STRUKTUR SEL

STRUKTUR DAN FUNGSI BAGIAN-BAGIAN SEL


Pada dasarnya setiap sel hidup mempunyai tiga bagian pokok yaitu : Selaput Plasma, Sitoplasma dan Organel
1. Selaput Plasma (membran sel) : merupakan bagian terluar sel, yang membatasi isi sel dengan lingkungan luarnya, tebalnya 5 – 10 nm.
Fungsi penting membran sel yang lain :
 mengatur pertukaran sitoplasma dengan lingkungannya.
 Menjadi tempat berlangsungnya reaksi kimia
 Sebagai penerima rangsangan dari luar
Berdasarkan analisis kimia membran sel terdiri atas 50 % lipid dan 50 % protein (atau keduanya sering digabung menjadi lipoprotein)
 Lipid terdiri atas : Fosfolipida (lipid yang mengandung karbohidrat), Sterol (lipid yang mengandung gugusan alkohol misal kolesterol)
 Protein terdiri atas : glikoprotein (Protein yang mengandung karbohidrat)













Gambar : Dwi lapis fosfolipid












Gambar : Struktur membran sel

Membran sel bersifat diferensial semi permiabel atau selektif permeabel, artinya hanya zat-zat yang diperlukan saja yang bisa melaluinya, sedang yang tidak diperlukan ditahan.
Transport melalui membran sel ini berfungsi untuk :
 menjaga kestabilan pH
 menjaga konsentrasi zat dalam sel
 memperoleh bahan makanan, energi, dan bahan lain
 membuang sisa-sisa metabolisme yang bersifat racun
 memasok ion-ion yang penting

Transport melalui membran sel dapat berlangsung secara pasif atau aktif . Untuk jelasnya kita lihat skema:
pasif ( tidak perlu energi) : difusi, osmosis
Transport
Aktif (perlu energi) : endositosis, eksositosis

Transport Pasif
Difusi : adalah perpindahan zat (gas, cairan, zat padat) dari larutan berkonsentrasi rendah atau nol, sehingga konsentrasi menjadi sama.
Contoh : molekul oksigen, karbondioksida, molekul teh dan gula dalam air akan bergerak dari ruang yang konsentrasinya tinggi menuju ruang yang konsentrasinya rendah.
Osmosis : adalah perpindahan air (zat pelarut) dari larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi melalui membran semi permeabel atau selektif permeabel.
Dalam biologi osmosis bisa diartikan sebagai difusi air keluar-masuk sel.
Jika ada perbedaan konsentrasi antara konsentrasi larutan dalam sel dengan konsentrasi larutan diluar sel, maka bisa saja terjadi beberapa peristiwa, seperti :

 Haemolisis = Peristiwa pecahnya sel hewan karena ditempatkan dalam larutan hipotonis (larutan diluar sel lebih encer sehingga air mengalir menuju larutan sel yang lebih pekat, akibat nya sel mengembung dan pecah)
 Krenasi = Peristiwa mengecilnya sel / mengerutnya sel hewan karena ditempatkan pada larutan yang hipertonik (larutan diluar sel lebih pekat dari larutan dalam sel, sehingga air dalam sel tertarik keluar).
 Plasmolisis = Peristiwa lepasnya selaput plasma sel tumbuhan dari dindinng selnya, karena ditempatkan pada larutan hipertonik, sehingga air sel keluar dan selaput plasma lepas dari dindingnya.
 Tekanan turgor = Jika sel ditempatkan pada larutan hipertonis, maka air akan terserap ke dalam sel, sehingga tekanan turgor meningkat.

Transport Aktif : adalah transport atau perpindahan materi yang perlu energi guna masuk dan keluarnya ion atau molekul zat melalui selaput plasma (membran sel), berjalan searah (dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah) dan dipengaruhi oleh muatan listrik didalam dan diluar sel, seperti ion Natrium (Na+), Kalsium (K+) dan Clor (Cl-). Masuk dan keluarnya ion natrium dan kalsium dilakukan oleh pompa natrium dan kalsium atau pompa Na+ dan K+ dengan energi yang berasal dari ATP. Pompa Na+ dan K+ memompa keluar sel ion Na+ dan memompa masuk ke dalam sel ion K+.

Fungsi ion K+ dan Na+ :
Untuk sintesis protein, glikolisis, fotosintesis dan proses penting lainnya memerlukan konsentrasi ion K+ yang tinggi.
Mengendalikan pengaturan osmosis
Mempertahankan perbedaan potensial listrik dalam sel syaraf dan memacu transport aktif zat lain seperti glukosa dan asam amino.

