38
BAB I
PENDAHULUAN
Latar belakang
Dalam biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup dan merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Sel mampu melakukan semua aktivitas kehidupan dan sebagian besar reaksi kimia untuk mempertahankan kehidupan berlangsung di dalam sel. Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel tunggal, atau disebut organisme uniselular, misalnya bakteri dan amoeba. Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme multiselular yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013 sel. Namun demikian, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel. Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya, sementara tubuh tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah dibuahi. Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing berdiri sendiri. Sel yang sama dikelompokkan menjadi jaringan, yang membangun organ dan kemudian sistem organ yang membentuk tubuh organisme tersebut. Fisiologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang proses, fungsi, dan aktivitas suatu organisme dalam menjaga dan mengatur kehidupannya. Seperti halnya cabang ilmu biologi lain, fisiologi juga mempelajari proses kehidupan yang mirip atau identik pada banyak organisme. Fisiologi sebenarnya merupakan terapan dari fisika dan kimia modern untuk memahami tumbuhan dan hewan. Karena itu, kemajuan fisiologi hampir seluruhnya bergantung pada kemajuan dibidang fisika dan kimia. Kini teknologi ilmu fisika terapan menyumbangkan peralatan untuk membantu penelitian dibidang fisiologi serta pengetahuan dasar. Dalam mempelajari fisiologi yang paling mendasar perlu di pelajari adalah ilmu tentang sel . Tumbuhan termasuk organisme multiseluler yang terdiri dari berbagai jenis sel terspesialisasi yang bekerja sama melakukan fungsinya.
Tujuan
Adapun tujuan dari makalah kami yaitu :
Agar lebih memahami tentang sel dan fungsinya beserta organel-organel didalamnya baik dalam sel hewan maupun tumbuhan.
Dapat mengerti pembagian sel melalui ada dan tidaknya selaput atau membrane pada sel tersebut.
Mengetahui apa saja aktivitas sel sebagai makhluk hidup yang membantu metabolisme, pewarisan sifat, dan lain-lain.
Mengetahui apa saja aktivitas sel dalam memperoleh makanan, dan lain-lain.
Metode yang digunakan
Metode yang kami gunakan untuk membuat makalah ini yaitu dengan mencari data melalui internet, membaca dari berbagai blog-blog yang ada dengan memilih serta memilah data-data yang memang berkaitan dengan materi sel.
Rumusan masalah
Bagaimanakah struktur dari sel ?
Bagian-bagian dari sel
Macam-macam organel sel
Struktur dan fungsi dari organel-organel sel
BAB II
PEMBAHASAN
Pengertian Sel.
Sel merupakan unit (satuan, zarah) terkecil dari makhluk hidup, yang dapat melaksanakan kehidupan. Sel disebut sebagai unit terkecil karena tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil yang berdiri sendiri.Secara setruktural, tubuh makhluk hidup terrsusun atas sel-sel sehingga sel disebut satuan struktural makhluk hidup. Secara fungsional, tubuh makhluk hidup dapat menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusun itu berfungsi. Karena itu sel juga disebut satuan fungsional makhluk hidup.
Sel mengandung materi genetik, yaitu materi penentu sifat-sifat makhluk hidup. Dengan adanya materi genetik, sifat makhluk hidup dapat di wariskan kepada keturunan. Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel tunggal, atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan amoeba. Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme multiseluler yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013 sel. Namun, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel. Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya, sementara tubuh tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah dibuahi.
Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing berdiri sendiri. Sel yang sama dikelompokkan menjadijaringan, yang membangun organ dan kemudian sistem organ yang membentuk tubuh organisme tersebut. Contohnya, sel otot jantung membentuk jaringan otot jantung pada organ jantung yang merupakan bagian dari sistem organ peredaran darah pada tubuh manusia. Sementara itu, sel sendiri tersusun atas komponen-komponen yang disebut organel.
Struktur Sel
Struktur sel secara umum
Secara umum struktur sel terbagi atas 3 bagian, yaitu sebagai berikut:
Membran Sel
Membran sel (bahasa Inggris: cell membrane, plasma membrane, plasmalemma) adalah fitur universal yang dimiliki oleh semua jenis sel berupa lapisan antarmuka yang disebut membran plasma, yang memisahkan sel dengan lingkungan di luar sel,[1] terutama untuk melindungi inti sel dan sistem kelangsungan hidup yang bekerja di dalamsitoplasma.
Merupakan pemisah antara lingkungan luar sel dan dalam sel atau media keluar-masuknya zat dari dalam dan ke dalam sel. Membran sel bersifat semipermeabel dan selektifpermiabel karena hanya dapat dilalui zat-zat tertentu.
Struktur Membran Sel
Komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.
Bagian tengah bilayer atau ekor asam lemak membentuk membran Hidrofobic (tidak suka air)
Bagian kepala Fospolipid bilayer atau bagian kepala membentuk membran Hidrofilik (suka air)
Protein Integral/Intrinsik adalah protein yang menjulang atau menembus membran sel dari lapisan atas hingga ke bawah.
Protein Peripheral/Ektrinsik adalah protein yang berada di lapisan atas atau bawah dari membran sel
Fospolipid (lemak yang berikatan denga posfat)
Glikolipid (Lemak yang berikatan dengan karbohidrat)
Glikoprotein (Protein yang berikatan dengan karbohidrat)
Model mosaik fluida
Pada tahun 1972, Seymour Jonathan Singer dan Garth Nicholson mengemukakan model mosaik fluida yang disusun berdasarkan hukum-hukum termodinamika untuk menjelaskan struktur membran sel. Pada model ini, protein penyusun membran dijabarkan sebagai sekelompok molekul globular heterogenus yang tersusun dalam strukturamfipatik, yaitu dengan gugus ionik dan polar menghadap ke fase akuatik, dan gugus non-polar menghadap ke dalam interior membran yang disebut matriks fosfolipid dan bersifat hidrofobik. Himpunan-himpunan molekul globular tersebut terbenam sebagian ke dalam matriks fosfolipid tersebut. Struktur membran teratur membentuk lapisan ganda fluida yang diskontinu, dan sebagian kecil dari matriks fosfolipid berinteraksi dengan molekul globular tersebut sehinggal struktur mosaik fluida merupakan analogi lipoproteinatau protein integral di dalam larutan membran ganda fosfolipid.
