Sel sebagai Dasar Kehidupan
Pendahuluan
Sel
merupakan unit struktural dan fungsional organisme hidup. Teori ini memang
sesuai karena baik hewan maupun tumbuh-tumbuhan tersusun atas unsur-unsur yang
selalu terulang dalam tubuh makhluk hidup. Organisme terkecil terdiri dari sel
tunggal; sebaliknya, tubuh manusia mengandung sedikitnya 1014 sel.
Terdapat berbagai jenis sel, yang amat bervariasi dalam ukuran, bentuk dan
fungsi khususnya. Dalam segenggam tanah, atau segelas air kolam terdapat berbagai
jenis organisme uniselular. Dan, di dalam tiap organisme multiselular yang
lebih tinggi (tubuh manusia atau tanaman jagung), terdapat puluhan atau ratusan
jenis sel yang berbeda, semuanya terancang secara khusus untuk bersama-sama
berfungsi di dalam bentuk jaringan dan organ. Tetapi, bagaimanapun besar dan
kompleksnya organisme tersebut, setiap jenis sel mempertahankan sifat khusus
dan kebebasannya.
A.
Sejarah Perkembangan Biologi Sel
Sel
mempunyai dimensi yang kecil, maka penemuan sel baru terjadi setelah ditemukan
mikroskop alat yang tersusun dari lensa-lensa yang mampu membentuk bayangan,
diperbesar pada objek-objek yang kecil.
Pada
tahun 1665 Robert Hooke, seorang berkebangsaan Inggris, melaporkan bahwa dari
pengamatannya dengan menggunakan mikroskop terhadap irisan gabus botol ia
melihat bahwa gabus tersebut mempunyai struktur seperti rumah lebah.
la memberi nama "sel" pada kompertemen yang
dilihatnya. Istilah
ini berasal dari bahasa latin, "cellula"
berarti bilik kecil.
Gambar 2.1 Mikroskop dan hasil
pengamatan sel gabus
la berkesimpulan pula bahwa tiap
bagian itu menyeluruh dibatasi oleh dinding, yang dilihat oleh Robert Hooke itu
pada hakekatnya adalah dinding-dinding sel pada jaringan mati pada tumbuhan,
yang semula dihasilkan oleh sel-sel hidup yang diliputinya. ,
Tahun 1835 Durjadin, menyatakan bahwa di dalam sel
terdapat suatu zat yang kental. Zat inilah yang sekarang dikenal dengan nama
protoplasma. Pada tahun 1838 Matthias Von Schleiden berkesimpulan bahwa tubuh
tumbuhan tersusun oleh sel-sel, dan bahwa sel-sel embrio tumbuhan timbul dari suatu sel. Di
pertengahan abad 19
tercetuslah konsep yang menyatakan bahwa semua sel berasal dari sel yang telah
ada. Virchow menyatakan "omnis cellula
a cellula" (Issoegianti, 1993).
Pada tahun 1839 Thoedore Schwann mempublikasikan laporan yang lebih
komprehensif mengenai dasar sel pada kehidupan hewan, Schwann menyatakan bahwa
semua jaringan, baik otot maupun saraf, elastis atau kaku, terdiri dari
sel-sel, konsep bahwa sel adalah unit elementer universal dari struktur dan
fungsi nyarik merupakan dasar "teori sel". Laporan Sehleiden dan
Schwann tersebut, keeuali memberi formulasi "teori sel", juga memberi
perhatian khusus pada inti sel, yang ditemukan beberapa tahun sebelumnya oleh
Robert Brown, hubungannya dengan fungsi sel.
Pada akhir abad ke-19 para ahli mulai menganalisis struktur dan fungsi sel.
Hal pertama mengenai asal usul sel, Dalam tahun 1855 Robert Remak dan Rudolf
Virchow mengajukan konsep mengenai asal sel; sel-sel hanya dapat timbul oleh
adanya pembelahan sel yang telah ada. Menjelang abad ke-20, banyak pakar
menemukan berbagai jenis struktur atau bentukan di dalam sel. Misalnya: Benda
menemukan mitokondria, Golgi menemukan diktiosom, Bonim mendapatkan
ergastoplasma dan de Duve membuktikan adanya lisosoma. Dengan kemajuan
teknologi dan ditemukannya alat-alat yang canggih, saat ini di ketahui bahwa
struktur dan kegiatan sel tidak sesederhana seperti yang diduga semula.
