Struktur dan Fungsi Sel

1. UKURAN DAN TIPE SEL

• Ukuran sangat kecil berdiameter 1-100mikron, yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop cahaya       (perbesaran sampai 2000 kali) dan mikroskop elektron (perbesaran sampai 500.000 kali)
• Tipe sel : prokaryotik dan Eukaryotik . Prokaryotik adalah sel tanpa membran inti, yang memiliki     ciri materi genetiknya berada dalam nukleoid dan tidak bermembran, tidak memiliki organel                 mitokondria, kloroplas, petikulum endoplasma, aparatus golgi, lisosom dan peroksisom. Memiliki       materi genetik DNA dan RNA, DNA plasmid, ribosom, dinding sel, mesosom dan krematofor,           contohnya sel bakteri dan alga hijau biru dan eukaryotik adalah sel yang memiliki membran inti,           contoh sel hewan dan tumbuhan.                                                                             

4. STRUKTUR DAN FUNGSI SEL 
Perhatikan  dan amati gambar struktur sel di bawah ini !

Dari gambar sel hewan dan sel tumbuhan di atas, struktur sel terdiri dari :

1. Dinding sel
2. Membran sel/ membran plasma
3. Sitoplasma
4. Organel sel yang terdiri atas : Retikulum Endoplasma/ RE, ribosom , mitokondria, lisosom, ,aparatus golgi, plastida,  vakuola, nukleus, sitoskeleton ( mikrotubulus dan mikrofilamen), sentriol

Dinding Sel

Dinding sel bersifat permeabel, berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh. Sel-sel yang mempunyai dinding sel antara lain: bakteri, cendawan, ganggang (protista), dan tumbuhan. Kelompok makhluk hidup tersebut mempunyai sel dengan bentuk yang jelas dan kaku, bahan penyusunya berupa zat kayu yang amat keras, yaitu selulosa selai itu juga mengandung zat pektin, hemiselulosa dan glikoprotein. Pada protozoa (protista) dan hewan tidak mempunyai dinding sel, sehingga bentuk selnya kurang jelas dan fleksibel, tidak kaku. Pada bagian tertentu dari dinding sel tidak ikut mengalami penebalan dan memiliki plasmodesmata (Gambar ), disebut noktah (titik). Plasmodesmata berfungsi sebagai penghubung protoplasma pada sl tumbuhan

Membran Plasma

Membran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, tersusun dari molekul lipid, protein dan sedikit karbohidrat , bersifat semi/selektif permeabel, artinya memiliki kemampuan untuk melakukan seleksi terhadap ion, molekul dan senyawa yang melalui membran plasma, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara transpor pasif (difusi, osmosis), dan transport aktif.

Sitoplasma 
Sitoplasma merupakan cairan sel yang berada di luar inti, terdiri atas air dan zat-zat yang terlarut serta berbagai macam organel sel hidup.

 Organel-organel yang terdapat dalam sitoplasma antara lain:
a. Retikulum Endoplasma (RE) 

berupa saluran-saluran yang dibentuk oleh membran (Gambar ). RE terbagi dua macam, yaitu RE halus dan RE kasar. 

Pada RE kasar terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sedangkan pada RE halus tidak terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis lipid.
b. Ribosom 
terdiri atas dua unit yang kaya akan RNA, berperan dalam sintesis protein. Ribosom ada yang menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat bebas dalam sitoplasma.

c. Mitokondria 
memiliki membran rangkap, membran luar dan membran dalam. Di antara kedua membran tersebut terdapat ruang antar membran. Membran dalam berlekuk-lekuk disebut krista yang berfungsi untuk memperluas bidang permukaan agar proses penyerapan oksigen dan pembentukan energi lebih efektif. Pada bagian membran dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi aerob untuk pembentukan ATP sebagaisumber energi sel. 

d. Lisosom 
berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel dan merusak benda-benda asing. Enzim tersebut adalah :

• nuklease berfungsi menghidrolisis DNA dan RNA
• protease menghidrolisis protein
• lipase menghidrolisis lemak
• fosfotase menghidrolisis oligonukleotida
• enzim lain yang menghidrolisis karbohidrat, polisakarida, dan oligosakarida                           (hidrolisis= pemisahan molekul air, biasanya hidrolisis merupakan proses kimia penambahan satu molekul air ke zat kimia)
• 

e. Peroksisom 
bentuknya seperti lisosom berisi enzim oksidatif dan katalase. Enzim oksidatif berperan mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen, yang menghasilkan produk samping berupa hidrogen peroksida (H2O2), zat ini bersifat racun tetapi diubah oleh enzim katalase menjadi air dan oksigen

