Struktur dan Fungsi Sel
Ketika melihat dinding dari sebuah rumah, Anda pasti melihat bahwa dinding tersebut tersusun atas ratusan batu bata merah. Begitu pula dengan tubuh kita, tersusun atas unit-unit yang sangat kecil. “Batu bata merah” tubuh kita dinamakan dengan sel. Sel tidak dapat dilihat dengan mata telanjang karena sangat kecil. Di dalam setiap sel, terdapat sejumlah aktivitas yang sangat kompleks. Semua makhluk hidup, mulai dari bakteri sampai dengan gajah, tersusun atas sel-sel. Sel-sel dari setiap makhluk hidup memiliki struktur dan fungsi yang sama.Semenjak penemuan sel, para ilmuwan telah banyak melakukan penelitian mengenai bagaimana cara kerja sel. Pada perkembangannya, selalu muncul teknik baru dalam mempelajari sel.
Perkembangan Teori Sel
Sel berasal dari kata cellula yang berarti ruang kecil. Pada 1665, seorang ilmuwan Inggris, Robert Hooke, meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Robert Hooke melihat bahwa sayatan gabus tersebut tersusun atas ruangan-ruangan kecil. Hooke memberi nama ruangan-ruangan kecil tersebut dengan nama sel.Pada 1835, ahli biologi berkebangsaan Prancis, Felix Dujardin, menemukan bahwa banyak mikroorganisme yang tersusun atas satu sel saja. Dujardin juga mengamati bahwa bahan atau substansi dari semua sel hidup adalah sama.
Tiga tahun kemudian, seorang ahli Botani Jerman, Matthias Jakob Schleiden, menyatakan bahwa semua tumbuhan tersusun atas sel-sel. Tidak lama kemudian, ahli Zoologi Jerman, Theodor Schwann, menyimpulkan bahwa semua hewan tersusun atas sel-sel pula. Shcleiden dan Schwan kemudian menduga bahwa sel adalah komponen dasar dari seluruh makhluk hidup.
Dua puluh lima tahun kemudian, Rudolf Virchow, ahli biologi Jerman, membuat tulisan bahwa “tubuh adalah sebuah negara dan setiap sel adalah warganya”. Dari penelitiannya tentang pembelahan sel, Virchow menyimpulkan bahwa sel berasal dari sel lainnya.
Hasil observasi dari para ilmuwan selama bertahun-tahun, membentuk suatu teori yang dinamakan teori sel. Teori sel tersebut menyatakan bahwa sel merupakan unit struktural paling dasar dari makhluk hidup; sel adalah unit fungsional dari makhluk hidup; dan semua sel berasal dari sel lainnya melalui proses pembelahan.
Struktur Sel
Setelah Robert Hooke menemukan sel, para ilmuwan telah mengembangkan berbagai teknik yang digunakan untuk mempelajari sel. Salah satu alat yang digunakan adalah mikroskop cahaya. Dengan mikroskop cahaya tersebut, para ilmuwan dapat mempelajari struktur dari sel tersebut.Sel merupakan unit fungsional dan struktural dasar dari suatu makhluk hidup. Sel tersusun atas bagian-bagian, yang masing-masing memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. Apa sajakah bagian-bagian sel tersebut? Apakah fungsi dari setiap bagian sel?
Membran Sel
Satu sel dibatasi oleh membran sel (plasmalema). Membran sel tersusun atas molekul-molekul protein, lapisan senyawa lemak (fosfolipid), air, karbohidrat, dan sedikit kolesterol. Setiap lapisan senyawa lemak, tersusun atas gugus lipid dan fosfat. Gugus lipid dari fosfolipid bersifat tidak suka air (hidrofobik), sedangkan gugus fosfat bersifat suka air (hidrofilik). Gusus lipid sering disebut ekor dan gugus fosfat disebut kepala. Setiap fosfolipid akan saling berpasangan sehingga membentuk dua lapisan (bilayer) fosfolipid yang saling berlawanan.
Inti Sel (Nukleus)
Nukleus adalah struktur berbentuk bulat dan umumnya lebih besar dari organel lainnya. Nukleus berperan dalam mengendalikan seluruh aktivitas sel.