Sel-sel
eukariota menunjukkan bentuk yang sangat bervariasi; bentuk sesuatu sel umumnya
tergantung pada fungsinya. Sel-sel darah pada Mammalia berbentuk bikonkaf,
suatu keadaan yang bertujuan untuk menambah luas area permukaan untuk
efektivitas dalam penggantian CO2 dan O2 dengan
lingkungannya. Sel-sel epitel pada kulit berbentuk rata. Sel-sel yang terkumpul
di sekeliling tubulae berbentuk baji atau hampir seperti kubus, ialah yang
terdapat pada pankreas dan ginjal. Sel-sel otot memanjang atau berbentuk
gelendong, memungkinkan adanya kontraksi dan ekspansi menurut aksis
longitudinalnya. Sel-sel saraf mempunyai perpanjangan yang memungkinkan
pengiriman informasi melalui jarak yang jauh, dan terkoordinasi pada pelbagai
bagian pada organisme.
Bentuk sel tumbuhan juga bermacam-macam. Ada yang seperti peluru, kubus,
poliedris, prisma, memanjang, seperki sangat erat hubungannya dengan fungsinya
masing-masing.
Mengenai ukuran sel juga bervariasi, balk pada bakteri, tumbuhan, maupun
hewan. Sebagai contoh dapat disebutkan bahwa penampang lintang sel tumbuhan
mempunyai ukuran rata-rata 1/1000 – 1/10 mm (10 - 100 µm). Tetapi ada pula sel
sel yang mempunyai diameter lebih dari 1 mm, hingga dapat dilihat dengan mata
biasa, misalnya sel-sel empulur batang atau sel-sel daging buah. Panjang sel-sel
serabut ada yang sampai beberapa ratus mm, sedang panjang sel-sel getah dapat
mencapai beberapa meter.
B. Teori Sel
Walaupun beberapa penelitian
membuat masukan awal bagi pengetahuan teori sel kita, dua orang peneliti yang
berkebangsaan Jerman yaitu ahli botani Matthias Schleiden dan ahli zoology
Theoder Schwann, mendapatkan pujian karena telah memberikan pernyataan tentang
teori sel yang ringkas belumlah secara meluas. Schleiden dan Schwan, dalam
tulisannya yang dipublikasikan pada tahun 1838 dan 1839, menunjukkan bahwa
tumbuhan dan hewan merupakan kumpulan sel-sel yang tersusun menurut aturan terbatas. Melalui
tulisan-tulisannya ini mereka memperkenalkan konsep bahwa sel merupakan unit
kehidupan, dan ini mampu mendapatkan dukungan dari ahli-ahli biologi pada awal
abad ke-19.
Perluasan teori sel yang penting
dinyatakan oleh Rudolf Virchow pada tahun 1855, bahwa sel-sel yang baru hanya
dapat dihasilkan melalui pembelahan sel-sel yang ada sebelumnya. Sel-sel tidak
dihasilkan secara spontan dari benda yang tidak hidup. Akibatnya seluruh sel
yang ada sekarang dapat diusut nenek moyangnya kembali ke waktu-waktu yang
lampau, hal ini ditunjukkan oleh August Weissman pada kira-kira tahun 1880.
Dalam
lingkup yang lebih kompleks, teori sel mengandung makna (Villee et al., 1985 dalam Adnan, 2003), yaitu:
- Semua makhluk hidup terdiri
atas sel,
- Sel yang baru dibentuk,
berasal dari pembelahan sel sebelumnya,
- Semua sel memiliki kemiripan
yang mendasar dalam hal komposisi kimia dan aktivitas metabolismenya,
- Aktivitas dari suatu
organisme dapat dimengerti sebagai aktivitas kolektif, dan
interaksi-interaksi dari unit-unit seluler bergantung satu dengan yang
lainnya.
C. Alat Bantu
Mempelajari Sel
Salah satu alat yang sangat
penting untuk mempelajari struktur sel adalah mikroskop. Sel-sel pertama
diamati oleh Robert Hooke pada tahun 1665 pada saat mengamati sepotong gabus
dengan menggunakan salah satu mikroskop sederhana pada abad ke-17. Apa yang
dilihat oleh Hooke adalah dinding sel dari sel-sel gabus yang mati. Pada penyelidikannya
yang lain Hooke mengamati kandungan sel, dan hanya beberapa abad kemudian
terbukti bahwa bagian terpenting dari sel adalah isinya bukan dindingnya.