Lapisan ganda fosfolipid
Umumnya, membran sel memiliki bagian kepala polar hidrofilik dengan daya ikat gliserofosforilester yang terdiri dari gliserol, fosfat, dan gugus tambahan seperti kolina, serina, dll; dengan dua rantai hidrofobik asam lemak yang membentuk ikatan ester. Pada rantai primer, ditempati oleh asam lemak jenuh dan pada rantai sekunder ditempati oleh asam lemak tak jenuh.[4] Bagian kepala dapat berinteraksi dengan air maupun larutan fase akuatik, sedangkan bagian rantai akan berhimpit membentuk matriks fosfolipid yang disebut fase internal. Antara fase internal dan fase akuatik terjadi tegangan potensial antara 220-280 mV yang disebut tegangan potensial dipol, atau potensial membran.
Penamaan dan sifat bagian kepala fosfolipid bergantung pada jenis gugus tambahan yang dimilikinya, antara lain terdapat sebutan fosfokolina (pc), fosfoetanolamina (pe),fosfoserina (ps), dan fosfoinositol (pi); dan masing-masing nama senyawa fosfolipid terkait yang terbentuk pada membran sel adalah fosfatidil kolina, fosfatidil etanolamina,fosfatidil serina, dan fosfatidil inositol. Membran juga dapat terbentuk dari senyawa lipid seperti sfingomielin, sardiolipin, atau ikatan dengan senyawa kolesterol, dan glikolipida.
Protein integral membran
Protein integral memiliki domain membentang di luar sel dan di sitoplasma. Protein intregral juga berfungsi untuk memasukkan zat-zat yang ukurannya lebih besar.
Protein transmembran
Protein ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid / transmembran. Bersifat amfipatik, mempunyai sekuen helix protein, hidrofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik. Banyak diantaranya merupakan glikoprotein, gugus gula pada sebelah luar sel. Di sintesis di RE, gula dimodifikasi di badan golgi
Kerangka membran
Kerangka membran atau disebut juga sitoskeleton mempunyai tiga macam jenis yaitu mikrotubulus, mikrofilamen,dan filamen intermediet.
Fungsi Membran Sel
Sebagai sekat pembatas antara isi sel dan lingkungan luar sel.
Sebagai reseptor
Sebagai tempat terjadinya reaksi kimia, misalnya respirasi sel.
Sebagai pengontrol transportasi zat dari dalam keluar sel, maupun dari luar ke dalam sel
Sebagai pelindung sel
Menjaga kestabilan pH, menjaga konsentrasi ion, dan membuang sisa metabolisme yang bersifat racun.
Mempertahankan Struktur Sel
Pembungkus
Membran sel berfungsi sebagai pembungkus dan menentukan bentuk sel itu sendiri. Dengan adanya membran sel, sel dapat mempertahankan bentuk fisiknya, khususnya pada sel hewan yang pada umumnya tidak memiliki dinding sel.
Dengan adanya membran sel khususnya pada sel hewan, mampu mempertahanakan organel dan sitoplasma sel terhadap pengaruh lingkungannya. Oleh karena itu, salah satu fungsi membran sel bila ditinjau dari strukturnya adalah memisahkan sel dengan lingkungannya dengan kemampuan atau sifatnya yaitu selektif permeabel.
Sitoskeleton
Pada banyak kasus, membran sel berfungsi menyokong sitoskeleton yang berada dalam sel (sitoplasma) tetap pada posisinya. Hal ini dapat terjadi dengan adanya bantuan protein yang melekat diantara membran sel yang melekat pada beberapa sitoskeleton sehingga mampu mempertahankan bentuk sel.
Matriks Ekstraselular
Dengan adanya matriks ekstraselular yang ada pada membran sel mampu membuat terjadinya interaksi antara sel sel yang berdekatan khususnya pada jaringan.
Pertahanan
Membran sel dapat melindungi sel dari bahaya kimia serta mempertahankan molekul macro yang penting sehingga tidak keluar dari sel.
Fungsi Membran Sel sebagai Fasilitas Selektif Permeabel
Membran sel yang membungkus sel memiliki sifat "pilih kasih" dalam memilih zat zat yang dapat masuk atau keluar sel. Hal ini disebut selektif permeabel.
Struktur yang dimiliki oleh membran sel membuatnya mampu melakukan hal tersebut (Baca tentang Membran Sel). Selain dari strukturnya fosfolipid bilayer, "pilih kasih" ini pula didukung oleh adanya mekanisme transport aktif dan protein transport.
Fungsi Membran Sel sebagai Transportasi Aktif Sel
Membran sel dapat melakukan transport aktif atau pemindahan zat zat / molekul dari dalam atau dari luar sel walaupun terjadi perbedaan gradien konsentrasi. Dengan kata lain, transport aktif ini berlawanan dengan proses osmosis dan difusi. Dengan adanya transport aktif, bahan bahan tidak dibutuhkan atau sangat dibutuhkan oleh sel mampu diatur. Energi seperti ATP dibutuhkan dalam kerja transport aktif membran
Fungsi membran sel untuk transportasi makromolekul
Hal ini dilakukan oleh membran sel dengan dua cara yaitu eksositosis dan endositosis. Kedua cara ini menggunakan vesikel yang nantinya akan keluar atau masuk melalui membran sel.
Eksositosis adalah proses mengeluarkan isi dari vesikel keluar dari sel melalui membran sel
Endositosis adalah proses memasukkan molekul besar melalui membran sel dengan membentuk vesikel.
Fungsi Membran Sel sebagai Penanda (Marker) dan Signalling
Membran sel mampu ditandai oleh penanda protein tertentu yang membuat komunikasi antar sel dapat terjadi. Pada membran sel juga terdapat beberapa titik reseptor untuk hormon, neurotransmitter dan protein imunitas. Dengan cara ini, sel mampu tanggap terhadap respon lingkungan diluar sel melalui adanya membran sel
Fungsi Membran dalam Aktivitas Metabolisme
Membran plasma pada beberapa bagian dari strukturnya seperti protein ataupun enzim ikut terlibat dalam proses metabolisme dalam sel.
Membran Sel Eukariota
Pada sel eukariota, membran sel yang membungkus organel-organel di dalamnya, terbentuk dari dua macam senyawa yaitu lipid dan protein, umumnya berjenis fosfolipid seperti senyawa antara fosfatidil etanolamina dan kolesterol, yang membentuk struktur dengan dua lapisan dengan permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel, namun di sela-sela molekul fosfolipid tersebut, terdapat transporter yang merupakan jalur masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel.