Endositosis : adalah peristiwa memasukkan zat padat atau cair melalui membran, biasa dilakukan oleh organisme bersel satu seperti Amoeba, Paramaecium dan sel tubuh tertentu misalnya leukosit saat memakan kuman penyakit, disebut juga “ fagositosis”.

Eksositosis : adalah peristiwa mengeluarkan zat padat atau cair melalui membran, sering terjadi pada beberapa sel kelenjar atau sel sekresi, misalnya kelenjar pencernaan, mensekresi enzim. Eksositosis terjadi pada bagian sel yang umumnya berbentuk vacuola atau granula dalam sitoplasma. Melalui membran sel enzim yang dihasilkan dibawa keluar sel dan bekerja diluar sel.

2. Sitoplasma : adalah cairan sel yang terdapat diantara selaput plasma dengan inti sel, merupakan sistem koloid, tersusun atas bahan dasar cair (sitosol) yang terdiri atas 90% air dan didalamnya terlarut senyawa organik, ion-ion, gas, molekul-molekul kecil (garam, asam lemak, asam amino, gula, nukleotida, vitamin), molekul besar (protein, ARN) yang membentuk larutan koloid, yang bergerak secara acak di sebut Gerak Brown yang dipengaruhi muatan listrik ion-ion.
Larutan koloid dpat mengalami perubahan dari fase sol (kadar koloid rendah) ka fase gel (kadar koloid tinggi) dan sebaliknya, dimana perubahan ini merupakan mekanisme gerak yang sangat penting bagi organisme hewan bersel satu.
Dalam sitoplasma juga dijumpai bermacam-macam organela yang membentuk suspensi dan melakukan metabolisme tertentu seperti glikolisis, sintesis protein, sintesis asam lemak, dan lain-lain.



3. Organela : adalah alat pelaksana berbagai fungsi hidup sel, yang terdiri atas :
a. Nukleus (inti sel)
• Merupakan organel yang terbesar, diameter 10 m (1 m = 1 x 10-6 m = 1 x 10 –3 mm), bentuk oval, terlindung oleh dua lapis membran.
• Nukleus berfungsi untuk mengendalikan seluruh kegiatan sel.
• Beberapa bagian penting nukleus yaitu :
• Selaput inti (karioteka) : terdiri dari 2 lapis yang berfungsi sebagai pembungkus sekaligus pelindung sel. Selaput luar inti berhubungan dengan retikulum endoplasma yang permukaannya banyak terdapat ribosom
• Nukleoplasma : cairan inti berbentuk gel yang kaya substansi kimia seperti ion-ion, protein, enzim, nukleotida, dan benang-benang kromatin
• Nukleolus : anak inti ditemukan satu atau lebih pada setiap inti sel, mengandung ADN yang bertindak sebagai organisator nukleus dan banyak mengandungn salinan gen-gen yang memberikan kode ARN ribosom.
• Fungsi nukleolus terutama adalah untuk sintesis ARN dan mengontrol penggandaan kromatin,

b. Retikulum Endoplasma (RE)
• Adalah sistem membran yangn kompleks membentuk jalinan saluran-saluran halus penghubung sitoplasma dengan nukleus.
• Mempunyai satu lapis membran
• Retikulum Endoplasma (RE) dibedakan menjadi dua yaitu :
 R.E Kasar : Bila pada membrannya terdapat ribosom, fungsi alat transport protein yang disintesis oleh ribosom.
 R.E Halus : Bila pada membrannya tidak ada ribosom. Fungsi sintesis lemak, fosfolipid, dan steroid. Merupakan sumber membran yang menyusun aparatus Golgi.

c. Ribosom
• Organel kecil berdiameter +20 nm tidak dilapisi membran, tersusun atas protein dan RNA.
• Ada yang bebas di sitoplasma. Ada yang terikat pada retikulum endoplasmik (RE Kasar).
• Terdapat pada sel organisma prokariotik maupun eukariotik .
• Fungsi : Sintesis protein.





d. Sentriol
• Terdapat dalam sitoplasma dekat permukaan luar nukleus.
• Setiap sentriol terdiri atas sebaris silinder dengan 9 triplets mikrotubulus, merupakan satu kesatuan yang disebut “ sentrosom”.
• Fungsi : berperan sangat penting dalam proses pembelahan sel, yaitu membentuk benang-benang gelendong pembelahan.
• Biasanya terdapat dua sentriol misalnya pada sel hewan, sel beberapa mikroorganisme dan tumbuhan tingkat rendah.
• Pada beberapa sel, sentriol berduplikasi untuk membentuk benda basal, silia dan flagela.