Mikroskop cahaya biasa (secara besar-besaran diperhalus sejak masa Hooke)
memungkinkan ahli-ahli biologi mengamati struktur sel. Mikroskop cahaya, adalah
jenis mikroskop yang digunakan oleh para pelajar pada kebanyakan laboratorium
sekolah, mengandalkan cahaya tampak (visible
light) sebagai sumber cahaya (illuminasi). (Mikroskop cahaya yang lebih teliti
lagi adalah mikroskop fase kontras, yang mempunyai lensa khusus yang dapat
menemukan perbedaan-perbedaan kecil dalam indeks bias bagian-bagian suatu sel).
Selama tiga dekade yang lalu
perkembangan mikroskop elektron memungkinkan para peneliti mempelajari detail
yang lebih halus (ultrastruktur) dari sel. Mikroskop elektron menggunakan
sorotan elektron (panjang gelombang sekitar 0,5 nm). Pembesaran adalah
perbandingan ukuran gambar yang tampak di bawah mikroskop dengan ukuran objek
yang sebenarnya. Mikroskop cahaya dapat memperbesar suatu struktur sekitar 1000
kali, sedangkan mikroskop elektron dapat memperbesar sampai 250.000 kali atau
lebih.
Keuntungan utama dari mikroskop
elektron adalah kelebihannya dalam hal kemampuan memisahkan. Kemampuan ini
lebih penting daripada pembesaran, kemampuan memisahkan untuk merasakan detail
halus dan ditunjukkan sebagai jarak minimum antara dua titik yang dapat
dibedakan karena terjadi pemisahan, titik-titik yang jelas lebih tampak
dibanding titik tunggal yang buram. Kemampuan memisahkan tergantung pada mutu
lensa dan pada panjang gelombang yang digunakan. Mikroskop cahaya dengan lensa
terbaik dapat memisahkan objek sekitar 500 kali lebih baik dibanding mata
manusia biasa sedang mikroskop elektron mempunyai kemampuan memisahkan lebih
dari 10.000 kali dibanding manusia. Hal ini mungkin karena sorotan elektron
yang digunakan sebagai sumber iluminasi mempunyai panjang gelombang yang jauh
lebih pendek dibanding cahaya tampak. Gambar yang dibentuk oleh mikroskop
elektron tidak dapat diamati secara langsung. Pertama-tama harus diproyeksikan
pada layar televisi atau papan fotografi. Suatu fotograf yang diambil dengan
suatu mikroskop elektron disebut mikrograf elektron atau ME.
Pada mikroskop elektron
transmisi, sorotan elektron dilakukan pada spesimen dan membentur papan
fotografi atau suatu layar fluoresen. Spesimen ditanam pada plastik dan harus
dipotong dalam potongan yang ultra tipis sehingga sorotan elektron dapat
melaluinya. Jenis mikroskop elektron ini sangat bermanfaat untuk mempelajari
detail pada struktur bagian dalam sel. Pada mikroskop elektron scanning,
sorotan elektron tidak dilakukan pada spesimen tapi menyebabkan elektron
sekunder diemisikan dari permukaan, yang telah diselimuti dengan emas. Kontur
spesimen menyebabkan bermacam-macam sudut dimana sorotan membentur diberbagai
titik pada spesimen., Hal ini menunjukkan variasi dalam hal intensitas dimana
elektron sekunder diemisikan rekaman emisi dari spesimen menghasilkan gambar
tiga dimensi yang alami. Jenis mikro berat yang khusus ini memberikan informasi
mengenai bentuk dan permukaan spesimen yang tidak dapat diperoleh dari
mikroskop elektron transmisi. Kekurangan mikroskop elektron adalah bahwa dengan
teknologi yang ada sekarang ini, spesiemen hidup tidak dapat diamati (untuk
mencegah penyebaran mereka oleh molekul udara, elektron harus diatur melalui
vakum).
D. Bentuk dan Ukuran
Sel
Sel tumbuhan dan hewan terdapat
dalam berbagai ukuran, bentuk, warna dan struktur bagian dalam, akan tetapi
seluruhnya mempunyai sifat tertentu yang umum. Setiap sel terdiri dari suatu
tali yang sangat halus yang terbuat dari bahan serupa gel dikelilingi oleh
suatu membran sel. Kebanyakan sel mengandung satu inti dan struktur bagian
dalam lainnya yang disebut sebagai organel yang mempunyai fungsi-fungsi khas.
