Pengertian, Struktur dan Fungsi Sel
Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup, yang dapat melaksanakan kehidupan. Sel dikatakan sebagai unit terkecil karena sudah tidak dapat lagi dibagi menjadi bagian terkeccil. Sel dalam melakukan kehidupan seperti respirasi, perombakan, penyusunan, reproduksi melalui membran sel, dan peka terhadap rangsangan.
Secara struktural, tubuh makhluk hidup disusun atas sel-sel sehingga sel disebut satuan struktural makhluk hidup. Secara fungsional, tubuh makhluk hidup dapat menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusunnya itu berfungsi. Jadi, kegiatan tiap-tiap sel itulah yang membentuk organisme. Karena itu, sel juga disebut sebagai satuan fungsional makhluk hidup. Semua makhluk hidup dapat berkembangbiak untuk memperbanyak diri. Perkembangbiakan itu dilakukan melalui pembelahan sel. Pembelehan sel dilakukan baik oleh organisme bersel satu maupun oleh sel-sel organisme bersel banyak. Organisme bersel datu atau mengadakan pembelahan secara langsung sedangkan sel-sel pada organisme bersel banyak mengalami pembelahan secar mitosis.
Sel mengandung materi genetik, yatiu materi penentu sifat-sifat makhluk hidup. Dengan adanya materi genetik, sifat makhluk hidup dapat diwariskan kepada keturunannya. Sifat-sifat makhluk hidup tergantung pada sifat sel secara individual
Sebagai satuan dasar kehidupan tubuh, setiap organ merupakan kesatuan dari berbagai sel ynag berbeda-beda yang dihubungkan satu sama lain oleh struktur penunjang. Setiap sel secara khusus melakukan fungsi khusus. Misalnya sel darah merah atau eritrosit dalam darah mengangkut oksigen dari paru-paru ke semua jaringan tubuh.
Semua jenis sel mempunyai karakteristik yang sama meskipun berbeda dalam fungsi maupun bentuknya. Misalnya didalam seluruh sel oksigen bereaksi dengan hasil pemecahan zat-zat makanan untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk kelangsungan fungsi maupun hidup sel, Selain itu semua sel juga mengeluarkan hasil akhir dari reaksi-reaksi kimianya ke luar sel (cairan ekstraseluler).
Hampir semua sel mempunyai kemampuan untuk bereproduksi. Bila sel tipe tertentu rusak oleh salah satu sebab maka sel-sel yang sama yang masih tersisa akan membentuk sel baru melalui cara tertentu sampai jumlah persediaan sel cukup kembali.
Kehidupan sel mendapat dukungan dari cairan yang terdapat diluar sel atau yang biasa disebut dengan cairan ekstraseluler. Dalam cairan ekstraseluler terdapat ion-ion dan bahan makanan yang diperlukan oleh sel untuk mempertahankan hidupnya. Sel-sel tersebut mampu untuk hidup, tumbuh dan berfungsi selama konsentrasi oksigen, glukosa, berbagai ion, asam amino, bahan-bahan lemak serta unsur pokok tersedia dalam jumlah yang tepat.
2. Struktur Sel
a. Struktur sel prokariotik
Semua sel prokariotik mempunyai membran plasma nukleoid ( Berupa DNA dan RNA), dan sitoplasma yang mengandung ribosom. Sel prokariotik tidak memiliki membran inti. Karena tidak mempunyai membran inti maka bahan inti yang berada di dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Ciri lain dari sel prokariotik adalah tidak memiliki sistem endomembran (membran dalam), seperti retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Selain itu, sel prokariotik juga tidak memiliki mitokondria daru kloroplas, namun mempunyai struktur yang berfungsi sama, yaitu mesosoman kromatofor. Contoh sel prokariotik adalah bakteri E coli dan ganggang biru
Berikut akan diuraikan struktur E. coli yang meliputi dinding sel, membran plasma, sitoplasma, mesosom, ribosom, DNA dan Flagela
1. Dinding Sel
Dinding sel bakteri tersusun atas poliskarida, lemak, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.
2. Membran Plasma
Membran sel atau membran plasma tersusun atas molekul lemak dan protein. Fungsinya sebagai pelindung molekukler sel terdapat lingkungan disekitarnya, dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan ion-ion dari dan kedalam sel. Struktur lengkapnya akan dibahas kemudian.