Nilai permeabilitas air pada membran ganda dari berbagai komposisi lipid berkisar antara 2 hingga 1.000 × 10 5 cm2/dt. Angka tertinggi ditemukan pada membran plasma pada sel epitelial ginjal, beberapa sel glia dan beberapa sel yang dipengaruhi oleh protein membran dari jenis akuaporin. Akuaporin-2 memungkinkan adanya transporter air yang peka terhadap vasopresin, sedang ekspresi akuaporin-4 ditemukan sangat tinggi pada beberapa sel glia dan ependimal.
Sisten Transpor Membran
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik(CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus. Lalu lintas membran akan membuat perbedaan konsentrasi ion sebagai akibat dari dua proses yang berbeda yaitu difusi dan transpor aktif, yang dikenal sebagai gradien ion. Lebih lanjut, gradien ion tersebut membuat sel memiliki tegangan listrik seluler. Dalam keadaan istirahat, sitoplasma sel memiliki tegangan antara 30 hingga 100 mV lebih rendah daripadainterstitium.
Transpor pasif
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Transpor aktif
Definisi transport aktif, pertama kali dicetuskan oleh Rosenberg sebagai sebuah proses yang menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area yang mempunyaipotensial elektrokimiawi lebih rendah menuju ke tempat dengan potensial yang lebih tinggi. Proses tersebut dikatakan, memerlukan asupan energi dan suatu mekanisme kopling agar asupan energi dapat digunakan demi menjalankan proses perpindahan substansi.
Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionofor. Ionofor merupakan antibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun membran buatan.
Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
Hormon tri-iodotironina yang dikenal sebagai aktivator enzim fosfatidil inositol-3 kinase dengan mekanisme dari dalam sitoplasma dengan bantuan integrin alfavbeta3. Lintasan enzim fosfatidil inositol-3 kinase, lebih lanjut akan memicu transkripsi genetik dari Na+ ATP sintase, K+ ATP sintase, dll, beserta penyisipan ATP sintase tersebut pada membran plasma, berikut regulasi dan modulasi aktivitasnya.
Interaksi Fosfolipid
Pembentukan dwilapis lipid adalah proses yang menguras banyak energi ketika gliserofosfolipid yang dijelaskan di atas berada di dalam lingkungan basah. Di dalam sistem basah, gugus polar lipid berjejer menuju polar, lingkungan basah, sedangkan ekor hidrofobik memperkecil hubungannya dengan air dan cenderung menggerombol bersama-sama, membentuk vesikel; bergantung pada konsentrasi lipid, interaksi biofisika ini dapat berujung pada pembentukan misel, liposom, atau dwilapis lipid. Penggerombolan lainnya juga diamati dan membentuk bagian dari polimorfisma perilaku amfifila (lipid). Polimorfisme lipid adalah cabang pengkajian di dalam biofisika dan merupakan mata pelajaran penelitian akademik saat ini. Bentuk dwilapis dan misel di dalam medium polar oleh proses yang dikenal sebagai efek hidrofobik. Ketika memecah zat lipofilik atau amfifilik di dalam lingkungan polar, molekul polar (yaitu, air di dalam larutan air) menjadi lebih teratur di sekitar zat lipofilik yang pecah, karena molekul polar tidak dapat membentuk ikatan hidrogen ke wilayah lipofilik daru amfifila. Jadi, di dalam lingkungan basah, molekul air membentuk kurungan "senyawa klatrat" tersusun di sekitar molekul lipofilik yang terpecah.
Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen komponen muchus membran sel semipermanen di lapisan membran
Secara alami di alam fosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur menyerupai bola) atau membran lipid 2 lapis. Karena strukturnya yang dinamis maka komponen fosfolipid di membran dapat melakukan pergerakan dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah pergerakan secara lateral (Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop (Tipe pergerakan trans bilayer).
Inti (nukleus)
Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetiksel dengan bentuk molekul DNA linier panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel.
Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
Sejarah
Nukleus adalah organel pertama yg ditemukan, yang pertama kali dideskripsikan oleh Franz Bauer pada 1802 dan dijabarkan lebih terperinci oleh ahli botani Skotlandia, Robert Brown, pada tahun 1831. Pada satu sel umumnya ditemukan hanya satu nukleus. Namun, beberapa jaringan tertentu, atau beberapa spesies tertentu memiliki lebih daripada satu nukleus. Inti-inti dalam sel multinuklei ini dapat memiliki peran yang saling mengganti atau saling mengkhususkan diri. Pada Paramecium, terdapat dua inti sel: makronukleus (inti besar) dan mikronukleus (inti kecil). Makronukleus menjamin keberlangsungan hidup, sedangkan mikronukleus bertanggung jawab terhadap reproduksi.
Struktur Inti Sel
Elemen struktural utama nukleus adalah membran inti, suatu membran ganda fosfolipid yang membungkus keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasmasel, serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan.
Berdasarkan jumlah nukleus, sel dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
Sel mononukleat
Sesuai dengan namanya, sel mononukleat memiliki satu inti sel dalam setiap selnya. Umumnya sel eukariotik hanya memiliki satu nukleus. Sel hewan dan sel tumbuhan umumnya memiliki satu inti sel.
Sel multinukleat.
Sel multi nukleat adalah sel yang memiliki nukleus lebih dari satu. Sel yang memiliki dua inti sel disebut sel binukleat misalnya paramecium. Sel yang memiliki inti sel lebih dari dua disebut sel polinukleat misalnya sel osteoblas, sel otot lurik, jamur lendir, dan lain sebagainya.
STRUKTUR INTI SEL
Secara garis besar, inti sel terdiri dari tiga bagian yaitu :
Membran nukleus
Nukleolus
Nukleoplasma
Bagian-bagian inti sel (nukleus)
MEMBRAN NUKLEUS
Membran nukleus adalah selaput terluar dari inti sel yang membungkus inti. Setiap membran terdiri dari dua lapis selaput. Sama halnya dengan membran sel, membran inti juga berfungsi untuk melindungi inti sel dari bagian luar. Selaput ini berperan penting dalam pertukaran zat antara sitoplasma dengan nukleoplasma.
