Sel Sebagai Dasar Kehidupan

1

BAB I SEL SEBAGAI DASAR KEHIDUPAN Kompetensi dasar Mende Mendeskri skripsi psikan kan kompon komponen en kimiaw kimiawii sel, sel, struktu struktur, r, dan fungsi fungsi sel sebagai unit terkecil kehidupan.

Deskripsi Bab Bab ini ini mempe empela laja jari ri teor teorii perk perkem emba bang ngan an sel, sel, kom kompone ponen n kimiaw kimiawii Sel. Sel. Struktu Strukturr sel dan fungsin fungsinya. ya. Sel sebagai sebagai unit unit terkec terkecil il makh makhlu luk k hidu hidup p seca secara ra stru strukt ktura urall dan fung fungsio siona nal. l. Sel Sel terdi terdiri ri dari dari memb membran ran plasma plasma,, sitopl sitoplasm asma, a, nukleu nukleus s dan organe organel-o l-organ rganel el yang masing-masing mempunyai fungsi khusus.

Kata kunci Euka Eukari riot ot,,

pro prokari kariot ot,,

viri virion on,,

capsi apsid, d,

orga organe nell

sel, sel,

prot protop opla lasm sma, a,

sitoplasma, nukleoplasma

PENDAHULUAN Sel merupakan unit struktural dan fungsional organisme 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 ratusan jenis jenis sel yang berbed berbeda, a, semuany semuanya a teranc terancang ang secara secara Bahan Ajar Biologi Sel

2

khusus untuk bersama-sama berfungsi di dalam bentuk jaringan dan organ. organ. Tetapi, Tetapi, bagaim bagaimanap anapun un besar besar dan komple kompleksny ksnya a organis organisme me ters terse ebut, but,

seti setiap ap

jeni jenis s

kebebasannya.

Bahan Ajar Biologi Sel

sel sel

mempe empert rtah ahan anka kan n

sifa sifatt

khus khusus us dan dan

3

Sejarah penemuan sel Sel merupakan suatu bentukan hidup yang terlalu kecil untuk dilihat dan disentuh. Akan tetapi ribuan publikasi setiap tahunnya yang menjelaskan berbagai macam aspek dari sel. Tumbuhan, hewan dan mikrobial, terdiri dari sel suatu ruangan kecil yang dibatasi oleh selaput, berisi cairan pekat. Bentukan hidup yang paling sederhana Berupa

sel-sel

soliter

yang

memperbanyak

diri

dengan

cara

membelah. Organisme tingkat tinggi, seperti mammalia, merupakan organisme selular, yang di dalamnya terdapat kelompokan sel yang melaksanakan berbagai fungsi khusus, saling berkaitan dengan sistem komunikasi yang sangat rumit Sel mempunyai dimensi yang kecil, maka penemuan sel baru terjadi setelah ditemukan mikroskop alat yang tersusun dari lensalensa yang mampu membentuk bayangan, diperbesar pada objekobjek 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.


4

Gambar 1.1 Mikroskop dan hasil pengamatan sel gabus


5

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

diliputinya.

sel-sel

hidup

yang

,

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 laporan

tahun

yang

1839

lebih

Thoedore

komprehensif

Schwann mengenai

mempublikasikan 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 Bahan Ajar Biologi Sel

6

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 Bahan Ajar Biologi Sel

7

buah. Panjang sel-sel serabut ada yang sampai beberapa ratus mm, sedang panjang sel-sel getah dapat mencapai beberapa meter.

Sifat, Keistimewaan dan Organisasi Sel Seperti telah diuraikan oleh Schleiden dan Schwann, sel-sel dapat dianggap sebagai "unit-unit kehidupan". Dapat diduga bahwa semua bentuk kehidupan, terlepas dari sifatnya, mempunyai dasar seluler. Sel-sel mempunyai sifat semiotonomi dapat diambil dari organisma multisel dan tetap hidup dan sehat di luar organisma tersebut. Terbukti pula bahwa sel-sel dari organisma manapun, termasuk manusia, dapat dibudidaya di luar tubuh (in vitro) dengan kondisi tertentu yang memungkinkannya tetap hidup, sampai lama setelah organisma asalnya mati. Misalnya, sel-sel manusia telah dibudidayakan untuk kurun waktu puluhan tahun, dan dapat disiapkan bagi peneliti dengan hanya mengambilnya dari freezer. Aktivitas organisma multisel ternyata merupakan refleksi sifat-sifat

sel-sel

yang

menyusunnya.

