Education Biology

Struktur dan Fungsi Sel

Sel Gabus

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“.

Perkembangan teori tentang sel dimulai pada tahun 1839 sampai akhir abad XIX.

1. Schleiden dan T. Schwann. Sel sebagai unit struktural terkecil makhluk hidup. Teori ini menjelaskan bahwa setiap makhluk hidup disusun atas sel-sel. Sel adalah bagian terkecil makhluk hidup yang menyusun makhluk hidup.
2. Max Schultze. Sel sebagai unit fungsional terkecil makhluk hidup. Teori ini menjelaskan bahwa sel adalah bagian terkecil dari makhluk hidup yang melakukan fungsi kehidupan. Fungsi-fungsi kehidupan di dalam sel dapat ditunjukkan dengan adanya metabolisme sel dan pengaturan sel oleh nukleus.
3. Rudolf Virchow. Sel sebagai unit pertumbuhan terkecil makhluk hidup. Sel sebagai penyusun terkecil makhluk hidup selain menjalankan suatu fungsi kehidupan juga mengalami pertumbuhan. sel dapat mengalami perpanjangan ukuran maupun perbesaran volume sel.
4. Akhir abad XIX. Sel sebagai unit hereditas terkecil makhluk hidup. sel memiliki struktur yang dinamakan degan nukleus (inti sel). Nukleus memiliki peranan sebagai pembawa materi genetik (tersimpan sebagai molekul DNA) yang memiliki sifat diwariskan ke generasi sel selanjutnya.

Sel dapat digolongkan menjadi dua berdasarkan ada tidaknya membran nukleus (membran inti), yaitu sel prokariot, jenis sel yang tidak dilengkapi dengan membran inti contohnya bakteri dan ganggang alga biru (Cyanophita); dan sel eukariot, yaitu jenis sel yang memiliki membran inti contohnya sel hewan, tumbuhan, fungi.

Sel Prokariot

Bakteri sebagai organisme prokariotik yang merupakan organisme uniseluler memiliki struktur sel yang tidak memiliki membran inti. Struktur sel secara umum yang dimiliki oleh sel prokariot dapat kita lihat pada sel bakteri.

Struktur Sel Bakteri

Nukleoid (Nukleus) atau inti sel berfungsi sebagai pengendali dan pengatur sel. seluruh aktifitas sel diatur oleh nukleus. Nukleus juga berfungsi sebagai pembawa informasi genetik yaitu kromosom, yang diwariskan ke generasi selanjutnya. Kromosom adalah struktur yang tersusun oleh molekul DNA dan protein (histon). Nukleus sel bakteri terpapar atau kontak langsung dengan sitoplasma karena tidak memiliki membran inti.

Cytoplasm (Sitoplasma) adalah bagian sel yang berisi cairan tempat berlangsungnya metabolisme sel. Kandungan terbesar dalam sitoplasma adalah air (80-90%).
Ribosome (Ribosom) merupakan struktur berupa butiran-butiran kecil yaang merupakan tempat sintesis protein. Protein disintesis atau dibuat dengan menggabungkan beberapa asam amino yang sesuai informasi genetik yang ada di molekul DNA. Ribosom berada di sitoplasma.
Cytoplasmic membrane (Membran Plasma) adalah lapisan di luar sitoplasma yang tersusun atas . Fungsi membran plasma adalah sebagai pelindung dan mengatur transportasi sel. Pengaturan transportasi sel dimasksudkan untuk mengatur keluar masuknya substansi ke dalam dan ke luar sel. Membran plasma juga berperan dalam penerima rangsang yang datang dari luar sel.

Membran sel pada sel prokariot mengalami pelekukan ke arah dalam membentuk struktur yang disebut mesosome (mesosom). Mesosom berfungsi sebagai tempat terjadinya respirasi sel sehingga dihasilkan energi yang akan digunakan untuk aktifitas di dalam sel.

Cell wall (Dinding Sel) adalah struktur pelindung kedua setelah membran plasma.

Capsule (Kapsul) adalah struktur pelindung sel ketiga setelah membran plasma dan dinding sel.

Pili (Bulu Rambut) berfungsi sebagai alat pelekatan sel bakteri pada suatu permukaan substrat atau benda.
Flagella (Flagel) berfungsi dalam pergerakan sel. Baik flagel dan pili disusun oleh mikrotubulus.