3. Sitoplasma
Fungsi utama kehidupan berlangsung di sitoplasma. Hampir semua kegiatan metabolisme berlangsung didalam ruangan berisi cairan kental ini. Di dalam sitoplasma terdapt organel-organel yang melayang-layang dalam cairan kental (merupakan koloid, namun tidak homogen) yang disebut matriks. Organel menjalankan banyak fungsi kehidupan,: sintesis bahan, respirasi (perombakan), penyimpanan, serta reaksi terhadap rangsang. Sebagian besar proses didalam sitoplasma diatur secara enzimatik.
Selain organel , terdapat pula vakuola, butir-butir tepung, butir silikat dan berbagai produk sekunder lain. Vakuola memiliki peran penting sebagai tempat penampungan produk sekunder yang berbentuk cair, sehingga disebut pula 'cairan sel'. Cairan yang mengisi vakuola berbeda-beda, tergantung letak dan fungsi sel. Sitoplasma tersusun atas air, protein, lemak, mineral dan enzim-enzim. Enzim-enzim digunakan untuk mencerna makanan secara ekstraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel. Metabolisme terdiri dari proses penyusunan (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) zat-zat.
4. Mesosom
Pada tempat tertentu, membran plasma melekuk kedalam membentuk organel yang disebut mesosom. Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Biasanya mesosom terletak dekat dinding sle yang baru terbentuk pada saat pembelahan biner sel bakteri. Pada membran mesosom terdapat enzim-enzim pernapasan yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.
5. Ribosom
Ribosom merupakan organel tempat berlangsungnya sintesis protein. Ukurannya sangat kecil, berdiameter antara 15-20 nm ( 1 nanometer= 10 pangkat -9 meter). Didalam sel E.coli terkandung 15.000 butir ribosom, atau sekitar 25% massa total sel bakteri.
6. DNA
Asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid, disingkat DNA) merupakan persenyawaan yang tersusun atas gula deoksiribosa, fosfat, dan basa-basa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetik, yakni sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya. Karena itu DNA disebut pula sebagai materi genetik. Pembahasan lebih mendetail akan diberikan kemudian.
7. RNA
Asam ribonukleat (ribonucleic acid, disingkat RNA) merupakan persenyawaan hasil transkripsi (hasil cetakan, hasil kopian) DNA. Jadi bagian tertentu DNA melakukan transkripsi (mengkopi diri) membentuk RNA. RNA membawa kode-kode genetik sesuai dengan pesanan DNA. Selanjutnya, kode-kode genetik sesusai dengan pesanan DNA . Selanjutnya, kode-kode genetik itu akan diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesis protein.
Demikianlah struktur dan fungsi sel bakteri E. Coli secara garis besar. Jadi, meskipun sel bakteri ukurannya sangat kecil, di dalamnya terdapat bagian-bagian sel yang rumit dengan fungsinya masing-masing. Bagian bagian sel itu tidak dapat berdiri sendiri dalam menjalankan fungsi sebuah sel, melainkan harus terdapat bersama-sama dengan bagian sel yang lain membentuk satu kesatuan. Dengan kata lain, Sel hanya dapat melaksanakan kehidupannya jika didalamnya terkandung bagian-bagian sel yang sempurna.
2. Struktur Sel Eukariotik
Perbedaan pokok antara sel prokariotik dan eukariotik adalah sel eukariotik memiliki membran inti, sedangkan sel prokariotik tidak,, Selain itu, sel eukariotik meemiliki sistem endomembran, yakni memiliki organel-organel bermembran seperti retikulum endoplasma, kompleks golgi, mitokondria dan lisosom. Sel eukariotik Juga memiliki sentriol, sedangkan sel prokariotik tidak.
Berikut akan diuraikan struktur sel eukariotik yang meliputi membran plasma, sitoplasma, lisosom, retikulum endoplasma, ribosom, kompleks golgi, mitokondria, lisosom, badan mikro, dan mikrotubulus.
a. Membran plasma
Membran plasma atau membran sel tersusun atas molekul lemak dan protein. Molekul lemak tersusun atas dua lapis, terdapt dibagian tengah mebran. Disebelah luarnya terdapat lapisan protein porifer (protein tepi), yang menyusun tepi luar dan dalam membran. Selain protein porifer, terdapat pula molekul-molekul protein tertentu yang masuk ke dalam lapisan lemak. Bahkan ada yang masuk hingga menembus dua lapisan lemak. Protein yang masuk ke lapisan lemak itu disebut Protein Integral . Pada tempat-tempat tertentu, terbentuk pori yang dibatasi oleh molekul protein. Tebal membran plasma 5- 10 nm.
molekul protein dan lemak itu tidak statis, melainkan senantiasa bergerak. Dapat dibayangkan molekul lemak sebagai "benda Cair" yang diatasnya dan di dalamnya terdapat molekul protein yang "berenang-renang" itulah sebabnya struktur membran yang demikian disebut sebagai membran mosaik cair.