Struktur nukleus dibatasi oleh dua lapisan membran. Membran inti ini memiliki struktur yang mirip dengan membran sel. Membran inti memiliki pori-pori yang hanya bisa dilalui oleh substansi tertentu. Membran inti berfungsi sebagai pelindung inti sel dan tempat pertukaran zat antara materi inti dan sitoplasma. Inti sel memiliki bagian-bagian di dalamnya, seperti berikut ini.
Cairan Inti (Nukleoplasma). Cairan inti merupakan suatu cairan kental berbentuk jeli dan mengandung senyawa kimia yang kompleks misalnya enzim, ion, protein, dan nukleotida.
Anak Inti (Nukleolus). Anak inti merupakan struktur berbentuk bulat yang tersusun atas filamen-filamen dan butiran-butiran. Secara kimiawi, anak inti mengandung DNA, RNA, dan protein. Nukleolus berperan dalam pembentukan ribosom.
Kromatin. Kromatin adalah struktur berupa benang-benang halus yang mengandung DNA (deoxyribonucleic acid). DNA merupakan bahan atau substansi genetik dari suatu organisme. Pada saat sel membelah, kromatin akan memendek dan menebal membentuk kromosom.
Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan koloid kompleks tempat beradanya organel-organel sel dan substansi sel yang tidak hidup. Di dalam sitoplasma berlangsung beberapa proses metabolisme sel, seperti sintesis protein dan respirasi sel. Di dalam sitoplasma terdapat beberapa organel.Mitokondria
Mitokondria mengandung enzim yang dapat melepaskan energi dalam bentuk senyawa kimia ATP (Adenosin Triphosphat). Setiap mitokondria memiliki dua lapis membran, yaitu membran dalam dan membran luar. Membran dalam pada mitokondria membentuk lipatan-lipatan yang disebut krista. Adapun membran luar membatasi mitokondria dengan sitoplasma. Antara membran dalam dan membran luar mitokondria terdapat ruangan yang disebut matriks.
Ribosom
Ribosom merupakan organel berbentuk butiran-butiran yang tersusun atas RNA (ribonucleic acid) dan protein. Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein.
Di dalam sitoplasma, ribosom ada yang menempel pada retikulum endoplasma dan ada yang bebas. Ribosom yang menempel pada retikulum endoplasma berfungsi menyintesis protein-protein untuk disekresikan ke luar sel. Adapun ribosom yang bebas berfungsi menyintesis protein untuk keperluan sel itu sendiri.
Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma (RE) adalah organel yang terdiri atas membran-membran yang tersusun paralel. RE memiliki rongga-rongga (sisterna) yang berbentuk pipih dan tubulus. Sisterna menghubungkan membran inti dengan membran sel.
Retikulum endoplasma terdiri atas dua jenis, yaitu RE kasar dan RE halus. RE kasar adalah RE yang permukaannya ditempeli oleh ribosom. Adapun RE halus, permukaannya tidak ditempeli oleh ribosom. RE memiliki beberapa fungsi, seperti membentuk jaringan citocavitari (sistem sirkulasi intra seluler); menyediakan enzim-enzim di sepanjang RE; berperan dalam transportasi berbagai zat; dan berperan pembentukan fosfolipid, kolesterol, dan karbohidrat.
Badan Golgi (apparatus Golgi)
Pada 1898, Camillo Golgi, menemukan suatu organel yang tersusun atas tumpukan kantung pipih. Organel tersebut kemudian diberi nama badan Golgi. Badan Golgi membentuk vesikula (kantong) yang akan membawa zat-zat yang dihasilkan oleh retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus menuju membran sel. Zat-zat yang dihasilkan RE biasanya berbentuk protein. Di dalam badan Golgi, protein tersebut mengalami perubahan- perubahan lebih lanjut. Badan Golgi biasanya berjumlah banyak dan aktif pada sel-sel sekresi, seperti pankreas dan kelenjar ludah.
Lisosom
Lisosom merupakan vesikula yang berasal dari badan Golgi. Organel ini berbentuk oval atau bulat yang dilapisi oleh satu lapis membran. Lisosom mengandung enzim yang dapat mencerna polisakarida, fosfolipid, lipid, dan protein. Lisosom dapat mencerna dan mengurai organel sel tua atau rusak.