e. Badan Golgi (Golgi Kompleks) :
• Dijumpai pada hampir semua sel tumbuhan dan hewan, terutama sel-sel yang aktif terlibat dalam sekresi
• Struktur : terdiri dari setumpuk kantong-kantong pipih yang dibatasi membran seperti jala atau berbentuk amorf. Ditemukan oleh Camillio Golgi (Th 1898). Badan Golgi yang terdapat pada tumbuhan disebut “Diktiosom”.
• Fungsi Badan Golgi :
 Mengangkut dan mengubah secara kimia materi-materi yang ada di dalamnya.
 Pada tumbuhan. Badan Golgi disebut diktiosom yang mensekresikan lendir, lilin pada tanaman perca dan sekresi yang bersifat lengket. Selulosa yang disekresikan sel tumbuhan untuk membentuk dinding sel juga disintesis di Golgi kompleks.
 Mensekresikan zat misalnya protein, glikoprotein, karbohidrat dan lemak.
 Badan Golgi juga mensintesis polisakarida (misalnya dalam bentuk mukus)
 Membentuk lisosom
 Membentuk enzim-enzim pencernaan yang belum aktif (zimogen koenzim). Lendir (mukus) yang disebut mucin adalah salah satu produk dari Badan Golgi yang dibuat dengan cara meningkatkan protein yang diterimanya dengan karbohidrat rantai pendek sehingga terbentuk glikoprotein yang akan muncul pada sintesis protein dan diubah menjadi mucin.
























f. Lisosom
• Struktur : agak bulat dibatasi membran tunggal, diameter (0,05 m – 1,5 m)
• Terdapat pada hampir semua sel eukariotik, terutama sel hewan yang melakukan kegiatan fagositik. Misalnya Leukosit, pada tumbuhan yang bertidak sebagai lisosom adalah vacuola tengah yang besar.
• Banyak mengandung enzim pencerna hidrolitik, misalnya : proteasa (enzim pencerna protein), nukleasa (enzim pencerna asam nukleat), Lipasa (Lipid), Fosfatasa (fosfolipid).
• Enzim pencerna hidrolitik ini terkurung dalam lisosom agar tidak merusak / mencernakan komponen-komponen lain dalam sel.
Fungsi lisosom :
• Mencernakan materi secara intrasel yang diambil secara endositosis atau fagositosis
• Autofage : mencernakan/menyingkirkan struktur-struktur yang tidak dikehendaki didalam sel
• Eksositosis : pengeluaran enzim ke luar sel
• Autolisis : penghancuran diri sel dengan cara membebaskan semua isi lisosom dalam sel. Misalnya pada proses pelenyapan ekor berudu katak.









g. Mitokondria
• Struktur : seperti sosis dan amat kompleks susunannya, terdiri atas 2 lapis membran ; membran dalam berlekuk-lekuk disebut “krista” yang berfungsi untuk memperluas permukaan sehingga proses penyerapan oksigen menjadi efektif. Ruang antara lipatan membran mengandung matriks yang kaya akan enzim pernafasan (sitokrom Oxidase). Yang berfungsi mengontrol daur Krebs (rantai transfer elektron respirasi), ADN, ARN dan protein. Krista juga penting untuk mengatur perpindahan enzim, dan bertanggungnjawab pada gerakan ADP atau ATP melalui membran ini dalam respirasi sel. Mitokondria terdapat dalam semua sel eukariotik yang aerobik.
• Fungsi Mitokondria : merupakan tempat berlangsungnya respirasi aerobik dalam sel. Mitokondria disebut “ The power of house ” karena menghasilkan energi melalui oksidasi zat makanan untuk membentuk ATP/ADP.














Gambar : Mitokondria, tempat terjadinya aksi biologi dan produksi ATP.

h. Kloroplas
• Adalah plastida yang mengandung pigmen hijau, kuning, dan merah. Pada sel tumbuhan bentuknya cakram dengan diameter 5 – 8 m dan tebalnya 2 – 4 m, bermembran ganda, diantara dua membran ini terdapat cairan yang disebut “Stroma” dan suatu sistem membran dalam “Lamela” yang kemudian membesar membentuk gelembung pipih yang terbungkus membran disebut “tilakoid”. Struktur ini tersusun dalam tumpukan mirip tumpukan coin dan disebut “grana”.



