasma. Pada membran inti terdapat pori-pori yang
memungkinkan terjadinya pertukaran zat antara membran inti dengan
sitoplasma. Pada organisme eukariotik, kecuali sel darah merah mamalia dewasa dan sel floem, nukleusnya terlindung oleh membran inti.
- Nukleoplasma, nukleoplasma merupakan
cairan inti berbentuk gel yang kaya akan ion-ion, protein, enzim,
nukleotida, dan benang-benang kromatin. Benang-benang kromatin yang
memendek, menebal, dan mudah menyerap zat warna disebut kromosom. Di dalam kromosom tersimpan untaian DNA yang terikat pada protein dasar yang dikenal dengan histon.
- Nukleolus, bagian ini tersusun atas
kumpulan gen-gen yang memberikan kode RNA ribosom. Sebagai penkode RNA
ribosom, struktur ini berfungsi untuk merangkai subunit-subunit penyusun
ribosom.
3.2 Retikulum Endoplasma
|
RE |
Retikulum endoplasma merupakan sistem membran
kompleks yang tersusun tidak beraturan membentuk jaring-jaring kerja
(retikulum), yang terdapat dalam sitoplasma sel eukariotik. Organel ini
bertindak sebagi saluran dalam sitoplasma yang menghubungkan nukleus. Retikulum endoplasma dibedakan menjadi dua, yakni RE kasar dan RE halus.
RE kasar memiliki ribosom pada permukaannya sehingga berfungsi sebagai
tempat sintesis protein. Sementara, RE halus berfungsi sebagai tempat
sintesis lipid. Selain itu, keduanya juga berperan dalam transportasi
senyawa kimia yang diperlukan untuk metabolisme sel.
3.3 Ribosom
|
Ribosom |
Ribosom merupakan struktur terkecil yang bergaris tengah 17-20 mikron, letaknya di dalam sitoplasma sehingga hanya bisa dilihat dengan bantuan mikroskop elektron. Semua sel hidup memiliki ribosom. Ribosom berfungsi untuk sintesis protein, yang selanjutnya digunakan untuk pertumbuhan, perkembangbiakan atau perbaikan sel yang rusak. Pada sel-sel yang aktif dalam sintesis protein, ribosom dapat berjumlah 25% dari bobot kering sel. Coba sebutkan pada bagian organ mana saja pada tubuh manusia yang palingbanyak terdapat ribosom? Keberadaan ribosom secara acak tersebar di dalam sitoplasma, tetapi ada beberapa yang terikat pada membran retikulum endoplasma kasar (REK). Sel hati merupakan sel yang banyak mengandung ribosom, karena sel hati terlibat aktif dalam melakukan sintesis protein.
3.4 Sentriol
|
Sentriol |
Sentriol adalah bagian
sel
yang berbentuk silinder yang terdiri dari tubulin yang ditemukan di
sebagian sel eukariotik. Sentriol terlibat dalam pembelahan sel serta
pembentukan silia dan flagela. Sentriol merupakan perkembangan dari
sentrosom, yaitu pusat sel, daerah dari sitoplasma yang dekat dengan
inti sel.
Sentriol tidak terdapat di tumbuhan berpembuluh, tumbuhan berbunga, dan
jamur. Sentriol ada di gamet jantan charophytes, bryophytes, tumbuhan
berpembuluh tanpa biji, sikas, dan ginko.
Kebanyakan sentriol terdiri dari sembilan set mikrotubulus yang terdiri
dari tiga buah yang membentuk silinder. Penyimpangan dari struktur ini
adalah pada kepiting dan embrio Drsophila melanogaster, dengan sembilan ganda, dan sel-sel sperma dan embrio awal Caenorhabditis elegans, dengan sembilan tunggal. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron. Sentriol berfungsi membentuk kutub-kutub bagi pembelahan sel. Sentriol
terlibat dalam proses mitosis dan dalam penyelesaian sitokinesis.
Sentriol sebelumnya dianggap perlu untuk pembentukan mitosis pada sel
hewan. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa sel-sel sentriol yang
telah dihapus dengan laser masih dapat berkembang sebelum sentriol
dapat disintesis. Selain itu, mutan lalat yang kekurangan sentriol
berkembang secara normal, meskipun sel-sel lalat dewasa kekurangan
flagela dan silia, kemudian mereka mati segera setalah lahir.