Kebanyakan sel mempunyai ukuran
yang mikroskopik. Ukuran sel hewan rata-rata berdiamater 15 μm sedang sel
tumbuhan sekitar 40 μm. Sel yang terbesar adalah telur burung, tapi ini sangat
terspesialisasi dan bukan merupakan sel khusus yang sebenarnya. Kebanyakan sel
telur terdiri dari kuning telur, yang merupakan makanan bagi pertumbuhan burung
tapi bukan merupakan bagian dari struktur sel yang mempunyai fungsi. Cangkang
maupun bagian putih telur dari telur burung dianggap bagian dari sel, karena
struktur terdiri dari bahan yang tidak hidup yang disekret melalui oviduct
induk burung. Sel yang paling kecil adalah dari mikroorganisme tertentu yang
diameternya kurang dari 0,3 μm.
Ukuran dan bentuk sel berhubungan
dengan fungsi khusus yang harus dilaksanakan oleh sel. Walaupun sel cenderung
mempunyai bentuk yang spesifik akan tetapi banyak jenis sel mempunyai bentuk
sifat yang lain (Gbr 3-1). Beberapa sel, seperti amoeba dan sel darah putih
mempunyai kemampuan untuk merubah bentuk pada saat mereka bergerak. Sel sperma
mempunyai ekor serupa cambuk yang panjang yang digunakan dalam gerakan. Sel-sel
saraf mempunyai perluasan yang panjang yang memungkinkannya untuk menstransmit
pesan dalam jarak yang besar dalam tubuh. Sel-sel epitel yang khusus menutupi
permukaan tubuh, nampak seperti balok-balok bangunan yang tipis.
Gambar
2.2. Ukuran dan bentuk sel yang berhubungan dengan fungsi-fungsinya. (a) Bentuk
amuba berubah pada saat bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya. (b) sebuah
ovum (sel telur) dan sel-sel sperma. Ovum adalah satu jenis sel yang terbesar;
sel-sel sperma relatif lebih lebih kecil. Ekor yang yang panjang (flagel)
digunakan oleh sperma untuk bergerak. Sperma dapat bergerak ke arah telur
dengan cara menyentakkan flagel. (c) Sel-sel saraf yang khusus mentransmit
pesan dari satu bagian tubuh ke bagian lainnya. (d) Sel-sel epitel bergabung
membentuk jaringan yang menutupi permukaan tubuh dan melapisi saluran-saluran
tubuh. (e) Bagian terbesar organ dari sebagian besar tumbuhan yang masih muda
terdiri dari sel-sel parenkim (Villee, at
al. 1985).
E.
Sel Prokariot dan Eukariot
Semua sel
mempunyai sifat umum yang sama yaitu memiliki membran plasma (pembatas sel yang
bersifat selektif). Bagian yang dibungkus oleh membran plasma adalah substansi
semifluida seperti jelly yang disebut cytosol. Selain itu, semua sel
juga memiliki kromosom pembawa gen dalam bentuk DNA, dan memiliki ribosom yaitu
organel kecil yang berfungsi sebagai penyusun protein sesuai instruksi dari
gen. Berdasarkan kejelasan membran inti maka sel-sel dibagi dalam dua kelompok
besar yaitu sel prokariotik dan el eukarotik.
Sel
Prokariotik
Sel prokariot merupakan mahluk yang pertama-tama
muncul dalam evolusi biologi. Fosilnya masih berbentuk sel yang kita kenal
sekarang, tercatat berumur lebih dari tiga ribu juta (3 x 109)
tahun, telah ditemukan pada batu tulis kuno di Afrika dan di Australia. Sel
eukariot yang muncul mungkin pada ribuan juta tahun setelah prokariot,
berukuran lebih besar, lebih kompleks, dan memperlihatkan kisaran ragam dan
perbedaan yang lebih luas. Golongan ini merupakan jenis sel yang ditemukan pada
semua hewan, tanaman dan jamur bersel banyak (fungsi).