Mikrobodi
Mikrobodi strukturnya mirip dengan lisosom. Contoh mikrobodi adalah peroksisom. Peroksisom mengandung banyak enzim katalase. Enzim katalase berfungsi menguraikan senyawa beracun peroksida (H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2). Pada hewan, peroksisom banyak terdapat di dalam hati dan ginjal. Peroksisom yang hanya terdapat pada tumbuhan disebut glioksisom. Glioksisom berfungsi mengoksidasi asam lemak. Organel ini banyak ditemukan di dalam jaringan lemak pada biji yang sedang berkecambah.
Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan
Theodor Schwann dan Matthias Schleiden ilmuwan yang mengembangkan penelitian sel tumbuhan dan sel hewan. Melalui mikroskop elektron, akan terlihat secara morfologi perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan. Sel tumbuhan dan sel hewan dibedakan dengan ada tidaknya suatu bagian atau organel sel, maupun perbedaan struktur dan fungsi organelnya. Berikut beberapa organel yang hanya dimiliki oleh sel hewan atau sel tumbuhan saja.
Sentriol
Sentriol hanya terdapat pada sel hewan dan Protista. Sentriol merupakan organel berbentuk silinder yang tersusun atas mikrotubulus. Sentriol biasanya terletak di dekat inti sel (nukleus). Organel ini berperan dalam pembelahan sel.
Dinding Sel
Dinding sel terdapat pada tumbuhan. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung sel dan pemberi bentuk sel agar tetap stabil. Dinding sel terletak di sebelah luar setelah membran sel. Pada tumbuhan, dinding sel tersusun atas selulosa dalam jumlah besar, lignin, dan suberin.
Dinding sel pada tumbuhan tersusun atas dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Di antara kedua dinding sel terdapat suatu lapisan yang disebut lapisan tengah (middle lamella). Lapisan tengah ini tersusun atas polisakarida yang menyerupai jeli (pektin). Dinding sel sekunder lebih kuat apabila dibandingkan dinding sel primer, karena dinding sel sekunder mengandung lebih banyak selulosa dan lignin.
Plastida
Organel ini hanya terdapat pada sel tumbuhan. Terdapat dua tipe plastida, yaitu leukoplas dan kromoplas. Leukoplas merupakan plastida yang tidak memiliki pigmen. Leukoplas berfungsi menyimpan makanan cadangan berupa karbohidrat, lipid, ataupun protein. Adapun kromoplas adalah plastida yang memiliki pigmen. Pigmen ini akan memberi warna pada daun, bunga, dan buah. Jenis pigmen pada kromoplas, di antaranya pigmen jingga (karoten), pigmen merah (fikoeritrin), dan pigmen hijau (klorofil).
Kloroplas memiliki pigmen hijau (klorofil) berperan menyerap energi cahaya matahari yang digunakan di dalam proses fotosintesis. Pada tumbuhan, sinar matahari diserap oleh klorofil beserta karbon dioksida untuk direaksikan dengan air dari tanah. Proses fotosintesis menghasilkan molekul makanan dan oksigen. Kloroplas banyak ditemukan di dalam sel mesofil, yaitu jaringan hijau pada daun.
Kloroplas terdiri atas tiga ruang fungsional yang dibentuk oleh sistem membran, yaitu ruang intermembran, ruang tilakoid, dan stroma. Ruang intermembran tersusun atas dua membran yang terbentuk dari sitosol. Ruang tilakoid terbentuk dari sistem membran di dalam kloroplas. Klorofil banyak ditemukan di dalam membran tilakoid. Membran tilakoid ini membentuk dua kompartemen, yaitu ruang tilakoid dan grana. Grana adalah susunan tilakoid yang bertumpuk-tumpuk.
Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik
Sel terdiri atas dua tipe, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Perbedaan yang mendasar dari kedua tipe sel tersebut adalah ada atau tidaknya membran inti sel. Sel prokariotik (pro = sebelum, karyotic = nukleus) merupakan tipe sel yang paling sederhana. Substansi genetiknya (DNA) terkonsentrasi dalam suatu kumpulan yang disebut nukleoid karena tidak adanya membran khusus. Oleh karena itu, sel prokariotik bisa disebut sebagai sel yang tidak memiliki membran inti.Sel eukariotik (eu=sejati) memiliki struktur dan fungsi yang lebih kompleks daripada sel prokariotik. Sel eukariotik sudah memiliki membran inti sel (nukleus).
0 Komentar