f. Aparatus Golgi (Badan Golgi/golgi komplek) 
berupa tumpukan kantung-kantung pipih, merupakan organel sekretori yang  berfungsi sebagai tempat sintesis dari sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar),  membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan membran sel. Animasi Klik http://www.johnkyrk.com/golgiAlone.swf

g. Plastida 
Berbentuk bulat cakram yang ditemukan pada tumbuhan, umumnya berisi pigmen, terbagi atas tiga macam:   Leukoplas  merupakan plastida yang tidak berwarna, dapat membentuk dan menyimpan butir-butir zat tepung/pati. Leokoplas terdiri dari amiloplas berisi amilum, lipoplas berisi lemak, dan proteoplas beisi protein. Kromoplas adalah plastida berwarna selain hijau, karena adanya pigmen: melanin (hitam), likopin (merah), xantophil (kuning), karoten (jingga), fikosianin (biru), dan fikoeritrin (coklat). - Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau, karena mengandung zat hijau daun (klorofil), terdiri atas: klorofil a (warna hijau biru=C55H72O5N4Mg) dan klorofil b (warna hijau kuning=C55H70O6N4Mg). Kloroplas sebagai komponen utama penyelenggara fotosintesis

h. Vakuola 
berbentuk rongga bulat, berisi senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme sel, yang mengandung berbagai macam zat sesuai pada jenis selnya. Misalnya dapat berisi garam nitrat pada tanaman tembakau, tanin pada sel-sel kulit kayu, minyak eteris pada kayu putih dan mawar, terpentin pada damar, kinin pada kina, nikotin pada tembakau, likopersin pada tomat, piperin pada lada.

i. Nukleus (Inti sel) 
dibatasi oleh membran inti, mengandung benang-benang kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan mempunyai pori. Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu proses pembelahan sel membentuk kromosom. Kromosom  nampak terlihat jelas pada saat pembelahan sel tahap metafase. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang terjadi dalam sel, seperti

• mengendalikan proses belangsungnya metabolisme di dalam sel
• menyimpan informasi genetik (gen) dalam bentuk DNA
• mengatur kapan dan dimana ekspresi gen-gen harus dimulai, dijalankan dan diakhiri
• tempat terjadinya replikasi (perbanyakan DNA) dan transkripsi (pengutipan DNA)

j. Sitoskeleton,  
merupakan struktur rangka sel yang berbentuk jalinan serabut, yang berfungsi  sebagai pendukung  pergerakan sel, menjaga kestabilan bentuk sel, menjadi rangka dan pemberi bentuk sel, pemberi kekutan mekanik sel,  menjaga keseluruhan organel sel supaya  tetap pada posisinya,  dan membantu gerakan kromosom ke arah kutub saat pembelahan sel. Potein  filamen  ini terdiri dari mikrofilamen, filamen tengah dan mikrotubulus.

k. Sentriol,  
merupakan sepasang  struktur seperti silinder yang memiliki lubang di tengah dan tersusun dari protein mikrotubulus yang membentuk suatu struktur protein seperti jala yang tampak berlekatan dengan kromosom selama pembelahan sel. Jala tersebut dinamakan benang spindel. Sentriol berfungsi mengatur polaritas (kutub) pembelahan sel hewan dan mengatur pemisahan kromosom sel. Lihat gambar

3. PERBEDAAN SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa organel yang terdapat pada hewan dan tidak dimiliki oleh tumbuhan adalah sentrosom dan lisosom, sedangkan organel yang hanya terdapat pada tumbuhan dan tidak dimiliki oleh hewan adalah dinding sel, plastida dan vakuola

6. TRANSPOR ZAT PADA MEMBRAN SEL
Pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel  terjadi dengan cara transpor pasif (difusi, osmosis), dan transport aktif.
a. Transpor pasif adalah : transpor ion, molekul dan senyawa yang tidak memerlukan enegi unuk melewati      membran plasma, yang terjadi secara difusi dan osmosis.

• Difusi  terbagi menjadi difusi sederhana dan difusi terfasilitasi                                                               Difusi sederhana   merupakan proses pergerakan acak partikel-partikel (atom, molekul), gas, cairan dan larutan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah hingga mencapai tahap kesetimbangan. Lihat gambar 
  Difusi terfasilitasi melibatkan protein yang membentuk suatu saluran dan mengikat substansi yang ditranspor. Protein ini disebut protein pembawa. Protein pembawa biasanya mengangkut, asam amino dan glukosa dari lumen usus halus ke pembuluh darah usus halus. Caranya glukosa akan diikat oleh protein pembawa, lalu protein pembawa akan mengubah bentuknya dan mendorong glikosa ke dalam sel
• Osmosis adalah perpindahan pelarut ( misalnya air), melalui membran selektif permiabel dari konsentrasi pelarut yang tinggi (hipotonik) menuju konsentrasi pelarut yang rendah (hipertonik). Peran membran membiarkan air keluar masuk secara bebas, tetapi membatasi masuknya zat yang terlarut di dalamnya. Lihat gambar
  