Sel Eukariot

Sel Eukariot memiliki struktur yang lebih komplek dibandingkan dengan sel prokariot. Sel eukariot memiliki membran inti yang memisahkan Nukleus dengan sitoplasma. Sel ini juga memiliki struktur endomembran yang disebut dengan Organel. Organel-organel sel eukariot memiliki fungsi-fungsi tertentu yang menunjang kehidupan sel eukariot. Macam organel yang dimiliki Sel eukariot antara lain :

• Lisosom, Organel yang berperan dalam pencernaan sel. Organel ini mengandung enzim lisozim yang akan melisis bagain sel yang telah mati, rusak atau sudah tua.

• Mitokondria, Organel yang berperan dalam respirasi sel. Respirasi sel bertujuan untuk mengahasilkan energi yang akan digunakan dalam aktivitas sel.

• Aparatus Golgi, Oraganel yang berperan dalam sekresi produk, baik protein, polisakarida maupun lemak.

• Retikulum Endoplasma (RE), organel yang berperan dalam sintesis produk. Ada dua jenis RE, yaitu RE kasar (RE yang di bagian permukaannya terdapat butiran ribosom) dan RE halus (RE yang tidak memiliki ribosom). RE kasar berfungsi untuk mensintesis protein, sedangkan RE halus berfungsi  dalam sintesis lemak dan sterol.

• Plastida, organel yang mengandung pigmen (warna).

• Vakuola, organel yang berfungsi  dalam penyimpanan cadangan makanan, minyak atsiri dan sisa metabolisme sel.

• Mikrotubulus, organel yang memiliki struktur tabung. contohnya flagela (untuk pergerakan sel), silia (alat pelekatan sel) dan spindel (untuk pembelahan sel).

• Mikrofilamen, oragnel yang memiliki struktur filamen (benang). berfungsi dalam pergerakan sitoplasma dan kontraksi otot.

• Badan Mikro, ada dua macam badan mikro, yaitu Peroksisom (mengandung enzim katalase) dan Glioksisom (mengandung enzim katalase dan oksidase)

• Dinding Sel, struktur selulolitik dan kitin yang berfungsi memberi bentuk sel dan sebagai pelindung sel.

• Sentriol, organel yang berperan dalam pembelahan sel. Sentriol berfungsi menarik kromosom ke arah kutub yang berlawanan.

Sel Eukariot dibedakan atas sel hewan dan sel tumbuhan. Perbedaan yang mendasar antara kedua jenis sel tersebut adalah adanya beberapa bagian sel yang hanya dimiliki sel hewan (Sentrosom dan Lisosom) dan yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan (Plastida dan Dinding Sel). Berikut ini adalah video animasi yang menjelaskan perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan.