• Membran dalam kloroplas kaya fosfolipid dan protein, pigmen (terutama klorofil). Klorofil pada membran dalam inilah yang memberi warna hijau kepada kloroplas dan kepada sel serta jaringan tumbuhan yang terkena cahaya. Fungsi klorofil adalah menangkap energi matahari guna fotosintesis. Jadi kloroplas adalah tempat fotosintesis.









Gambar : Kloroplas (40.000 x) dari sel daun jagung. Struktur yang tampak seperti tumpukan koin itu ialah grana yang berisikan klorofil. (Atas kebaikan Dr. L.K. Shumway, Genetics and Botany, Washington State University)













Gambar : Struktur suatu grana
i. Mikrotubulus
• Struktur : benang-benang silindris yang tersusun atas protein (disebut : Tubulin) yang terdapat pada kebanyakan sel hewan dan tumbuhan. Diameter luarnya + 25 nm ; diameter lumennya + 15 nm. Panjangnya bervariasi, tapi ada juga yang panjangnya 1000 kali tebalnya ( yaitu 25  m panjangnya). Mikrotubulus strukturnya kaku dan diduga menyebabkan kekakuan pada bagian-bagian sel tempat ia berada. Jadi mikrotubulus bersama-sama mikrofilamen menentukan bentuk struktur pada sitoplasma.

• Fungsi mikrotubulus : sangat penting dalam pembelahan sel (yaitu membentuk gelendongn pembelahan), membentuk sentriol, benda basal dan flagela.
















Gambar : Mikrotubulus dan mikrofilamen dalam sitoplasma

j. Mikrofilamen
• Struktur : merupakan serat tipis panjang berdiameter 5 – 6 nm, terdiri dari protein yang disebut “aktin”. Kumpulan mikrofilamen membentuk jaringan dalam sel, dan ini berhubungan dengan gerak sel. Pada sel hewan yang sedang membelah, mikrofilamen berperan untuk memisahkan sel anak.

• Fungsi : mikrofilamen menimbulkan aliran sitoplasmik (gerakan-gerakan dalam sitoplasma), memberikan ciri penting pada sel yang bentuknya berubah-ubah (misalnya Amoeba) dan pada kebanyakan sel hewan selama pembentukan embrio.


k. Badan Mikro (Mikrosom) atau Peroksisom
• Struktur : peroksisom besarnya hampir sama dengan lisosom (0,3 – 15 m) dan dibatasi membran tunggal, banyak mengandung enzim “katalase” yang berfungsi untuk mengkatalisis perombakan hidrogen peroksida (H2O2) suatu produk samping metabolisme sel yang berbahaya.
Reaksi 2H2O2 katalase 2 H2O + O2.
• Fungsi lain peroksisom : berperan dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat dan dalam perubahan purin dalam sel. Pada hewan, peroksisom terkurung dalam sel-sel hati dan ginjal, sedang pada tumbuhan terdapat dalam berbagai tipe sel dan sering kali mengandung bahan yang terkristalisasi. Pada biji tumbuhan jarak ditemukan adanya “glioksisom” yangn merupakan salah satu tipe dari peroksisom dan yang terdapat pada daun berperan penting untuk penyerapan cahaya dan respirasi.


SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

Sel hewan dan sel tumbuhan mempunyai struktur dasar yang sama, tapi karena lingkungannya berbeda, maka mengalami perkembangan yang berbeda pula.
1. Sel Tumbuhan
a. Dinding Sel
• Adalah bagian terluar sel hasil proses hidup protoplasma
• Struktur : pada awal pembentukan berupa selaput tipis (dinding primer) yang terdiri dari serat-serat selulosa (suatu senyawa polisakarida kompleks) yang daya regangnya kuat. Polisakarida terdiri dari hemiselulosa dan pektin. Setelah mengalami penebalan dinding primer menjadi dinding sekunder. Diantara kedua dinding sel yang berdekatan terdapat “ lamela tengah” yang tersusun atas magnesium (Mg) dan Kalsium pektat (berupa gel). Selain itu, antara dua sel berdekatan juga dijumpai adanya pori/ noktah yang saling berhubungan disebut “plasmodesmata” yang berfungsi sebagai sarana gerakan berbagai zat dari satu sel ke sel lain dan untuk penghantaran impuls antar sel.