Istilah prokariot diturunkan dari bahasa Yunani yang
berarti kacang, biji, atau inti. Prokariot berarti "pra inti," Pada
prokariot, senyawa genetik ditempatkan di dalam suatu badan inti atau badan
serupa inti yang agak acak dan tidak dikelilingi oleh membran. Sekarang, kita
akan menelaah sel prokariot dan eukariot secara lebih terinci
Prokariot terdiri dari kira-kira 3000 spesies
bakteri, termasuk organisme yang umumnya disebut ganggang hijau biru
(blue-green algae). Ganggang hijau-biru merupakan suatu keluarga khusus dari
bakteri; nama modern yang lebih disukai adalah cyanobacter (cyano = biru).
Golongan sianobakteri berbeda dengan golongan lain, dan sering terpisah
sendiri, karena golongan ini melangsungkan sistem fotosintesis yang dapat
menghasilkan oksigen, menyerupai sistem pada tumbuhan hijau tingkat tinggi.
Walaupun beberapa kelas bakteri lainnya dapat melakukan fotosintesis, aktivitas
ini tidak menghasilkan oksigen. Bahkan, kebanyakan spesies bakteri bersifat
non-fotosintetis dan memperoleh energi dari pemecahan zat makanan dari
lingkungannya. Terdapat kira-kira 20 famili prokariot, yang dibedakan atau
diberi nama menurut bentuk, kapasitas gerak, karakteristik pewarnaan, zat
makanan yang disukai, atau produk yang dihasilkan. Beberapa bakteri bersifat
patogenik (penyebab penyakit), tetapi banyak yang amat bermanfaat. Di antara
prokariot terdapat golongan yang berukuran amat kecil yang biasanya hidup
sebagai parasit di dalam organisme lain.
Sel prokariot, walaupun tidak terlihat oleh mata dan
tidak kita kenal seperti hewan dan tumbuhan tingkat tinggi, menyusun bagian
yang amat penting dari keseluruhan biomassa bumi. Mungkin tiga-perempat dari
semua senyawa hidup di bumi terdiri dari orga nisme mikrosicopis, terutama
prokariot. Lebih jauh lagi, prokariot memegang peranan penting di dalam
pertukaran biologi dari bahan dan energi di muka bumi. Bakteri fotosintetik di
dalam air tawar dan air laut menangkap energi matahari dan menggunakannya untuk
menghasilkan karbohidrat dan bahan selular lainnya, yang kemudian dipergunakan
sebagai makanan oleh bentuk kehidupan lain. Beberapa bakteri dapat melakukan
fiksasi molekul nitrogen (N2) dari atmosfir untuk membentuk senyawa
nitrogen yang bermanfaat. Jadi, prokariot merupakan awal dari berbagai rantai
makanan pada biosfir. Lebih jauh lagi, prokariot juga berpartisipasi sebagai
konsumen akhir, karena berbagai bakteri menguraikan struktur organik tumbuhan
dan hewan yang telah mati, dan mengembalikan produk akhir ini kepada atmosfir,
tanah dan lautan. Di sini, senyawa tersebut dipergunakan kembali di dalam daur
bioiogi unsur karbon, nitrogen dan oksigen.
Sel prokariot juga sangat penting dalam mempelajari
biokimia dan biologi molekuler karena strukturnya yang sederhana, kecepatan dan
kemudahan pertumbuhan sel, dan mekanisme yang relatif sederhana di dalam
reproduksi dan transmisi informasi genetik. Pada kondisi optimum, bakteri E,
colf akan membelah diri setiap 20 sampai 30 menit pada suhu 37°C di dalam
medium glukosa sederhana, garam-garam amonium, dan mineral. Ciri penting lain
dari prokariot adalah bahwa golongan ini bereproduksi dengan cara aseksual yang
amat sederhana. Organisme ini tumbuh hingga ukurannya berlipat ganda, lalu membelah
diri menjadi sel anak yang identik. Tiap sel menerima seperangkat (satu
"copy") materi genetik (DNA) dari sel induk. Sel prokariot hanya
mempunyai satu kromosom, terdiri dari molekul DNA sulur ganda. Lebih jauh lagi,
mutan genetik dari prokariot dapat segera diinduksi dan ditumbuhkan. Karena
sifat-sifat ini, bakteri telah memberikan kepada kita pengetahuan mengenai
dasar-dasar proses molekuler yang terlibat di dalam transmisi informasi
genetik.