Lemak membran tersusun atas fosfolipid (lemak yang bersenyawa dengan fosfat), glikolipig ( lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat), dan sterol (lemak alkhol, misalnya kolesterol). Sedangkan protein membran tersusun atas glikoprotein (protein yang bersenyawa dengan karbohidrat).
Fungsi Membran Plasma
membran plasma sangat penting untuk menjaga kehidupan sel. fungsi membran plasma adalah sebagai berikut :
1) Melindungi isi sel
membran sel berfungsi mempertahankan isi sel
2) Mengatur keluar masuknya molekul-molekul
membran plasma bersifat semipermiable, artinya ada zat-zat tertentu yang dapat melewati membran dan ada pula yang tidak. Molekul-molekul tersebut berguna untuk mempertahankan kehidupan sel.
3) Sebagai reseptor (penerima) rangsangan dari luar sel
rangsangan itu berupa zat-zat kimia, misalnya hormon, racun, rangsangan listrik; dan rangsangan mekanik, misalnya tusukan dan tekanan.
b. Sitoplasma
sitoplasma artinya plasma sel, yakni cairan yang berada di dalam sel selain nukleoplasma (plasma inti). Sitoplasma tersusun atas cairan dan padatan. Cairan sitoplasma disebut sitosol. Padatan sitoplasma adalah organel-organel. Sitosol tersusun atas air, protein, asam amino, vitamin, nukleotida, asam lemak, gula dan ion-ion. Sitosol disebut pula matriks sitoplasma. Sitosol tidak homogen (serba sama), tetapi merupakan suatu larutan heterogen (serbaneka) yang komleks. Sitosol bersifat koloid terutama karena adanya protein dan RNA.
Fungsi Sitoplasma
Sitoplasma berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel seperti enzim-enzim, ion-ion, gula, lemak dan protein. Di dalam sitoplasma itulah berlangsung kegiatan pembongkaran dan penyusunan zat-zat melalui reaksi kimia. Misalnya, proses pembentukan energi sintesis asam lemak, asam amino, protein, dan nukleotida. Agar metabolisme berlangsung dengan baik biasanya sitoplasma mengalir di dalam sel untuk menjamin berlangsungnya pertukaran zat. Gerakan organel-organel tertentu sebagai akibat aliran sitoplasma tersebut dapat diamati melalui mikroskop.
c. Nukleus
Inti sel atau nukleus merupakan organel terbesar yang berada di dalam sel. Nukleus berdiameter sekitar 10 mikrometer. Nukleus biasanya terletak ditengah sel dan berbentuk bulat atau oval. Setiap sel mempunyai satu inti kecuali beberapa organisme yang berinti dua (dikariotik), misalnya paramecium, atau berinti banyak (polikariotik) misalnya jamur. Di dalam inti sel terdapat matriks yang disebut nukleoplasma, nukleolus, RNA dan kromosom. Kromosom tersusun atas protein dan DNA yang berfungsi untuk menyampaikan informasi genetik dan sintesis protein RNA berfungsi untuk sintesis protein.
inti dalam selaputnya yang tembus air mengandung dua jenis molekul asam nukleat, yakni asam deoksiribonukleat yang biasanya disingkat dengan DNA, serta asam ribonukleat atau RNA. DNA dalam kromosom memuat kode genetik. Bagian-bagian dari inti dapat dibedakan menjadi:
1) membran Nukleus
membran rangkap nukleus terdiri atas membran luar dan membran dalam. Membran luar berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma dan akhirnya ke membran sel. Jadi, antara membran sel dengan membran nukleus terdapat hubungan secara langsung melalui membran retikulum endoplasma.
2) Nukleoplasma
Matriks nukleus disebut nukleoplasma. Nukleoplasma tersusun atas air, protein, ion, enzim, dan asam inti. Nukleoplasma bersifat gel. Di dalamnya terdapat benang-benang kromatin (benang penyerap warna). Pada proses mitosis, benang kromatin itu dapat memendek dan disebut kromosom. Benang kromatin tersusun atas protein dan DNA. Didalam benang DNA inilah tersimpan informasi kehidupan. DNA akan mentranskripsi diri (mengkopi diri) menjadi RNA yang selanjutnya akan dikeluarkan ke sitoplasma.