b. Vacuola
• Struktur : merupakan rongga sel, berisi cairan, dan dikelilingi selapis membran. Pada sel hewan juga dijumpai tapi ukurannya kecil dan sedikit jumlahnya. Misalnya pada beberapa sel hewan di jumpai adanya vacuola fagosit, vacuola makanan dan vacuola kontraktil (berdenyut). Vakuola tengah berukuran besar dikelilingi membran yang disebut “tonoplas” terdapat pada sel parenkim dan kolenkim dewasa sel tumbuhan. Tonoplas bersifat deferensial permeabel. Vacuola tengah ini berisi cairan sel / getah sel yang merupakan larutan pekat garam, mineral, gula, oksigen, asam organik, CO2, pigmen, enzim dan sisa-sisa metabolisme lain.
• Fungsi Vacuola :
 Membangun turgor sel dengan cara memasukkan air melalui tonoplas.
 Tempat terdapatnya pigmen antosian yang memberi warna cerah pada bunga, pucuk daun dan buah sehingga menarik hewan pembantu penyerbukan dan pemencaran biji.
 Kadang-kadang vacuola tumbuhan mensekresi enzim hidrolitik yang dapat berperan seperti lisosom saat sel hidup. Setelah sel mati, tonoplas akan kehilangan sifat deferensial permeabel-nya. Sehingga enzim hidrolitik lolos dan menyebabkan penghancuran diri sel.
 Tempat menimbum sisa metabolisme seperti kristal kalsium oksalat, alkaloid, tanin, lateks (getah) pada tumbuhan tertentu, sel yang punya vacuola penampung lateks disebut “latisifer”.
 Tempat menyimpan zat makanan seperti: sukrosa, garam mineral, dan inulin yang terlarut sewaktu-waktu bisa digunakan sitoplasma.











Gambar : Vakuola (Micrograf Elektron atas kebaikan H. J. Arnott dan Kenneth M. Smith)

c. Plastida
Struktur : Hanya terdapat pada sel tumbuhan ; berupa butir-butir mengandung pigmen; merupakan perkembangan dari proplastida yang banyak terdapat didaerah meristematis. Dalam perkembangannya proplastid berubah menjadi leukoplas, kloroplas, dan kromoplas.
1) Leukoplas : adalah plastida tidak berwarna, sering terdapat pada organ tumbuhan yang terkena cahaya matahari seperti organ penyimpan cadangan makanan misalnya akar, biji, dan daun muda. Ada 3 macam leukoplas berdasarkan fungsinya :
a) Amiloplas : untuk membentuk dan menyimpan amilum.
b) Elaioplas (Lipidoplas) : membentuk dan menyimpan lemak
c) Proteoplas (aleuroplas) : menyimpan protein
2) Kloroplas : adalah plastida yang mengandung klorofil, karotenoid, dan pigmen fotosintesis lainnya ; terdapat pada daun dan organ tubuh lain berwarna hiijau.
Macamnya :  Klorofil a : menampakkan warna hijau biru
 Klorofil b : menampakkan warna hijau kuning
 Klorofil c : menampakkan warna hijau coklat
 Klorofil d : menampakkan warna hijau merah

3) Kromoplas : adalah plastida yang menghasilkan warna non fotosintetik, misalnya :
 Karotin : warna kuning, misal pada wortel
 Xantofil : warna kuning pada daun tua
 Fikosianin : warna biru, misalnya pada ganggang
 Fikosantin : warna coklat, misalnya pada ganggang
 Fikoeritrin : warna merah, misalnya pada ganggang

2. Sel Hewan
 Berbeda dengan sel tumbuhan, karena punya dinding sel protoplasma dilindungi membran tipis yang tidak kuat, sehingga bentuknya tidak tetap.
 Pada beberapa hewan bersel satu Euglena dan Radiolaria selnya dilindungi oleh cangkok yang kuat dan keras tersusun dari zat kersik dan pelikel.
 Vacuola pada hewan kecil atau bahkan tidak ditemukan. Tapi pada beberapa hewan bersel satu ditemukan vacuola, misalnya Paramaecium dan Amoeba. Bahkan pada Paramaecium ditemukan ada 2 macam yaitu :
• Vacuola kontraktil/berdenyut : khas pada hewan bersel satu yang hidup di air tawar
Fungsi : menjaga tekanan osmotik sitoplasma, sering disebut sebagai osmoregulator (pengatur suhu)
• Vacuola nonkontraktil/vacuola makanan
Fungsi : mencernakan makanan

DAFTAR PUSTAKA

Glen and Susan Toole, 1995, Understanding Biology for advanced level, 3rd Edition, Stanley Thommes Publisher Ltd, Singapore

Hardie, J.A., 1995, Biology MCQ with Helps, Redsport Publishing, Singapore

Kimball, John W., 1992, Biologi, Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta

Marry Ousborn dari M. Ousborn, W. Franke and K. Weber, 1980, Ekperimental sel research, 125:37.