NUKLEOLUS
Nukleolus atau anak inti merupakan bagian dari inti sel yang terletak di dalam. Anak inti terdiri atas DNA, posfoprotein, ortoposfat, dan berbagai jenis enzim. Sama seperti nukleus, anak inti juga dilindungi oleh membran atau selaput yang disebut membran nukleolus atau membran anak inti. Nukleoulus berperan penting dalam sintesis RNA.
NUKLEOPLASMA
Jika cairan sel disebut sitoplasma, maka cairan nukleus disebut nukleoplasma. Cairan ini bersifat kental dan transparan. Nukleoplasma mengandung kromatin, senyawa kompleks, granula, dan protein inti.
FUNGSI INTI SEL (NUKLEUS)
Selain mengendalikan seluruh kegiatan sel, inti sel juga memiliki beberapa fungsi lainnya, yaitu :
Sebagai tempat penyimpanan materi herediter, kromatin.
Sebagai tempat penyimpanan protein dan RNA.
Berperan penting dalam proses transkripsi dalam sintesis protein.
Mengatur pertukaran molekul antara inti dan bagian sel lainnya.
Sebagai penghasil protein pada nukleoulus.
Transportasi selektif melalui pori-pori inti.
Sifat membran inti yang tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti agar molekul dapat bergerak melintasi membran. Pori nukleus bagaikan terowongan yang terletak pada membran nukleus yang berfungsi menghubungkan nukleoplasma dengan sitosol.
Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein.
Pori nukleus tersusun atas 4 subunit yaitu :
Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus.
subunit anular berguna untuk membentuk spoke yang mengarah menuju tengah dari pori nukleus.
subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran nukleus.
subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus.
Meskipun bagian dalam nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA.
Sitoplasma
Sitoplasma adalah bagian sel yang meliputi semua materi yang berada di antara membran sel dan inti sel (nukleus). Sitoplasma merupakan salah satu bagian utama dalam sel yang memiliki peran dalam biosintesis dam biogenetika. Oleh karena itu, sitoplasma merupakan bagian sel yang sangat penting. Sitoplasma merupakan massa protoplasma yang terletak di bagian dalam sel di antara membran sel dan nukleus. Sitoplasma terdiri dari dua bagian yaitu bagian luar (ektoplasma) dan bagian dalam (endoplasma).
Sitoplasma dapat berbentuk cair atau gel dan berperan penting dalam transportasi zat makanan. Di dalam sitoplasma terdapat organel-orgnael sel yang memiliki fungsi-fungsi tertentu. Selain itu, di dalam sitoplasma juga terdapat beberapa macam zat yang terlarut seperti protein, lemak, karbohidrat dan garam-garam mineral. Sitoplasma tediri dari matriks dan inklusio sitoplasma.
STRUKTUR SITOPLASMA
Secara garis besar, sitoplasma terdiri atas tiga bagian utama yaitu :
Matriks
Organel sitoplasma
Inklusio sitoplasma
MATRIKS SITOPLASMA
Matriks sitoplasma merupakan cairan homogen penyusun sel yang bersifat koloid. Matriks sel dapat berbentuk sol atau gel (dapat berubah dari fase sol menjadi gel atau sebaliknya). Matriks sitoplasma memiliki karakteristik sebagai berikut :
Dapat berubah fase
Mampu memantulkan cahaya berbentuk kerucut. Peristiwa pantulan cahaya berupa kerucut disebut efek Tyndall.
Partikel penyusun larutan koloid matriks dapat bergerak secara zig-zag mengikuti gerak Brown.
Mampu bergerak seperti arus atau bergerak secara siklosis.
Berperan sebagai larutan penyangga.
Sensitif terhadap rangsangan
Bersifat konduktif yaitu mampu meneruskan rangsangan
ORGANEL SITOPLASMA
Organel sitoplasma juga dikenal sebagai organel sel. Organel merupakan bagian-bagian sel yang terstruktur dan memiliki fungsi tertentu. Organel sitoplasma antara lain :
Retikulum endoplasma
Ribosom
Mitokondria
Badan golgi
Lisosom
Sentriol
Plastida
Vakuola
Mikrotubulus
Mikrofilamen
INKLUSIO SITOPLASMA
Inklusio sitoplasma merupakan bagian sitoplasma yang tidak hidup. Inklusio juga dikenal dengan sebutan dentoplasma atau paraplasma. Inklusio dapat berupa butiran minyak, lemak, granula skretorius, glikogen, dan lain sebagainya yang terdapat dalam sitoplasma.
FUNGSI SITOPLASMA
Secara umum sitoplasma memiliki beberapa fungsi yaitu :
Sebagai tempat untuk organel-organel sel.
Berperan penting dalam biosintesis dan biogenetik seperti sintesis asam lemak, sintesis protein, sintesis asam amino dan lain sebagainya.
Melindungi organel dari benturan.
Sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting untuk kegiatan metabolisme
Menjamin berlangsungnya pertukaran zat agar metabolisme berjalan dengan baik.
Menjaga bentuk dan konsistensi sel
Sebagai perantara transfer bahan atau zat dari luar sel ke organel atau inti sel
Mengisi ruang sel yang tidak ditempati oleh organel dan vesikula
Pelarut protein dan senyawa lain dalam sel
Membantu pergerakan unsur atau zat dari satu bagian sel ke bagian sel yang lain.
Organel Sel
Mitokondria (Pembangkit Tenaga)
Mitokondria, kondriosom (bahasa Inggris: chondriosome, mitochondrion, plural:mitochondria) yaitu organel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk hidup, selain fungsi selular lain, seperti metabolisme asam lemak, biosintesispirimidina, homeostasis kalsium, transduksi sinyal selular dan penghasil energi berupa adenosina trifosfat pada lintasankatabolisme.
Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam mitokondria terdapat 'ruangan' yang disebut matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai banyak mitokondria dapat dijumpai dijantung, hati, dan otot.
Terdapat hipotesis bahwa mitokondria merupakan organel hasil evolusi dari sel α-proteobacteria prokariota yang ber-endosimbiosis dengan sel eukariota. Hipotesis ini didukung oleh beberapa fakta antara lain
adanya DNA di dalam mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya,
beberapa kemiripan antara mitokondria dan bakteri, baik ukuran maupun cara reproduksi dengan membelah diri, juga struktur DNA yang berbentuk lingkaran.
Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan rRNA mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan yang dikode oleh inti sel eukariota.
Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.
Struktur Mitokondria
Struktur umum suatu mitokondrion
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran.
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan asetil-KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.
Ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium, dan kalium.