3) Nukleolus
Nukleolus (anak inti) terbentuk pada saat terjadi proses transkripsi (sintesis RNA) di dalam nukleus. Jika proses transkripsi berhenti, nukleolus menghilang atau mengecil. Jadi, nukleolus bukan merupakan organel yang tetap, melainkan sebagai suatu tanda bahwa sel sedang melakukan transkripsi.
Fungsi Nukleus
Nukleus memiliki arti penting bagi sel. Fungsi nukleus memasukkan RNA dan unit ribosom kedalam sitoplasma
1) Pengendali seluruh kegiatan sel, misalnya dengan memasukkan RNA dan unit ribosom ke dalam sitoplasma.
2) Pengatur pembelahan sel
3) Pembawa informasi genetik.
Di dalam nukleus terdapat DNA yang mengandung informasi genetik atau sifat-sifat yang dapat diwariskan. Sifat-sifat induk diwariskan kepada keturunannya melalui pembelahan sel.
d. Sentriol
sentriol merupakan organel yang dapat dilihat ketika sel mengadakan pembelahan. Pada fase tertentu dalam daur hidupnya sntriol memiliki silia atau flagela. Sentriol hanya dijumpai pada sel hewan, sedangkan pada sel tumbuhan tidak. Sentriol terletak saling tegak lurus antarasesamamya didekat nukleus. Pada saat pembelahan mitosis, sentriol terbagi menjadi dua, tiap-tiap bagian menuju ke kutub sel. Maka terbentuklah benang-benang spindel yang menghubungkan kedua kutub tersebut. Benang spindel berfungsi "menarik" kromosom menuju ke kutub masing-masing.
e. Retikulum endoplasma
Retikulum berasal dari kata reticular yang berarti anyaman benag/ jala. Karena letaknya memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma), maka disebut sebagai retikulum endoplasma (disingkat RE). RE hanya dijumpai di dalam sel eukariotik, baik sel hewan maupun sel tumbuhan. Sel-sel kelnjar mengandung lebih banyak RE dibandingkan dengan sel bukan kelenjar
1) RE kasar
Membran RE yang berhadapan dengan sitoplasma ada yang ditempeli ribosom, sehingga tampak berbintil-bintil
2) RE halus
RE halus adalah retikulum endoplasma yang tidak ditempeli ribosom.
Fungsi Retikulum Endoplasma (RE)
1) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel (RE Kasar)
2) Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus)
3) Menetralkan racun (Detoksifikasi), misalnya RE yang ada didalam sel-sel hati.
4) Transportasi molekul-molekul dari bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus)
f. Ribosom
Ribosom tersusun atas RNA-ribosom (RNA-r) dan protein. Ribosom tidak memiliki membran. Ribosom berfungsi untuk mensintesis protein. Ribosom yang menenpel pada RE berfungsi mensintesis protein utuk dibawa keluar sel melalui RE dan badan golgi. Sedangkan ribosom yang melayang mensintesis protein untuk keperluan di dalam sel. Ribosom disintesis oleh nukleolus.
g. Komplek Golgi
Kompleks golgi merupakan organel polimorfik, tersusun atas membran berbentuk kantong pipih, berupa pembuluh gelembung kecil, atau bentukan seperti mangkok. Golgi berfungsi menambah glioksilat pada protein, golgi juga berfungsi untuk mensintesis glikolipida, membentuk dinding sel tumbuhan dan membentuk lisosom.
h. Lisosom
Lisosom merupakan membran yang berbentuk kantong krcil ynag berisi enzim hidrolitik yang disebut lisozim. Enzim ini berfungsi dalam pencernaan intra sel, yaitu mencerna zat-zat yang masuk ke dalam sel.
i. Badan mikro
disebut badan mikro karena ukurannya kecil, hanya bergaris tengah 0,3-1,5 mikrometer. badan mikro terdiri atas peroksisom dan glioksisom
j. mitokondria
Mitokondria merupakan penghasil energi (ATP) karena berfungsi untuk respirasi.
k. Mikrotubulus dan Mikrofilamen
Mikrotubulus merupakan organel berbentuk tabung atau pipa, yang panjangnya mencapai 2,5 mikrometer dengan diameter 25 nm. Mikrotubulus berperan dalam pergerakan sel