Sel merupakan unit dasar semua makhluk hidup. Berbagai jenis aktivitas hidup yang berlangsung di dalam tubuh organisme pada dasarnya berlangsung di dalam sel dengan mekanisme sistem yang sangat harmonis. Aktivitas satu sel menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang sebuah kehidupan yang fungsional.
Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang yang berkebangsaan Belanda merupakan orang pertama yang menemukan mikroskop dan meneliti organisme mikroskopis seperti berbagai Protozoa dan Rotifera yang oleh Beliau diberi nama ”animanculus”, berbagai jenis bakteri, meliputi bakteri basil dan bakteri spiral;. mengamati sperma pada manusia, katak, anjing, kelinci, dan ikan. Beliau juga mengamati pergerakan sel-sel darah di dalam kapiler kaki katak dan daun telinga pada kelinci.
Marcello Malphigi (1628-1694), seorang berkebangsaan Italia merupakan orang pertama yang menggunakan mikroskop dalam mengamati sayatan jaringan pada organ-organ tertentu, seperti otak, hati, ginjal, limfa, dan paru-paru. Selain itu, dia juga mengamati perkembangan embrio ayam. Dari hasil pengamatannya, dia menyimpulkan bahwa jaringan tersusun atas unit-unit struktural yang ia sebut utricles (De Robertis, 1988).
Robert Hooke (1663) merupakan orang pertama yang memperkenalkan istilah sel berdasarkan hasil pengamatannya pada sayatan sumbat gabus. Ia melaporkan bahwa sumbat gabus terdiri atas ruang-ruang kecil yang diberi nama sel (bahasa Yunani: Cellula yang bermakna ruang-ruang kecil).
Rene Dutrochet (1776-1847), seorang yang berkebangsaan Perancis, melaporkan bahwa semua hewan dan tumbuhan terdiri atas kumpulan sel-sel globular.
Pada tahun 1831, Robert Brown (1773-1858), seorang yang berkebangsaan Inggris, melaporkan bahwa sel-sel epidermis tumbuhan, serbuk sari, dan kepala putik mengandung suatu struktur yang konstan yang disebut inti.
Pada tahun 1840, Johannes E. Purkinye (1787-1869), seorang yang berkebangsaan Cekoslovakia, memperkenalkan istilah protoplasma.
Pada tahun 1861, W. Schultze menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik dari kehidupan. Protoplasma adalah substansi hidup yang berbatas membran dimana di dalamnya terdapat inti atau nukleus (Karp, 1984).
Pada tahun 1938, Mathias J. Schleiden (1804-1882), seorang ahli pengetahuan berkebangsaan Jerman, melaporkan bahwa tubuh tumbuhan tersusun atas sel.
Secara terpisah, pada tahun 1839 Theodore Schwann (1810-1882) yang juga seorang ahli pengetahuan berkebangsaan Jerman, melaporkan bahwa tubuh hewan tersusun atas sel. Schwann kemudian mengusulkan dua azas yang dikenal dengan teori sel, yaitu: Semua organisme terdiri atas sel, dan sel merupakan unit dasar organisasi kehidupan.
Sepuluh tahun kemudian R. Virchow (1821-1902) mengusulkan azas ketiga teori sel yang berbunyi: Semua sel berasal dari sel yang telah ada sebelumnya (Omnis cellula e cellulaI) (Sheeler & Bianchi, 1983). Kemudian Louis Pasteur (1908-1895) mengemu-kakan teori biogenesis yang menyatakan bahwa setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya (Omne vivum e vivo). (Thorpe, 1984; Sheeler and Bianchii, 1983; dan Albert et al., 1984)
Teori-teori sel :
1.  Sel sebagai satuan structural  ( Theodore Schwann dan M.J.Schleiden) tahun 1838

• Setiap makhluk hidup tersusun atas sel
• Sel merupakan bagian terkecil penyusun makhluk hidup
• Organism terbagi atas : satu sel ( uniseluler) dan banyak sel ( multiseluler)

2.  Sel sebagai satuan fungsional (Max Schultze,1825-1874)

• Setiap sel yang ada memiliki fungsinya masing-masing seperti transpirasi, gutasi, respirasi , dll.

3.  Sel sebagai satuan pertumbuhan (Rene Dutrochef)

• Makhluk hidup mengalami pertumbuhan ditandai dengan adanya penambahan volume tubuh. Pertambahan volume tubuh berasal dari pertambahan volume sel dan adanya perbanyakan jumlah sel sehingga makhluk hidup dapat bertumbuh.

4.  Sel sebagai satuan hereditas (Edmund Wilson)

• Hereditas adalah penurunan sifat keturunan. Penurunan ini dilakukan oleh kromoson yang terdapat didalam inti sel.