3.5 Badan Golgi
|
Badan Golgi |
Badan Golgi (bahasa Inggris: golgi apparatus, golgi body, golgi complex atau dictyosome) adalah
organel yang 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.Badan Golgi berfungsi menghasilkan sekret berupa butiran
getah, lisosom primer, menyimpan protein dan enzim yang akan
disekresikan. Pada sel tumbuhan badan Golgi disebut diktiosom. Organel
ini menerima bahan, diolah dan akan disekresikan, dari Retikulum Endoplasma (RE).
Struktur Badan Gogi
berbentuk tumpukan kantong-kantong pipih, (didalamnya terdapat pula yang
bundar dan tubuler), yang sangat kompleks yang memiliki dua permukaan
yakni permukaan luar berbentuk cembung (forming face) dan permukaan
dalam berbentuk cekung (maturing face). Membran yang membentuk kantong
sebanyak selapis. Badan Golgi berfungsi menghasilkan lisosom, sekret,
dan menyimpan protein serta enzim yang akan disekresikan.
Badan Golgi terdapat di
mana-mana dalam sel, terdiri dari membran dengan ketebalan sekitar
6–8nm. Unit dasar Badan golgi adalah diktiosom atau Golgi field.
Apparatus Golgi terdiri atas tumpukan 3-8 membran yang berbentuk arkuata
(menyerupai busur) dalam jarak dekat satu sama lainnya. Membran
mengelilingi isterna sempit yang panjang, yang sedikit melebar pada
ujung-ujungnya. Sisterna Golgi selalu didampingi vesikel Golgi vesicles,
yang mengantar dan mengekspor material (vesikel transpor). Materi yang
diterima dari RE dimodifikasi dan disimpan dalam badan golgi dan
akhirnya dikirim di permukaan sel atau tujuan yang lain.
Badan Golgi
berfungsi untuk:
- Mengangkat dan mengubah secara kimia materi-materi yang terdapat di dalamnya.
- Menghasilkan lendir, lilin pada tanaman perca, dan sekresi yang bersifat lengket.
- Kadang-kadang untuk transpor lemak.
- Sekresi protein, glikoprotein, karbohidrat, dan lemak.
- Membentuk Lisosom.
- Membentuk enzim-enzim pencernaan yang belum aktif (zimogen, koenzim, dan lain-lain).
3.6 Lisosom
|
Lisosom |
Lisosom adalah organel sel berbentuk kantong
agak bulat dan dibatasi oleh sistem membran tunggal. Organel ini
terdapat pada hampir semua sel eukariotik, terutama pada sel-sel hewan
yang memiliki kegiatan fagositik. Lisosom mengandung banyak enzim
pencerna hidrolitik, seperti protease, nuklease, Lipase, dan fosfatase
yang dibentuk oleh RE kasar. Selanjutnya enzim-enzim tersebut dikirim ke
dalam badan golgi.
Lisosom berfungsi untuk:
- mencerna materi yang diambil secara endositosis.
- autofagi, yaitu penghancuran struktur-struktur yang tidak dikehendaki dalam sel.
- eksositosis, yaitu pembebasan enzim ke luar sel.
- autolisis, yaitu penghancuran diri sel dengan cara membebaskan semua isi lisosom dalam sel.
3.7 Mitokondria
|
Mitokondria |
Mitokondria merupakan organela penghasil
energi dalam suatu sel. Mitokondria memiliki bentuk bulat tongkat dan berukuran
panjang antara 0,2-5 mikrometer dengan diameter 0,5 mikrometer. Dengan bantuan
mikroskop cahaya, keberadaan mitokondria dapat terlihat, tetapi untuk dapat
melihat struktur dasarnya harus menggunakan mikroskop elektron. Mitokondria
disusun oleh bahan-bahan antara lain fosfolipid dan protein. Mitokondria
mempunyai dua lapisan membran, yaitu membran luar dan membran dalam. Permukaan
pada membran luar halus, sedangkan pada membran dalam banyak terdapat
lekukan-lekukan ke dalam yang disebut krista. Adanya
lekukan-lekukan ini akan dapat memperluas bidang permukaannya. Krista berperan
dalam penyerapan oksigen untuk respirasi.