Echerichia coli Adalah sel prokariot yang
Paling banyak Diketahui
Escherichia
coli, suatu organisme yang tidak berbahaya yang biasanya hidup di dalam
saluran usus manusia dan banyak hewan tingkat tinggi lainnya, merupakan
prokariot yang paling banyak dipelajari dan mungkin paling banyak dipahami di
antara semua jenis sel. Sel E. coli
berukuran 2 mm (panjang) dan berdiameter sedikit lebih kecil dari 1 pm.
Organisme ini mempunyai dinding pelindung, yaitu sejenis membran sel yang agak
rapuh yang dilapisi dinding pelindung tadi, sitoplasma yang dilindungi membran
dan badan inti sel yang mengandung molekul tunggal DNA dalam bentuk simpul
tidak berujung yang amat panjang, yang seringkali berbentuk lingkaran. Molekul
DNA sel E. coli hampir 1000 kali lebih panjang dari selnya sendiri dan
karenanya harus betul-betul berlipat untuk dapat masuk ke dalam badan inti
sel, yang biasanya berukuran lebih kecil dari 1 gm. Seperti semua prokariot,
tidak terdapat membran yang mengelilingi materi genetik di dalam E. coli,
Selain DNA utama di dalam "inti" (nukleoid), sitoplasma kebanyakan
bakteri mengandung potongan DNA kecil berbentuk lingkaran yang disebut plasmid.
Kita kemudian akan melihat bahwa bagian ini bersifat terpisah dan merupakan
unsur genetik semi-independen yang ternyata membawa perkembangan baru di dalam
biokimia dan rekayasa genetika.
Dinding luar sel E. coli dilapisi oleh selongsong
atau kapsul yang terbentuk dari senyawa berlendir. Dari bagian ini dikeluarkan
suatu struktur serupa rambut yang disebut pili; fungsinya belum diketahui
sepenuhnya. Strain dari E, coli dan bakteri lain yang bersifat motil juga
mempunyai satu atau lebih flagela panjang, yang dapat menggerakkan bakteri di
dalam lingkungan cairnya. Flagela bakteri bersifat lurus, kaku, berbentuk
batang melengkung, kira-kira 10 sampai 20 nm melintang (across). Flagela
melekat pada suatu struktur pada membran yang menyerupai suatu autotransmisi,
yang dapat memutar flagela. Membran sel terdiri dari molekul lipida yang
membentuk dua lapisan tipis (bilayer), dengan berbagai protein yang menembus lapisan
tersebut. Membran ini bersifat ,rermeabel selektif dan mengandung protein yang
dapat melangsungkan pengangkutan nutrien tertentu ke dalam sel dan hasil
buangan ke luar dari sel. Membran sel kebanyakan prokariot juga mengandung
protein penting pembawa elektron, yang dapat mengubah energi oksidatif menjadi
energi kimia ATP. Pada bakteri fotosintetik, membran bagian dalam diturunkan
dari membran plasma yang mengandung klorofil dan pigmen lain penangkap sinar.
Pili: struktur gerak pada
beberapa prokariotik
|
Nucleoid: daerah tempat
beradanya DNA (Tidak dibungkus membran inti)
|
Ribosom: organel yang
mensintesis protein
|
Membran Sel: struktur
pembungkus sitoplasma sel
|
Dinding Sel: struktur
kaku yang terletak diluar membran sel
|
Kapsul: lapisan lendir yang
membungkus sel
|
Flagela: organ gerak pada
prokariot, umumnya lebih panjang dari pili
|
(a) Tipe sel prokariotik, dan strukturnya
|
Gambaran 2.3. Sel Prokariot
Di dalam sitoplasma E. coli terdapat sejumlah unsur
granular. Yang paling jelas adalah ribosom yang terlihat padat pada pewarnaan;
pada prokariot, berdiameter kira-kira 18 nm. Ribosom yang mengandung asam
ribonukleat dan sejumlah molekul protein melangsungkan sintesa protein sel.
Bahkan pada bakteri sederhana, kita melihat suatu
pembagian kerja primitif di dalam sel. Dinding sel merupakan batas terdepan,
bersifat sebagai pelindnng, membran sel melangsungkan pengangkutan nutrien ke
dalam dan hasil buangan ke luar, dan juga meng hasilkan energi kimia sebagai
ATP. Sitoplasma merupakan tempat reaksi enzimatis yang melibatkan sintesa
berbagai komponen sel; ribosom menghasilkan protein; dan badan inti
berpartisipasi dalam penyimpanan dan transmisi informasi genetik.