Fungsi Mitokondria
Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2 menjadi CO2 dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada membran bagian dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP melibatkan proses transpor elektron dengan bantuan empat kompleks enzim, yang terdiri dari kompleks I (NADH dehidrogenase), kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks III (koenzim Q – sitokrom C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan juga dengan bantuan FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT).
Siklus Hidup Mitokondira
Mitokondria dapat melakukan replikasi secara mandiri (self replicating) seperti sel bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu besar sehingga melakukan pemecahan (fission). Pada awalnya sebelum mitokondria bereplikasi, terlebih dahulu dilakukan replikasi DNA mitokondria. Proses ini dimulai dari pembelahan pada bagian dalam yang kemudian diikuti pembelahan pada bagian luar. Proses ini melibatkan pengkerutan bagian dalam dan kemudian bagian luar membran seperti ada yang menjepit mitokondria. Kemudian akan terjadi pemisahan dua bagian mitokondria.[6]
DNA Mitokondria
Mitokondria memiliki DNA tersendiri, yang dikenal sebagai mtDNA (Ing. mitochondrial DNA). MtDNA berpilin ganda, sirkular, dan tidak terlindungi membran (prokariotik). Karena memiliki ciri seperti DNA bakteri, berkembang teori yang cukup luas dianut, yang menyatakan bahwa mitokondria dulunya merupakan makhluk hidup independen yang kemudian bersimbiosis dengan organisme eukariotik. Teori ini dikenal dengan teori endosimbion. Pada makhluk tingkat tinggi, DNA mitokondria yang diturunkan kepada anaknya hanya berasal dari betinanya saja (mitokondria sel telur). Mitokondria jantan tidak ikut masuk ke dalam sel telur karena letaknya yang berada di ekor sperma. Ekor sperma tidak ikut masuk ke dalam sel telur sehingga DNA mitokondria jantan tidak diturunkan.
Badan Golgi
Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.
Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.
Struktur
Struktur badan Golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ujungnya. Karena hubungannya dengan fungsi pengeluaran sel amat erat, pembuluh mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel. Pembuluh itu juga menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel.
Badan golgi dibangun oleh membran yang berbentuk tubulus dan juga vesikula. Dari tubulus dilepaskan kantung-kantung kecil yang berisi bahan-bahan yang diperlukan seperti enzim–enzim pembentuk dinding sel.
Badan Golgi merupakan bagian sel yang hampir serupa dengan Retikulum Endoplasma. Hanya saja, Badan Golgi terdiri dari berlapis-lapis ruangan yang juga ditutupi oleh membran. Badan Golgi mempunyai 2 bagian, yaitu bagian cis dan bagian trans. Bagian cis menerima vesikel-vesikel [vesicle] yang pada umumnya berasal dari Retikulum Endoplasma Kasar. Vesikel ini akan diserap ke ruangan-ruangan di dalam Badan Golgi dan isi dari vesikel tersebut akan diproses sedemikian rupa untuk penyempurnaan dan lain sebagainya. Ruangan-ruangan tersebut akan bergerak dari bagian cis menuju bagian trans. Di bagian inilah ruangan-ruangan tersebut akan memecahkan dirinya dan membentuk vesikel, dan siap untuk disalurkan ke bagian-bagian sel yang lain atau ke luar sel.
Fungsi Badan Golgi
Skema transpor di dalam badan Golgi. 1. Vesikel retikulum endoplasma, 2. Vesikel eksositosis, 3. Sisterna, 4. Membran sel, 5. Vesikel sekresi.
Fungsi badan golgi:
Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.
Membentuk dinding sel tumbuhan
Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
Tempat untuk memodifikasi protein
Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
Untuk membentuk lisosom
Membentuk Akrosom pada spermatozoa
Dalam badan golgi terdapat variasi coated vesicle, antara lain:
Clathrin-coated adalah yang pertama ditemukan dan diteliti. tersusun dari clathrin dan adaptin. interaksi lateral antara adaptin dengan clatrin membentuk formasi tunas. jika tunas clathrin sudah tumbuh, protein yang larut dalam sitoplasma termasuk dynamin akan membentuk cincin di setiap leher tunas dan memutusnya.
COPI-coated memaket tunas dari bagian pre-golgi dan antar cisternae. beberapa protein COPI-coat memperlihatkan sekuens yang bermiripan dengan adaptin, dapat diduga berasal dari evolusi yang bermiripan.
COPII-coated memaket tunas dari retikulum endoplasma.
terdapat 2 protein dalam badan golgi. Protein Snare V-snare menuju T-snare dan akan bergabung. T-snare adalah protein yang ada di target sedangkan V-snare adalah vesikel snare. V-snare akan mencari T-snare dan kemudian akan berfusi menjadi satu. Protein Rab termasuk ke dalam golongan GTP-ase. protein Rab memudahkan dan mengatur kecepatan pelayaran vesikel dan pemasangan v-snare dan t-snare yang diperlukan pada penggabungan membran.
Retikulum Endoplasma
Retikulum Endoplasma (RE, atau endoplasmic reticula) adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik.
Sistem endomembran sel.
Retikulum Endoplasma merupakan bagian sel yang terdiri atas sistem membran. Di sekitar Retikulum Endoplasma adalah bagian sitoplasma yang disebut sitosol. Retikulum Endoplasma sendiri terdiri atas ruangan-ruangan kosong yang ditutupi dengan membran dengan ketebalan 4 nm (nanometer, 10 9 meter). Membran ini berhubungan langsung dengan selimut nukleus atau nuclear envelope.
Pada bagian-bagian Retikulum Endoplasma tertentu, terdapat ribuan ribosom atau ribosome. Ribosom merupakan tempat dimana proses pembentukan protein terjadi di dalam sel. Bagian ini disebut dengan Retikulum Endoplasma Kasar atau Rough Endoplasmic Reticulum. Kegunaan daripada Retikulum Endoplasma Kasar adalah untuk mengisolir dan membawa protein tersebut ke bagian-bagian sel lainnya. Kebanyakan protein tersebut tidak diperlukan sel dalam jumlah banyak dan biasanya akan dikeluarkan dari sel. Contoh protein tersebut adalah enzim dan hormon.
Sedangkan bagian-bagian Retikulum Endoplasma yang tidak diselimuti oleh ribosom disebut Retikulum Endoplasma Halus atau Smooth Endoplasmic Reticulum. Kegunaannya adalah untuk membentuk lemak dan steroid. Sel-sel yang sebagian besar terdiri dari Retikulum Endoplasma Halus terdapat di beberapa organ seperti hati.
Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti "di dalam sitoplasma" dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti "jaringan").
Pengertian lain menyebutkan bahwa RE sebagai perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang seperti tabung di dalam sitoplsma.
Lubang/saluran tersebut berfungsi membantu gerakan substansi-substansi dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya.
Jenis-jenis RE
RE kasar
Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein.
RE halus
Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel.
RE sarkoplasmik
RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.
Fungsi RE
jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein serta menerima perintah melalui RNA tersebut (Time Life, 1984).
Jadi fungsi RE adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel dengan sitoplasma dan berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri.
Menjadi tempat penyimpan Calcium, bila sel berkontraksi maka calcium akan dikeluarkan dari RE dan menuju ke sitosol
Memodifikasi protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel. (RE kasar)
Mensintesis lemak dan kolesterol, ini terjadi di hati (RE kasar dan RE halus)
Menetralkan racun (detoksifikasi) misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.
Transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus)
Ribosom
Ribosom adalah salah satu organel yang berukuran kecil dan padat dalam sel yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Ribosom berdiameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (disebut Ribonukleoprotein atau RNP). Organel ini menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (yaitu protein) menggunakan asam amino yang dibawa oleh tRNA pada proses translasi. Di dalam sel, ribosom tersuspensi di dalam sitosol atau terikat pada retikulum endoplasma kasar, atau pada membran inti sel.
Ribosom adalah komponen sel yang membuat protein dari semua asam amino. Salah satu prinsip utama biologi, sering disebut sebagai "dogma sentral," adalah DNA yang digunakan untuk membuat RNA, yang, pada gilirannya, digunakan untuk membuat protein. Urutan DNA gen disalin ke RNA mRNA. Ribosom kemudian membaca informasi dalam RNA dan menggunakannya untuk membuat protein. Proses ini dikenal sebagai translasi; yaitu, ribosom "menerjemahkan" informasi genetik dari RNA menjadi protein.
Ribosom melakukan hal ini dengan mengikat sebuah mRNA dan menggunakannya sebagai template untuk urutan yang benar asam amino pada protein tertentu. Asam amino yang melekat pada RNA transfer tRNA molekul, yang masuk salah satu bagian dari ribosom dan mengikat ke urutan messenger RNA. Asam amino terlampir yang kemudian bergabung bersama oleh bagian lain dari ribosom.
Ribosom bergerak sepanjang mRNA, "membaca" urutan dan menghasilkan rantai asam amino. Ribosom terbuat dari kompleks dari RNA dan protein. Ribosom dibagi menjadi dua subunit, satu lebih besar daripada yang lain. Mengikat subunit kecil untuk mRNA, sedangkan mengikat subunit yang lebih besar kepada tRNA dan asam amino. Ketika selesai membaca mRNA ribosom, kedua subunit terpecah. Ribosom telah diklasifikasikan sebagai ribozim, karena RNA ribosomal tampaknya paling penting bagi aktivitas transferase peptidil yang menghubungkan asam amino bersama. Ribosom dari bakteri, archaea dan eukariota tiga domain kehidupan di Bumi, memiliki struktur secara signifikan berbeda dan urutan RNA. Perbedaan-perbedaan dalam struktur memungkinkan beberapa antibiotik untuk membunuh bakteri oleh ribosom menghambat mereka, sementara meninggalkan ribosom manusia tidak terpengaruh. Ribosom dalam mitokondria sel eukariotik mirip pada bakteri, yang mencerminkan asal usul evolusi kemungkinan organel ini berasal dari kata ribosom asam ribonukleat.
Ribosom tidak memiliki membran (selaput). Hal ini disebabkan antara lain:
Ribosom merupakan organel terkecil.
Untuk membuat membran (selaput) harus terdiri dari lipid (lemak) dan protein, sedangkan pada ribosom hanya terdapat protein.
Lisosom
Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
Pada tumbuhan organel ini lebih dikenal sebagai vakuola, yang selain untuk mencerna, mempunyai fungsi menyimpan senyawa organik yang dihasilkan tanaman.
Komposisi Lisosom
Untuk menyediakan pH asam bagi enzim hidrolitik, membran lisosom mempunyai pompa H+ yang menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Membrane lisosom juga sangat terglikosilasi yang dikenal dengan lysosomal-associated membrane proteins (LAMP). Sampai saat ini sudah terdeteksi LAMP-1, LAMP-2, dan CD63/LAMP-3. LAMP berguna sebagai reseptor penerimaan kantong vesikel pada lisosom.
Enzim hidrolitik
Enzim hidrolitik dibuat pada retikulum endoplasma, yang mengalami pemaketan di badan Golgi dan kemudian ke endosom lanjut yang nantinya akan menjadi lisosom. Untuk prosesnya ini, enzim ini mempunyai molekul penanda unik, yaitu manosa 6-fosfat (M6P) yang berikatan dengan oligosakarida terikat-N.
Seluruh glikoprotein yang ditransfer oleh retikulum endoplasma ke cis Golgi memiliki rantai oligosakarida terikat-N yang identik, dengan manosa di ujung terminalnya. Untuk membentuk manosa 6-fosfat, cis Golgi membutuhkan situs pengenalan, yang disebut signal patch, yang memiliki situs H3N+–COO
Pembentukan M6P ini memerlukan dua buah enzim, yaitu GlcNac fosfotransferase yang berfungsi untuk mengikat enzim hidrolitik secara spesifik dan menambah GlcNac-fosfat ke enzim. Kemudian terdapat enzim kedua yang memotong GlcNac sehingga membentuk M6P. Satu enzim hidrolitik mengandung banyak oligosakarida sehingga dapat mengandung banyak residu M6P. Setelah itu, dari cis Golgi, enzim hidrolitik ini akan ditransfer ke trans Golgi.
M6P yang terikat pada enzim hidrolitik akan berikatan pada reseptor protein M6P yang berada pada jaringan trans Golgi. Reseptor ini terikat pada membran dan berguna untuk pemaketan enzim hidrolitik dengan memasukkan enzim tersebut ke vesikel clathrin coats, dan nantinya vesikel tersebut dikirim ke endosom lanjut. Pemaketan ini terjadi pada pH 6,5–6,7, dan dikeluarkan pada pH 6.