5.  Sel sebagai satuan reproduksi

• Sel mengalami pembelahan sel
• Omnis cellulae ex cellulae

SEL SEBAGAI SATUAN KEHIDUPAN
Sel sebagai suatu unit terkecil secara struktur serta fungsional penyusun makhluk hidup. Sel sebagai satuan kehidupan karena sel merupakan satuan terkecil dalam individu yang melakukan aktifitas-aktifitas kehidupan seperti metabolism, transportasi sel , pembelahan sel , dll.
Didalam sel juga terdapat materi genetic yang membawa informasi genetic dari sel yang akan diwariskan. ( mokosuli, 2008)
KETERATURAN HIERARKIS KEHIDUPAN
Dunia kehidupan merupakan suatu hierarki, dimana setiap setiap struktur biologis merupakan pengembangan dari tingkatan dibawahnya.
Diawali dari tingkat yang paling rendah yaitu molekul,atom dan partikel subatomic yang merupakan tingkat dasar fungsional dalam biokimia.(campbell,2002)
Selanjutnya organela. Organela adalah subunit dari sel. Organela mempunyai fungsi spesifik dalam sel sebagai suatu system. Sebagai contoh pada membrane mitokondria terjadi transport electron dan enzim ATPsintase untuk mensintesis ATP sebagai energy seluler.
Sel adalah unit dasar semua makhluk hidup. Setiap sel memiliki materi genetic (DNA dan RNA),membutuhkan energy kimia dsb. Paling tidak makhluk hidup harus memiliki metabolism kimiawi(biokimia) dan informasi genetic.(mokosuli,2008)
Jaringan (pada organ multiseluler). Kelompok sel yang menunjukan fungsi spesifik. Sebagai contoh otot jantung ditemukan dijantung dan bekerja unik pada kontraksi otot jantung untuk memompa darah.
Organ. Kelompok sel-sel atau jaringan yang membentuk satu fungsi bagi tubuh. Contohnya jantung. Jantung adalah organ yang memompa darah dalam system kardiovaskuler.(mokosuli,2008)
System organ ada pada organism multiseluler. Kelompok sel,jaringandan organ yang bekerja pada fungsi yang spesifik. Sebagai contoh, system kardiovaskuler berfungsi dalam sirkulasi darah.
Individu adalah satu atau lebih sel ditandai oleh susunan DNA yang spesifik. Dapat bersifat uniseluler atau multiseluler. Organism multiseluler memiliki spesialisasi dalam bentuk dan tipe sel serta pembelahan sel, jaringan, organ dan system organ.
Spesies adalah kelompok individu sejenis yang dapat melakukan perkawinan secara fertile.
Populasi adalah kelompok individu sejenis yang ada pada area geografis terbatas.
Komunitas adalah hubungan antara kelompok spesies yang berbeda. Sebagai contoh komunitas yang terdiri atas kelinci, ular, burung, tikus, tumbuhan kaktus dll.
Ekosistem adalah interaksi antara kelompok kecil organisme satu dengan yang lainnya dan dengan lingkungan hidupnya.
Biosfer adalah keseluruhan makhluk hidup dan lingkungannya. Pada dasarnya dimana kehidupan terjadi, mulai dari atmosfer sampai pada bagian tanah.(mokosuli,2008)

Komponen Kimiawi Sel

Sel tersusun atas protoplasma yang mengandung bahan organik dan anorganik.
1. Senyawa organik: air, garam mineral dan gas.
a. Air, merupakan jumlah yang paling besar dalam protoplasma. Fungsi air antara lain: sebagai pelarut baik senyawa organik maupun organik, pelarut elektrolit, mempertinggi tegangan permukaan, berlangsungnya reaksi dalam metabolisme san transportasi zat makanan.
b. Garam mineral. Ion yang terdapat dalam protoplasma berasal dari:
- garam (NaCl, CaSO4, MgCl2, MgCl2, KH2PO4),
- asam (HCl, HNO3)
- basa ( NaOH, KOH)
- kation ( H+, NH4+, Ca2+, K+, Na+)
- anion (OH-, HCO3-, Cl-, NO3-)
c. Gas ( O2, N2, CO2)

2. Struktur kimia organik antara lain tersusun atas karbohidrat, lemak dan protein.
a. Karbohidrat
Fungsi Karbohidrat:
sumber energi, cadangan energi dan komponen struktural organel dan bagian sel lainnya.
Unsur penyusun Karbohidrat: karbon (C), oksigen (O) dan Hidrogen (H).
Macam Karbohidrat:
* Monosakarida : Triosa (Gliseraldehid, dihidroksi), Pentosa ( DNA, RNA, ADP dan ATP), Heksosa (glukosa, fruktosa dan galaktosa)
* Oligosakarida : disakarida ( maltosa, laktosa), trisakarida (manotriosa), polisakarida( homopolisakarida- amilum, glikogen, inulin, lignin, selulosa; heteropolisakarida; kitin, heparin).
b. Lipid (lemak)
Dibangun oleh: gloserol dan asam lemak.
Sifat : tidak latut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti eter, kloroform, dan alkohol.
Fungsi : sebagai komponen membran plasma, hormon dan vitamin, sebagai sumber energi.
Macamnya berdasarkan bentuk:
• lemak sederhana : dibangun oleh satu gliserol dan tiga asam lemak (trigliserida).
• Lemak gabungan : merupakan ester asam lemak yang jika dihidrolisis menghsilkan asam lemak, alkohol dan zat lainnya. Contoh:
- Fosfolipid (sfingolipid yang terdapat pada selubung meilin sel saraf),
- glikolipid ( serebrosida dan gangliosida)
- Lipoprotein
- Karotenoid ( hemoglobin dan klorofil).
• Turunan lemak : steroid (hormon kelamin, vitamin D kolesterol dan estradiol.
c. Protein
Fungsi :
• sebagai katalik : contohnya : enzim
• sebagai mekanik: contohnya: protein otot
• mengganti bagian yang rusak dan membangun subtansi sel yang baru.
Sifat : amfoter ( gugus amino: basa sedang gugus karboksil asam).
Penggolongan protein berdasarkan komposisi kimianya:
• protein sederhana :jika dihidrolisis hanya menghasilkan asam amino. Contohnya: albumin dan globulin.
• Protein gabungan: jika dihidrolisis menghasilkan asam amino dan senyawa lainnya. Contohnya glikoprotein, nukleoprotein, lipoprotein dan kromoprotein (Hb dan hemosianin).
d. Asam Nukleat
Merupakan materi inti sel dan merupakan polimer nukleotida, yang dihidrolisis akan menghasilkan fospat (P), Gula pentosa ( ribosa/ deoksiribosa) dan basa Nitrogen.
Macamnya : asam ribonukleat (RNA) dan deoksiribonukleat (DNA).
Fungsi : untuk mengontrol aktivitas sel dan membawa informasi genetik.