Organisma

mengambil

makanan, mencernakan dan mengasimilasinya, dan melepaskan bahan yang tidak dipergunakan; organisma mengambil oksigen dan melepas karbondioksida; dalam tubuhnya keadaan air dan garam diaturnya; organisma tubuh, berkembang biak, dan bergerak, organisma

juga

bereaksi

terhadap

rangsangan

dari

luar,

menggunakan energi untuk mengadakan aktivitas mewariskan sifatsifat genetik kepada keturunannya, dan akhirnya mati. Suatu organisma merupakan jumlah (kumpulan) bagianbagiannya, dan aktivitasnya merupakan jumlah aktivitas sel-sel yang menyusunnya. Namun, dapat pula dikatakan bahwa organisma adalah jauh lebih dari sekedar kumpulan sel-selnya. Bahan Ajar Biologi Sel

8

BAHAN PENYUSUN SEL: PROTOPLASMA

Sifat Kimia dan Komposisi Protoplasma terdiri dari sekumpulan yang memiliki tandatanda hidup. Dari analisis kimia terlihat bahwa protoplasma terdiri dari air, protein, lipida, sakharida, dan garam-garam mineral sebagai yang terlihat pada tabel di bawah. Tabel 1.1. Senyawa- senyawa penyusun Protoplasma Sel Senyawa Air Senyawa Protein + asam Lipida Sakharida Senyawa

Protoplasma Sel hewan (dalam 60,0 35,7 17,8 11,7 6,2 4,3

Protoplasma sel Tumbuhan (dalam %) 75,0 22,5 4 0,5 18 2,5

(Issoegianti, 1993)

Air Menurut Issoegianti (1993) air yang terdapat di dalam sel dikelompokkan menjadi tiga kelompok. Air intramolekuler, yaitu molekul air yang merupakan bagian dari molekul-molekul air protein, yang berjumlah sekitar 4% dari air selular. Air terikat, merupakan molekul-molekul air yang terikat pada protoplasma dan memerlukan

tenaga

cukup

besar

untuk

memisahkannya.

Air

intramolekuler tidak dapat dihilangkan tanpa merusak protoplasma.


9

Gambar 1.2 Model struktur air dengan ikatan hydrogen (Albert et al, 1989) Peran air di dalam sel sangat penting. Air berfungsi sebagai pelarut dan mengangkut senyawa-senyawa serta molekul-molekul baik yang diperlukan oeh sel maupun sisa metabolisme yang akan di keluarkan dari dalam sel. Di, samping itu berbagai reaksi enzimatik memerlukan air sebagai agen reaksi. DI dalam air bebas, terlarut berbagai jenis senyawa kimia. Senyawa-senyawa terbagi dalam 3 kelompok: yang pertama adalah garam-garam mineral terutama yang mengandung K, Na, Fe, dan lain-lain. Kelompok kedua adalah senyawa-senyawa organik yang terlarut, dan yang ketiga yaitu gas-gas terlarut: O2, CO2, N2 yang berasal dari udara (Issoegianti, 1993).

Protein Hampir sebagian besar sel memiliki bobot kering yang tersusun dari lebih 50% protein. Dari jumlah tersebut tampak bahwa protein merupakan komponen sel yang sangat penting. Protein tersusun


10

unsur-unsur:

karbon, hidrogen, oksigen, dan

nitrogen. Protein

berfungsi sebagai penyusun strutural sel, penyimpanan, transportasi, pengiriman signal, pergerakan, proteksi serta dapat pula berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat terjadinya reaksi di dalam sel. Protein memiliki struktur yang sangat kompleks. Meskipun memiliki susunan yang sangat kompleks, semua protein disusun dari kumpulan 20 macam asam amino yang sama. Berdasarkan struktur molekulnya, protein diklasifikasikan sebagai berikut: protein fibrosa dengan contoh: kolagen, fibrin, aktin dan sebagainya. Selain itu protein digolongkan pula sebagai sebagai protein struktural dan fungsional.