  
  - Beberapa kondisi lingkungan sel,yaitu isotonik, yaitu keadaan dengan konsentrasi air disekeliling sel sama dengan konsentrasi air di dalam sel. Hipotonik adalah kondisi konsentrasi air di luar sel lebih tinggi dari pada di dalam sel. Hipertonik merupakan kondisi konsentrasi air di luar sel lebih rendah (lebih pekat) dari pada di dalam sel. Lihat gambar  
  - Sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga lebih mudah rusak akibat masuknya air, sedangkan sel tumbuhan relatif tidak mudah rusak karena memiliki dinding sel.                   - Osmosis pada sel hewan : sel-sel hewan dipertahankan dalam keadaan isotonik, contoh sel darah merah akan tatap stabil bentuknya bila ditempatkan pada larutan garam 1%. Bila di tempatkan pada lingkungan hipotonik, seperti aquades, akan menyebabkan air masuk terus menerus, sel mengembang hingga sel tersebut pecah (hemolisis). Pada lingkungan hipotonik, mengakibatkan air dalam sel akan mengalir ke luar sel hingga sel mengkerut (krenasi).                                                                             -Osmosis pada sel tumbuhan : bila sel tumbuhan di tempatkan pada lingkungan hipotonik, misalnya aquades maka air akan masuk ke sel, sel akan terus membengkak sampai selulosa tidak dapat direntangkan lagi, namun sel tersebut tidak pecah, sel dalam keadan ini disebut turgid. Bila ditempatka pada lingkungan hipertonik, misal pada larutan garam dengan konsentrasi lebih dari 1 %, akan menyebabkan keluarnya air dari vakuola, sitoplasma mengkerut dan membranplasma terlepas dari dinding sel, keadaan ini disebut plasmolisis. Lihat gambar di atas

b. Transpor Aktif adalah : transpor yang memerkulan energi untuk membawa molekul dari satu sisi               membran ke membran  lainnya. Transpor ini memerlukan protein membran yang berperan sebagai                 pembawa atau " kendaraan" untuk melewati membran. Transpor terjadi dengan cara  membawa molekul       melawan gradien konsentrasi, artinya terjadi dari konsentrasi lebih rendah ke konsentrasi lebih tinggi.         Transpor aktif di bedakan menjadi tiga tipe, yaitu pompa ion, kotransper dan endositosis (animasi           

Pompa ion :

Keterangan gambar : 

1. tiga ion natrium (Na+), diambil dalam sel dan menempati dinding sites (tempat terjadinya ikatan ion/molekulpada membran)
2. Energi dipelukan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran agar membuka ke bagian luar sel
3. Protein intgral pada membran membuka ke arah luar sel, kemudian melepaska ion Na ke luar sel
4. Dua ion kalium (K+), dari luar sel menempati dinding sites pada protein integral
5. Protein integral pada membran kembali ke bentuk semula, yakni membuka ke arah dalam sel
6. Ion kalium dilepaska ke dalam sel

• Kotranspor : tranpor suatu zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati membran plasma, yang melibatkan dua protein membran. Contoh sel tumbuhan  memompakan ion hidrogen untuk mengaktifkan transpor sukrosa ke dalam sel. Sukrosa dapat masuk ke dalam sel melalui protein membran melawan gradien konsentrasi jika bersamaan dengan ion hidrogen.
• Endositosis dan Eksositosis adalah :   transpor makromolekul (seperti protein, polisakarida atau asam nuklead) dengan membentuk lipatan membran plasma (vesikel). Prosesnya adalah  padaendositosis membran plasma mengelilingi makromolekul di luar sel kemudian melipat membentuk vesikel. Vesikel masuk ke dalam sel bersamaan dengan suatu makromolekul. Pada eksositosis vesikel bergabung dengan membran plasma dan mengeluarkan makromolekul dari vesikel, selanjutnya membran vesikel begabung dengan membran plasma.  Endositosis dapat meregulasi berbagai macam proses, seperti pengambilan nutrisi, masuknya  patogen , masuknya obat dll. Endisitosis terbagi menjadi tiga macam, yaitu  

a. Fagositosis (pemakanan sel), yaitu sel " menelan" suatu partikel dengan kaki semu dan  membungkusnya  membentuk vesikel  
b. Pinositosis(peminuman sel), yaitu sel " meneguk" tetesan zat terlarut ekstraseluler ke dalam vesikel  
c. Endositosis yang di perantarai reseptor membutuhkan reseptor yang disebut ligan.