eukariotik hewan

Pada edisi posting terdahulu mengenai sel prokariotik dan eukariotik, kita telah sedikit belajar mengenai perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik dari sifat maupun komponennya. Nah ada yang tertinggal yaitu kloroplas, jadi lanjut yuk belajarnya. Simak baik-baik posting edisi lanjutan ini.
h. Kloroplas
Kloroplas hanya dapat ditemukan pada sel tumbuhan dan beberapa ganggang saja. Pada sel tumbuhan biasanya kloroplas ditemukan dalam bentuk seperti cakram yaitu dengan bentuk bulat pipih. Di dalam kloroplas terdapat cairan pengisi (matriks) disebut stroma. Stroma memiliki sistem membran tilakoid yang biasanya membentuk tumpukan yang disebut grana. Di dalam membran tilakoid  terdapat zat warna klorofil untuk fotosintesis.

Struktur Sel Tumbuhan lengkap dengan organelanya

Berikut tabel perbedaan antara sel-sel prokariotik dengan eukariotik.

Baca selengkapnya »

Sel Prokariotik dan Eukariotik

Diposkan oleh Mika Putra di 10.21 Rabu, 20 Oktober 2010 0 komentar

Sel merupakan unit fungsional terkecil dalam makhluk hidup. Maksudnya adalah sel dapat hidup dan menjalankan fungsinya tanpa memerkukan kehadiran sel lainnya. Dalam perkembangannya, sel dibedakan menjadi dua (2) kelompok yaitu prokariotik dan eukariotik. Pembagian ini didasarkan dari ada atau tidaknya selaput inti. Nah pada artikel kali ini kita akan sedikit membahas mengenai perbedaan kedua kelompok sel ini.
1. Sel Prokariotik
Prokariotik berasal dari gabungan dua kata yaitu pro dan karion. Pro artinya sebelum dan karyon berarti inti. Jika diterjemahkan secara ilmiah berarti “belum berinti”. Hal ini bukan berarti sel prokariotik tidak memiliki inti sel melainkan komponen inti selnya berada dan tersebar di dalam membran plasma (tersebar dalam sitoplama).Sel prokariotik merupakan sel yang tidak memiliki selaput inti.
Yang termasuk ke dalam kelompok sel prokariotik yaitu ganggang hijau-biru dan bakteri. Ganggang hijau biru (Cyanobacteria) memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan bakteri dan memiliki klorofil a, inilah yang membedakan dengan bakteri pada umumnya.
Biasanya, sel prokariotik memiliki dinding sel dari bahan selain selulosa dan relatif lebih tebal ukurannya atau ada pula yang memiliki lendir dari bahan protein. Pada umumnya sel prokariotik cara reproduksinya yaitu aseksual dengan cara membelah diri secara biner.
Sel prokariotik dengan ukuran terkecil adalah Mikoplasma (Pleuropneumonia Like Organism). Organisme ini menimbulkan penyakit pada manusia.

2. Sel Eukariotik
Sel eukariotik memiliki struktur tubuh yang lebih maju dari pada sel prokariotik. Biasanya memiliki massa yang jernih dan bentuk tidak teratur dengan bagian tengah terdapat bangunan dengan warna lebih pucat yaitu inti sel (nukleus).