Protein-protein

struktural

antara

lain

membentuk

membentuk kerangka sel atau sitoskelet. Selain itu protein struktural dijumpai pula sebagai penyusun kolagen pada kulit, rawan dan tulang, keratin pada kuku, rambut dan sebagainya.Protein fungsional merupakan protein yang terlibat langsung dalam metabolisme sel, mudah terurai dan terakit kembali. Protein mencakup enzim-enzim yang merupakan katalisator pada proses metabolisme, hormon, hemoglobin dan sebagainya (Issoegianti, 1993).

Lemak Lipid atau lemak meruapan satu molekul biologis yang besar. Kelompok lipid memiliki ciri yang penting yaitu tidak memiliki atau sangat kecil afinistasnya terhadap air. Ciri ini ilah yang sering diistilahkan dengan sifat hidrofobik. asam lemak, lemak netral, fosfolipid, glikolipid, terpen dan steroid. Asam lemak memiliki dua daerah yaitu: 1) rantai karbon yang bersigfat hidrofobik, tidak larut atau sedikit larut air, kurang reaktif tetapi sangat larut dalam pelarut organik non polar seperti aseton, benzene dan kloroform, 2) gugus Bahan Ajar Biologi Sel

11

asam karboksilat, yang mengion di dalam larutan, larut dalam air dan mudah bereaksi membentuk ester. Asam lemak merupakan sumber makanan.

Terdapat

dalam

sitoplasma

gliserida yang terdiri dari tiga rantai

berupa

tetesan-tetesan

asam lemak yang masing-

masing terikat pada gliserol. Selain sebagai sumber makanan dan tenaga, peranan asam lemak yang terpenting adalah sebagai penyususn selaput plasma, selaput tipis ini sebagian besar dari fosfolipid. Setiap molekul fosfolipid memiliki ekor hidrofilik yang terdiri dari dua buah rantai asam lemak dan gugus kepala yang bersifat polar

dan

hidrofilik.

Molekul

fosfolipid

sesungguhnya

adalah

detergen. Tetesan fosfolipid pada air akan membentuk lapisan tipis di permukaan air tersebut. Selaput ini terdiri dari satu lapis molekulmolekul fosfolipid pada berkaitan ekor dengan ekor membentuk dwilapisan fosfolipid yang merupakan struktur dasar selaput plasma (Issoegianti, 1993).

Gambar 1.3. Rumus bangun fosfolipid

Kabohidrat Bahan Ajar Biologi Sel

12

Karbohidrat seringkali disebut sakarida, karena terdiri dari rantai molekul gulsa yang disebut monosakarida. Beberapa molekul. Beberapa molekul

mengandung unsur nitrogen dan sulfur. Dua

molekul monosakarida saling berkaitan disebut disakarida. Babarapa buah disakarida dan trisakarida membentuk polisakarida. Polisakarida merupakan untaian monosakarida yang sangat panjang.

Untaian

ini

dapat

lurus

maupun

bercabang-cabang.

Polisakarida dapat berupa selulosa pembentuk dinding sel tumbuhan, asma hialuronat yang merupakan salah satu substansi antar sel pada jaringan ikat, amilum, dan glikogen.

Gambar 1.4. Struktur karbohidrat

Asam Nukleat Asam nukleat merupakan suatu polemer yang tersusun atas monomer-monomer yang disebut dengan nukleotida. Fungsi utama nukleotida adalah penyuimpan informasi (DNA), sintesisn protein (RNA), dan transfer energi (ATP and NAD). Nukleotida mengandung gulsa, basa nitrogen, dan fosfat. Gula berupa ribose atau deoksi ribose. Keduanya dibedakan atas dasar ada tidaknya oksigen pada deoksiribosa. Selain itu, keduanya merupakan cincin pentosa.