Gambar 2.4 Perbandingan sel prokariot dan eukariot
Walaupun prokariot bersifat relatif sederhana dan
berukuran kecil dibandingkan dengan sel eukariot, beberapa diantaranya ternyata
mampu melakukan aktivitas yang kompleks. Contohnya, banyak bakteri
memperlihatkan fenomena kemotaksis.
Golongan ini tertarik kepada dan dapat bergerak menuju senyawa kimia tertentu,
terutama nutrien, serta ditolak oleh dan bergerak menjauhi senyawa toksik.
Jadi, organisme ini mempunyai sistem sensori primitif yang dapat
mengkomunikasikan isyarat ke flagelanya, yang akan mendorong sel menuju atau
menjauhi suatu atraktan Golongan ini juga mempunyai daya ingat yang masih
primitif.
Sel beberapa spesies prokariot cenderung bergabung
menjadi suatu kelompok atau filamen, yang memberikan kesan sebagai organisme
multisel primitif, akan tetapi, organisme multisel yang sejati hanya terdiri
dari sel-sel eukariot.
EUKARIOT
Gambar 2.5 Skema sel
hewan
Sel
eukariot berukuran lebih besar dibandingkan dengan prokariot. Sebagai contoh,
hepatosit, jenis sel utama pada hati hewan tingkat tinggi berdiameter kira-kira
20 sampai 30 pan, dibandingkan dengan diameter bakteri yang berukuran I sampai
2 PM. Tetapi, yang leb ih nyata lagi adalah volume sel eukariot yang mencapai
1000 sampai 10.000 kali lebih besar dari volume bakteri. Volume relatif sel
eukariot dan prokariot dapat dihitung dengan pendekatan rumus volume suatu
bulatan (halaman 20). Beberapa sel eukariot berukuran jauh lebih besar dari
kisaran ini, contohnya: pada telur ayam yang belum terfertilisasi, hampir semua
volumenya yang besar diisi oleh persediaan nutrien bagi perkembangan
embrionya. Beberapa sel eukariot berukuran amat panjang. Contohnya, sel
penggerak tertentu dari sistern syaraf manusia, panjangnya dapat melebihi 1
meter. Ciri yang paling utama ialah, bahwa sel eukariot mempunyai inti sel yang
berbentuk baik, yang dikelilingi oleh membran ganda dan oleh struktur internal
yang kompleks. Seperti prokariot, sel-sel eukariot dapat membelah secara aseksual,
akan tetapi, proses ini terjadi dengan cara yang jauh lebih kompleks, yang
dikenal sebagai Sel benih organisme eukariot dapat juga melangsungkan
konyugasi seksual yang kompleks, yang menyangkut pertukaran gen.
Perbedaan
menyolok lainnya di antara eukariot dan prokariot adalah bahwa selain inti sel
yang terbentuk baik, eukariot mengandung sejumlah organel yang dikelilingi
membran, seperti dan masing-masing
mempunyai peranan spesifik di dalam metabolisme dan aktivitas sehari-hari sel.
Sel eukariot mempunyai pembagian kerja yang lebih rumit di antara berbagai
struktur internal, masing-masing struktur memegang peranan khusus di dalarn
aktivitas sel.
Sel semua hewan dan tumbuhan tingkat yang lebih
tinggi dan sel jamur merupakan sel-sel eukariot. Terdapat juga berbagai
eukariot bersel tunggal, termasuk berbagai spesies protozoa, diatome, eugenoid,
ragi, dan lapang berlendir. Karena golongan ini mempunyai jumlah bahan genetik
yang jauh lebih banyak, dan karena organisme ini sering melangsungkan konyugasi
seksual yang memungkinkan pertukaran gen, bentuk kehidupan eukariot mampu
melakukan diferensiasi dan spesialisasi secara lebih luas dibandingkan dengan
prokariot. Jadi, organisme eukariot mempunyai jutaan spesies yang berbeda,
dibandingkan dengan spesies prokariot yang hanya beberapa ribu. Sebaliknya,
organisme prokariot lebih
mampu bertahan terhadap perubahan lingkungannya, dan dapat bereproduksi dengan
kecepatan yang lebih tinggi, yang memberinya kemampuan bertahan pada keadaan
yang amat tidak menguntungkan.