Pada endosom, enzim hidrolitik akan terlepas dari reseptor M6P karena adanya penurunan pH (menjadi 5). Setelah terlepas, reseptor M6P akan dibawa oleh vesikel transpor dari endosom kembali ke membran trans Golgi untuk digunakan kembali. Transpor, baik menuju endosom atau kebalikannya, membutuhkan peptida penanda (signal peptide) yang terdapat pada ekor sitoplasmik dari reseptor M6P. Namun, tidak semua molekul dengan M6P dikirim ke lisosom; ada yang 'lolos' dari pengepakan dan ditransfer ke luar sel. Reseptor M6P juga terdapat di membran plasma, yang berguna untuk menangkap enzim hidrolitik yang lolos tersebut dan membawanya kembali ke endosom.
Fungsi Lisosom
Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
Autofagi
Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
Fagositosis
Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
Sentrosom dan Sentriol
Sentrosom
Sentrosom terletak di sitoplasma biasanya dekat dengan inti. Sentrosom terdiri dari dua sentriol – berorientasi tegak lurus satu sama lain yang tertanam dalam massa bahan amorf yang mengandung lebih dari 100 protein yang berbeda. Kejadian ini digandakan ketika berlangsung dari siklus sel. Tepat sebelum mitosis, dua sentrosom bergerak terpisah sampai mereka berada di sisi berlawanan dari inti. Sebagai hasil mitosis, mikrotubulus tumbuh dari setiap Sentrosom dengan ditambah mereka berakhir berkembang ke arah pelat metafase. Kelompok mikrotubulus ini disebut serat gelondong
.
Sentrosom serat gelendong memiliki tiga tujuan:
Beberapa melampirkan satu kinetokor dari angka dua dengan yang tumbuh dari sentrosom berlawanan mengikat kinetokor lain angka dua itu.
Beberapa mengikat lengan kromosom.
Yang lain terus tumbuh dari dua sentrosom sampai mereka memperpanjang antara satu sama lain di wilayah tumpang tindih.
Pembuatan serat serabut sentrosom adalah sebagai berikut , perakitan kromosom pada pelat metafase pada metafase. Mikrotubulus melekat pada sisi berlawanan dari angka dua mengecilkan atau tumbuh sampai mereka dengan panjang yang sama. Motor mikrotubulus melekat pada kinetochores memindahkan mereka menjelang akhir minus menyusut mikrotubulus (dynein) dan menuju ditambah akhir perpanjangan mikrotubulus (kinesin). Lengan kromosom menggunakan kinesin yang berbeda untuk pindah ke pelat metafase. pemisahan kromosom pada anafase. Bagian kinetochores terpisah dan, membawa kromatid mereka terpasang, bergerak sepanjang mikrotubulus yang dengan cara ini kromatid berakhir di kutub yang berlawanan.
Fungsi sentrosom adalah sebagai berikut:
Sentrosom berperan dalam pembentukan serat serabut
Pada sel hewan pada pembentukan jaringan mikrotubulus yang berpartisipasi dalam membuat sitoskeleton, Memisahkan molekul mRNA sehingga mereka masuk ke hanya salah satu dari dua sel anak yang dihasilkan oleh mitosis. Dengan cara ini, dua sel anak bisa masuk jalur yang berbeda diferensiasi meskipun mereka mengandung genom identik. Dan Posisi Sentrosom dapat menetapkan titik di mana akson akan tumbuh pada perkembangan neron.
Sentriol
Sentriol merupakan satu dari sepuluh organel sel, yang mana oragnel-organel sel tersebut adalah sentriol, mitokondria, ribosom, lisosom, retikulum endoplasma, badan golgi, sitoskeleton, badan mikro, plastida dan vakuola. Sentriol merpakan organel sel yang berperan dalam proses pembelahan sel yang mengatur arah gerak kromosom. Struknya meliputi sekelompok mikrotubulus yang terdiri dari sembilan tripet yang membentuk satu kesatuan yang disebut sentrosom.
Sentriol
Setiap Sentrosom berisi sepasang sentriol. Sentriol dibangun dari 9 mikrotubulus yang berbentuk silinder , yang masing-masing telah melekat padanya 2 mikrotubulus parsial. Foto di bawah ini adalah mikrograf elektron yang menunjukkan penampang dari sebuah sentriol dengan sembilan triplet mikrotubulus. Pembesaran fotnya adalah sekitar 305.000 kali.
Ketika sel memasuki siklus sel , masing-masing sentriol diduplikasi. Sebuah anak sentriol tumbuh dari sisi setiap induk sentriol. Jadi sentriol replikasi – sama dengan seperti replikasi DNA yang terjadi pada waktu yang sama secara semikonservatif.
Mikrotubulus Fungsional tumbuh hanya dari sebuah induk. Ketika sel-sel induk membagi, satu sel anak tetap menjadi sel induk; yang lain terus untuk membedakan. Dalam dua sistem hewan yang telah diperiksa , sel yang menerima lama sentriol tetap menjadi sel induk sementara salah satu yang menerima apa yang telah asli anak sentriol melanjutkan untuk membedakan.
Fungsi sentriol adalah sebagai beikut:
Sentriol diperlukan untuk mengatur Sentrosom.
Dalam membelah sel, yang sentriol induk dapat melampirkan ke bagian dalam membran plasma membentuk tubuh basal.
Di hampir semua jenis sel, tubuh basal membentuk silia primer nonmotile.
Dalam sel-sel dengan flagela, mis sperma, flagela berkembang dari tubuh basal tunggal
Sementara sel sperma memiliki tubuh basal; telur tidak memilikinya. Jadi tubuh basal sperma sangat penting bagi pembentukan Sentrosom yang akan membentuk poros yang memungkinkan pembagian pertama zigot berlangsung.
Plastida
Plastid adalah salah satu organel pada sel-sel (tumbuhan dan alga). Organel ini paling dikenal dalam bentuknya yang paling umum,kloroplas, sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. organ plastida merupakan organ yang hanya dimiliki tumbuhan saja. merupakan organel dengan membran ganda, sehingga ada membran luar dan membran dalam.