13

Terdapat lima macam basa nitrogen. Purin (Adenin dan Guanin)

memiliki

struktur

cincin

ganda,

sedangkan

pirimidin

(sitosine, Timin dan Urasil) merupakan cincin tunggal.

Gambar 1.5. Struktur nucleotida Asam deoksiribosa (DNA) merupakan pembawa sifat apda 99% mahluk hidup. Basa pada DNA terdiri dari C, G, A and T. Fungsi DNA adalah penyimpan informasi genetik.

Gambar 1.6. Struktur DNA VIRUS Penyelidikan kita mengenai sel sebagai unit kehidupan tidak dapat sempurna tanpa pembahasan mengenai virus. Pada abad ke19, Louis Pasteur penyakit infeksi pada tanaman dan hewan disebabkan oleh bakteri. Akan tetapi penelitian pada penyakit mosaik Bahan Ajar Biologi Sel

14

pada tanaman tembakau serta penyakit mulut dan kuku pada sapi menunjukkan adanya agen infeksi lain. Selanjutnya agen infeksi tersebut

disebut

dengan

virus.

Pada

tahun

1935,

Stanlay

menyatakan bahwa virus yang merupakan penyebab penyakit mosaik pada tembakau dapat dikristalkan dan menjadi tidak aktif. Virius bertanggungjawab terhadap berbagai macam penyakit pada manusia seperti AIDS, influenza, flu burung, polio dan beberapa macam kanker. Virus memiliki ukuran dan bentuk yang sangat bervariasi namun memeiliki cirri-ciri yang sama. Virus merupakan parasit obligat yang tidak dapat bereproduksi tanpa kehadiran sel inang. Di luar sel inang virus berbentuk suatu partikel yang disebut virion. Virion mengandung materi genetik, RNA atau DNA. Materi genetik dari virion dikelilingi oleh kulit pelindung atau capsid yang terbuat dari molekul protein. Bentuk virus dapat dilihat pada gambar di bawah.

Gambar 1.7. Bentuk-bentuk Virus


15

PROKARIOT 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, Bahan Ajar Biologi Sel

16

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 tigaperempat 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 Bahan Ajar Biologi Sel

17

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 Bahan Ajar Biologi Sel

18

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.


19

Gambaran 1.8. umum 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.


20

Gambar 1.9 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


21

Gambar 1.10. Skema sel hewan dan tumbuhan

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 Bahan Ajar Biologi Sel

22

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.

Latihan 1.

Jelaskan urutan perkembangan teori sel !

2.

Apakah virus dapat digolongkan sebagai mahluk hidup ?

3.

Jelaskan perbedaan prokariot dan eukariot

4.

Apakah perbedaan protein struktural dan fungsional? Berikan

masing-masing contohnya!. 5.

Jelaskan bahan-bahan penyusun sel!

SENARAI Bahan Ajar Biologi Sel

23

Protoplasma

: merupakan segumpal massa yang memiliki tandatanda hidup. Protoplasma memiliki sifat-sifat dan tanda-tanda struktural, kimiawi, maupun fisika-kimiawi, serupa untuk semua sel.

Asam nukleat : merupakan suatu polemer yang tersusun atas monomer-monomer yang disebut dengan nukleotida. Fungsi utama nukleotida adalah penyuimpan informasi (DNA), sintesisn protein (RNA), dan transfer energi (ATP and NAD). 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

Sitoplasma

: merupakan tempat reaksi enzimatis yang melibatkan sintesa berbagai komponen sel

Prokariot

: berasal 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

Eukariot

: Kelompok organismedimanamateri genetik terdapat didalam inti yang berbatas membran. Sel eukariot mempunyai pembagian kerja yang lebih rumit di antara berbagai struktur internal, masing-masing struktur memegang peranan khusus di dalarn aktivitas sel.


Sel Sebagai Dasar Kehidupan

Recommend Documents