Dari proses respirasi inilah dapat dihasilkan
energi. Jadi, mitokondria berfungsi untuk tempat respirasi sel atau sebagai
pembangkit energi. Mitokondria mempunyai enzim yang dapat mengubah energi
potensial dari makanan kemudian disimpan dalam bentuk ATP. ATP inilah yang
merupakan sumber energi sebagai bahan bakar untuk melakukan proses kegiatan untuk
hidup. Sel-sel mana saja yang banyak terdapat mitokondria pada tubuh manusia?
Tentu saja sel-sel yang banyak melakukan aktivitas kerja. Pada bagian organ
mana dalam tubuh Anda yang paling aktif dan giat bekerja? Misalnya jika seorang
olahragawan melakukan aktivitas berolahraga, maka bagian tubuh yang paling
aktif bekerja adalah otot. Otot akan selalu berkontraksi ketika seseorang
bergerak. Bahkan, ketika Anda tidur pun sel selalu melakukan pemecahan ATP.
Coba analisalah kegunaan ATP ketika kita dalam keadaan tidur. Kegunaan ATP yaitu
sebagai energi yang digunakan untuk mengganti sel-sel yang rusak, untuk memompa
jantung, dan lainlain. Mitokondria banyak terdapat pada bagian tubuh antara
lain otot, hati, jantung, ginjal, karena bagian tubuh tersebut paling aktif
melakukan kerja dan menghasilkan energi.
3.8 Kloroplas
|
Kloroplas |
Kloroplas (bahasa Inggris: Chloroplast) adalah plastid yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel.
Bila ada, maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid. Pada
tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm,
kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.
Kloroplas matang pada beberapa ganggang, biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan. Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem. Secara khas kloroplas dewasa mencakup dua membran luar yang menyalkuti stroma
homogen, di sinilah berlangsung reaksi-reaksi fase gelap. Dalam stroma
tertanam sejumlah grana, masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid
yang berupa gelembung bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram).
Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem
transpor elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung
pada cahaya. Grana biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen.
Prokariota yang berfotosintesis tidak mempunyai kloroplas, tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik.
3.9 Badan Mikro (Peroksisom dan Glioksisom)
Badan mikro merupakan organel kecil dalam sel dengan diameter yang
berfariasi, rata-rata 400 nm. Organel ini berbentuk bundar atau lonjong,
berselaput unit membrane, dan berbeda dalam sitosol. Terdapat pada
hewan dan tumbuhan, jumlahnya beratus-ratus dalam sel. Terdapat 2
golongan badan mikro yaitu yang berisi enzim katalase dan oksidasa
digolongkan pada peroksisom. Badan mikro yang berisi semua atau sebagian
enzim dari daur glikosilat disamping katalase dan oksidasa biasanya
disebut
glioksisom.enzim katalase pada peroksisom mengkatalisis perombakan hydrogen peroksida.
|
Peroksisom |
Pada jaringan hewan, badan mikro letaknya tersebar tapi biasanya
terletak sekitar reticulum endoplasma. Pada tumbuhan, badan mikro sering
terdapat berdekatan dengan kloroplas. Pada hewan, peroksisom banyak
terdapat di hati dan ginjal. Glioksisom hanya terdapat pada sel
tumbuhan, misalnya pada lapisan aleuron biji padi-padian
- Peroksisom senantiasa berasosiasi dengan
organel lain serta banyak mengandung enzim katalase dan oksidase. Pada
hewan, peroksisom terkurung di dalam sel-sel hati dan ginjal. Sementara
pada tumbuhan terdapat dalam berbagai tipe sel. Peroksisom berperan
dalam oksidasi substrat, metabolisme lemak menjadi karbohidrat, dan
perubahan purin dalam sel.
- Glioksisom terdapat pada sel tumbuhan.
Fungsinya adalah untuk mengoksidasi asam lemak menjadi gula yang berguna
untuk pertumbuhan tanaman.
Campbell, N.A & Reece, J.B. 2008. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta
: Erlangga.
http://biologisimple.blogspot.com/2012/12/struktur-dan-fungsi-sel.html
http://www.biologi-sel.com/2013/06/struktur-dan-fungsi-kloroplas.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Mitokondria
Pelczar, M.J & Chan, E.C.S. 2006. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta : UI
PRESS.
Underwood, J.C.E. 1999. Patologi Umum dan Sistemik Volume 1. Jakarta : EGC.