Plastid dalam sel dikenal dalam berbagai bentuk, yaitu
proplastid, bentuk belum "dewasa" atau bentuk plastid yang belum membentuk pigmen
leukoplas, bentuk dewasa tanpa mengandung pigmen, ditemukan terutama di akar
kloroplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen klorofil, ditemukan pada daun, bunga, dan bagian-bagian berwarna hijau lainnya
kromoplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen karotena, ditemukan terutama pada bunga dan bagian lain berwarna jingga
amiloplas, bentuk semi-aktif yang mengandung butir-butir tepung, ditemukan pada bagian tumbuhan yang menyimpan cadangan energi dalam bentuk tepung, seperti akar, rimpang, dan batang (umbi) serta biji.
elaioplas, bentuk semi-aktif yang mengandung tetes-tetes minyak/lemak pada beberapa jaringan penyimpan minyak, seperti endospermium (pada biji)
etioplas, bentuk semi-aktif yang merupakan bentuk adaptasi kloroplas terhadap lingkungan kurang cahaya; etioplas dapat segera aktif dengan membentuk klorofil hanya dalam beberapa jam, begitu mendapat cukup pencahayaan.
Plastid adalah organel vital pada tumbuhan. Fungsinya adalah sebagai tempat fotosintesis, sintesis asam-asam lemak, serta beberapa fungsi sehari-hari sel.
Secara evolusi plastid dianggap sebagai prokariota yang bersimbiosis ke dalam sel eukariota dan kemudian kehilangan sifat otonomi penuhnya. Teori endosimbiosis ini mirip dengan yang terjadi terhadap mitokondria namun introduksi plastid dianggap terjadi lebih kemudian
Vakuola
Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris)yang berupa rongga yang diselaputi membran (tonoplas). Cairan ini adalah air dan di dalamnya terlarut zat seperti enzim, lipid, alkaloid, garam mineral, asam, dan basa. Selain itu, Vakuola juga berisi asam organik, asam amino, glukosa, dan gas. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.
Vakuola terbagi menjadi 2 jenis, yaitu Vakuola Kontraktil dan Vakuola nonkontraktil (vakuola makanan). Vakuola kontraktil berufngsi sebagai osmoregulator yaitu pengatur nilai osmotik sel atau ekskresi. Vakuola nonkontraktil berfungsi untuk mencerna makanan dan mengedarkan hasil makanan.
Pada sel daun dewasa, vakuola mendominasi sebagian besar ruang sel sehingga seringkali sel terlihat sebagai ruang kosong karenasitosol terdesak ke bagian tepi dari sel.
Fungsi Vakuola:
Tempat penyimpanan zat cadangan makanan seperti amilum dan glukosa
Tempat menyimpan pigmen (daun, bunga dan buah)
Tempat penyimpanan minyak atsirik (golongan minyak yang memberikan bau khas seperti minyak kayu putih)
Mengatur tirgiditas sel (tekanan osmotik sel)
Tempat penimbunan sisa metabolisme dan metabolik sekunder seperti getah karet, alkaloid, tanin, dan kalsium oksabit
Bagi tumbuhan, vakuola berperan sangat penting dalam kehidupan karena mekanisme pertahanan hidupnya bergantung pada kemampuan vakuola menjaga konsentrasi zat-zat terlarut di dalamnya. Proses pelayuan, misalnya, terjadi karena vakuola kehilangan tekanan turgor pada dinding sel. Dalam vakuola terkumpul pula sebagian besar bahan-bahan berbahaya bagi proses metabolisme dalam sel karena tumbuhan tidak mempunyai sistem ekskresi yang efektif seperti pada hewan. Tanpa vakuola, proses kehidupan pada sel akan berhenti karena terjadi kekacauan reaksi biokimia.
BAB III
KESIMPULAN
Umumnya membran mempunyai ketebalan anatara 7,5 nm sampai 10,0 nm. Senyawa utama penyusun membran adalah protein dan lipida. Membran sel berfungsi sebagai interase antara mesin-mesin di bagian dalam sel dan fluida cair yang membasahi semua sel.
Organel-organel sel tumbuhan terdiri atas kloroplas, nucleus, ribosom, mitokondria, badan golgi, retikulum endoplasma, vakuola, peroksisom, sitoplasma. Setiap organel-organel sel tumbuhan memiliki fungsi tertentu, tanpa adanya sel tidak dapat beroperasi dengan baik.
Senyawa penyusun sel terdiri dari senyawa organik dan an organik. Senyawa organic terdiri dari air dan gas. Sedangkan senyawa an organic terdiri atas, karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat.
Difusi adalah gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis.
Osmosis adalah difusi air melaui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah.
Imbibisi adalah peristiwa penyerapan air oleh permukaan zat-zat yang hidrofilik, seperti protein, pati, selulosa, agar-agar, gelatin, liat dan lainnya yang menyebabkan zat tersebut dapat mengembang setelah menyerap air.
Plasmolisis adalah peristiwa mengkerutnya sitoplasma dan lepasnya membran plasma dari dinding sel tumbuhan jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonik.
DAFTAR PUSTAKA
Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Biologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada : Jakarta.
Kimbal, J.W. 1992. Biologi Edisi Kelima. Erlangga : Jakarta.
Jati, Wijaya. 2007. Aktif Biologi. Ganeca Exact : Jakarta.
Salisbury, F.B. & C.W. Ross. 1991. Fisiologi Tumbuhan. ITB. Bandung.
Lone, Irham. (2012). Difusi dan plasmolisis. http://www.irhamlone.com/ laporan-fisiologi-tumbuhan-difusi-dan-plasmolisis.html. 16 September 2014.
Latif, nazarudin. (2012). Plasmolisis. http://NazarudinLatifBlog's.com/Laporan-Fisiologi-Tumbuhan-PLASMOLISIS.html.16 September 2014.
Sridianti. (2013). Organel sel Tumbuhan dan Fungsinya. http://www.sridianti.com/organel-sel-tumbuhan-dan-fungsinya.html.16 September 2014.
Fatihatul, Diana. (2013). Osmosis, Difusi dan Imbibisi. http://osmosis-difusi-dan-imbibisi.html. 16 September 2014.
Itsuki, Minami. (2011).Tumbuhan (Difusi, Osmosis,Imbibisi). http://PRAKTIKUM-FISIOLOGI-TUMBUHAN(DIFUSI,OSMOSIS,IMBIBISI)belajarituindah.html. 16 September 2014.
Sugeng. (2014). Senyawa-senyawa Penyusun Sel. http://senyawa-penyusn-sel.html. 16 September 2014.
Sridianti. (2014). Struktur Fungsi Membran Sel. http://struktur-fungsi-membran-sel.html. 16 September 2014.