Tabel 2-1. Struktur sel eukariot
dan fungsinya
No.
|
Struktur
|
Deskripsi
|
Fungsi
|
1.
|
Membran sel
|
Bilayer lipid, dimana protein tersebar dalam suatu mosaik cair
|
Proteksi; mengatur masuk keluarnya
bahan dari sel; membantu mempertahankan bentuk sel; hubungan dengan sel lain
|
2.
|
Retikulum endoplasma (RE)
|
Rangka internal bermembran yang
memanjang melalui sitoplasma, membentuk sistem pipa dan gelembung
|
Transpor bahan intrasel
|
RE halus
|
Tidak terdapat ribosom pada
permukaan luar
|
Pada sel tertentu menghasilkan
steroid; meneruskan impuls pada sel otot
|
|
RE kasar
|
Ribosom melekat pada permukaan
luar
|
Menghasilkan dan mengangkut
protein
|
|
2.
|
Ribosom
|
Granul tak bermembran terdiri atas
RNA dan protein; beberapa melekat pada RE
|
Menghasilkan protein
|
3.
|
Kompleks Golgi
|
Tumpukan kantong bermembran yang
pipih
|
Membungkus sekesi; menghasilkan
lisosom
|
4.
|
Lisosom
|
Kantong bermembran mengandung
enzim hidrolitik
|
Melepaskan enzim untuk
menghidrolisis protein dan bahan lain termasuk bakteri tercerna; berperan
dalam kematian sel
|
5.
|
Vakuola
|
Kantong bermembran
|
Mengandung bahan tercerna atau
sekresi sel atau buangan
|
6.
|
Mitokondria
|
Kantong terdiri dari dua membran;
membran dalam terlipat-lipat membentuk Krista
|
Tempat reaksi respirasi sel;
pembangkit tenaga bagi sel
|
7.
|
Plastida
|
Bermembran; kloroplas mengandung
tilakoid serupa mangkuk
|
Kloroplas mengandung klorofil,
yang menyerap energi pada fotosintesis
|
8.
|
Mikrotubul
|
Pipa tak bermembran, berongga dan
tersusun secara spiral dengan dinding dari protein tubulin
|
Sebagai pendukung struktural;
mungkin berperan dalam gerakan sel; komponen sentriol, silia dan flagella
|
9.
|
Peroksisom
|
Kantong bermembran yang mengandung
enzim oksidasi
|
Peroksisom melaksanakan reaksi
metabolik dan mengurai H2O2; glioksisom tempat
terjadinya siklus glioksilat dan fotorespirasi
|
10.
|
Mikrofilamen
|
Struktur tak bermembran, serupa
batang terdiri dari protein kontraktil
|
Sebagai pendukung struktural;
mungkin berperan dalam gerakan sel
|
11.
|
Sentriol
|
Tak bermembran; sepasang selinder
berongga terletak dalam sentrosom; setiap sentriol terdiri dari sembilan
mikrotubul tripel
|
Di dalam sel hewan spindel mitosis
terbentuk diantara struktur ini.
|
12.
|
Silia
|
Tak bermembran; pipa berongga
terdiri dari dua mikrotubul pusat dan sembilan peripheral; memanjang keluar
sel
|
Menggerakkan bahan di luar sel.
Sel-sel berrsilia yang melapisi saluran pernapasan bergetar untuk
mengeluarkan mukus dari paru-paru, tidak terdapat pada semua sel.
|
13.
|
Flagella
|
Pipa berongga tak berrmembran,
terdiri dari dua mikrotubul pusat dan sembilan peripheral; memanjang keluar
seal; lebih panjang dibanding silia
|
Pergerakan seluler; di dalam tubuh
manusia hanya terdapat pada sel-sel sperma.
|
14.
|
Nukleus
|
Struktur seperti bola besar
dikelilingi oleh sautu membran inti yang ganda; mengandung nukleolus dan
kromosom
|
Pusat pengaturan sel; mengandung
kromosom
|
15.
|
Nukleolus
|
Tak bermembran; dikelilingi badan
granul di dalam nukleus; terdiri dari RNA dan protein
|
Merakit ribosom; kemungkinan
mempunyai fungsi yang lain
|
16.
|
Kromosom
|
Tak bermembran; struktur seperti
benang panjang, terdiri dari DNA dan protein
|
Mengandung gen (unit hereditas
yang mengatur struktur dan aktivitas sel
|
(Sumber: Villee, at al. 1985)
Selanjutnya akan kita bahas satu per satu di bab berikutnya.
0 komentar:
Posting Komentar