STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

Oleh:

MUKHAROMAH RAHMAWATI

ASRI PUSPITASARI

FATCHIYATUL UMAH

PENDIDIKAN BIOLOGI 

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2012

KOMPETENSI YANG INGIN DICAPAI

}SK  :

1. Memahami struktur dan fungsi sel sebagai unit terkecil kehidupan.

}KD  :

1.1. Mendeskripsikan komponen kimiawi sel, struktur dan fungsi sel sebagai unit terkecil kehidupan.

1.2. Mengidentifikasi organel sel tumbuhan dan hewan.

1.3. Membandingkan mekanisme transport pada membran ( difusi, osmosis, transpor aktif, endositosis dan eksositosis.

1. Pendahuluan         

Tubuh kita tersusun atas bagian-bagian yang sangat kecil, begitu pula dengan dengan makhluk hidup yang lain. Bagian yang sangat kecil itulah yang disebut dengan sel. Semua mahkluk hidup dibentyuk oleh sel, ada yang dibangun oleh satu sel (uniseluler) contohnya bakteri, dan ada pula yang dibentuk oleh berberapa kumpulan se (multiseluler) contohnya adalah manusia, hewan dan tumbuhan.              

Sel merupakan unit structural dan fungsional terkecil pada mahkluk hidup. Sel sebagai unit structural terkecil bermakna bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh mahkluk hidup. Setiap sel tersusun dari bagian membrane plasma, inti sel, sitoplasma dan organel sel. Sedangkan sel sebagai unit fungsionla bermakna bahwa sel penyusun tubuh makhluk hidup melakukan suatu fungsi atau kegiatan proses hidup. Fungsi yang dilakukan oleh sel meliputi respirasi, ekskresi , transportasi sisntesis, reproduksi, sekresi, respon.

2. Sejarah Penemuan Sel      

Pada tahun 1665, Robert Hooke mengamati sayatan gabus dari batang Quercus suber menggunakan mikroskop. Ia menemukan adanya ruang-ruang kosong yang dibatasi dinding tebal dalam pengamatannya. Robert Hooke menyebut ruang-ruang kosong tersebut dengan istilah cellula artinya sel. Sel yang ditemukan Robert Hooke merupakan sel-sel gabus yang telah mati. Sejak penemuan itu, beberapa ilmuan berlomba untuk mengetahui lebih banyak tentang sel.      Ilmuan belanda bernama Antonie van Leeuwenhoek(1632-1723) merancang sebuah mikroskop kecil nerlensa tunggal. Mikroskop itu digunakan untuk mengamati air rendaman jerami. Ia menemukan organisme yang bergerak-gerak, yang kemudian disebut bakteri.Antonie van leeuwenhoek merupakan orang pertama yang menemukan sel hidup.      

Perkembangan penemuan tentang sel mendorong berkembangnya teori-teori tentang sel. Beberapa teori tentang sel adalah sebagai berikut:

a.       Sel merupakan Kesatuan atau Unit Struktural Makhluk HidupTeori ini dikemukakan oleh Jacob Schleiden(1804-1881) dan Theodor Schwan(1810-1882). Kesimpulan dari teori ini adalah:

1)      Tiap makhluk hidup terdiri atas sel

2)      Sel merupakan unit struktural terkecil pada makhluk hidup

3)      Organisme bersel tunggal terdiri dari sebuah sel, organisme lain yang tersusun lebih dari satu sel disebut organisme bersel banyak.

b.      Sel Sebagai Unit Fungsional Makhluk Hidup
Max schultze(1825-1874) menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan. Protoplasma bukan hanya bagian struktur sel, tetapi juga merupakan bagian penting sel sebagai tempat berlangsung reaksi-reaksi kimia kehidupan. Berdasarkan hal ini, muncullah sebuah teori yang menyatakan bahwa sel merupakan kesatuan fungsional kehidupan.

c.       Sel Sebagai Unit Pertumbuhan Makhluk HidupRudolph virchow(1821-1902) berpendapat bahwa omnnis cellula ex cellula (semua sel berasl dari sel sebelumnya).

d.        Sel Sebagai Unit Hereditas Makhluk HidupIlmu pegetahuan dan teknologi mendorong penemuan unit-unit penurunan sifat yang terdapat dalam nukleus, yaitu kromosom.Dalam kromosom terdapat gen yang merupakan unit pembawa sifat.Melalui penemuan ini, muncullah teori bahwa sel merupakan unit hereditas.

3. Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel

a.      Struktur sel prokariotikSemua sel prokariotik mempunyai membran plasma, nukleoid berupa DNA atau RNA, serta sitoplasma yang mengandung ribosom. Sel prokariotik tidak memiliki membran inti, sehingga bahan inti yang berada dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Sel prokariotik juga tidak memiliki sistem endomembran, seperti retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Selain itu, sel prokariotik juga tidak memiliki mitokondria dan kloroplas, tetapi mempunyai struktur yang berfungsi sama dengan keduanya, yaitu mesosom dan kromatofor. Contoh sel prokariotik adalah bakteri (bacteria) dan sianobakteri (cyanobacteria).

Bagian-bagian sel prokariotik:

• Dinding Sel

      Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.

• Membran Plasma

      Membran plasma tersusun atas molekul lipid dan protein. Membran plasma berfungsi sebagai pelindung molekular sel terhadap lingkungan disekitarnya, dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan ion-ion dari dalam.

• Sitoplasma

      Tersusun atas air, protein, lipid, mineral, dan enzim-enzim. Enzim-enzim digunakan untuk mencerna makanan secara ekstraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel. Metabolisme sel meliputi proses penyusunan(anabolisme) dan penguraian(katabolisme).

• Mesosom

      Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Biasanya mesosom terletak dekat dinding sel yang baru terbentuk pada saat pembelahan biner sel bakteri. Pada membran mesosom terdapat enzim-enzim pernafasan yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.

• Ribosom

      Ribosom merupakan organel tempat berlangsungnya sintesis protein. Ukurannya sangat kecil, berdiameter antara 15-20 nm (1 nanometer = 10^-9 meter).

• DNA

      DNA atau asam deoksiribonukleat merupakan persenyawaan yang tersusun atas gula deoksiribosa, fosfat dan basa-basa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetik, yaitu sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya. Oleh sebab itu, DNA disebut pula sebagai materi genetik.

• RNA

   RNA atau asam ribonukleat merupakan persenyawaan hasil transkripsi DNA. Jadi bagian  tertentu DNA melakukan transkripsi membentuk RNA. RNA membawa kode-kode genetik sesuai pesanan DNA, selanjutnya kode-kode genetik tersebut akan diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesis protein.                      b.      Struktur Sel EukariotikPenampang Sel EukariotikGambar 2            Semua sel eukariotik memiliki membran inti. Selain itu, sel eukariotik memiliki sistem endomembran, yakni memiliki organel-organel bermembran seperti retikulum endoplasma, kompleks golgi, mitokondria dan lisosom. Sel eukariotik juga memiliki sentriol.           Struktur sel eukariotik:

• Membram Sel (Selaput Plasma)

                Membran sel merupakan bagian terluar sel yang membatasi bagian dalam sel dengan lingkungan luar. Membran sel merupakan selaput selektif permeabel, artinya hanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu, seperti glukosa, asam amino, gliserol dan berbagai ion.

Fungsi membran sel:

1)      Sebagai reseptor rangsangan dari luar, seperti hormon dan bahan kimia lain, baik dari lingkungan luar maupun dari bagian lain dalam organisme itu sendiri.

2)      Melindungi agar isi sel tidak keluar meninggalkan sel.

3)      Mengontrol zat-zat yang boleh masuk maupun keluar meninggalkan sel.
4)      Sebagai tempat terjadinya kegiatn biokimiawi, seperti reaksi oksidasi dan respirasi.Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu berupa lapisan lipid rangkap dua(lipid bilayer).  

Perpindahan molekul atau ion melewati membran ada dua macam, yaitu transport aktif dan transport pasif.

1)      Transport pasif adalah perpindahan moleku atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan energi tersebut terjadi secara spontan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Contohnya, difusi dan osmosis.

2)      Transport aktif adalah perindahan molekul atau ion mengguakan energi dari sel itu. Contohnya, pompa ion natrium (Na⁺)/kalium (K⁺), endositosis dan eksositosis.

• Sitoplasma

            Sitoplasma merupakan materi yang mengisi antara inti dan selaput plasma. Sitoplasma yang berada dalam nukleus disebut nukleoplasma. Pada sel tumbuhan, sitoplasma dibedakan menjadi dua, yaitu yang berbatasan dengan selaput plasma disebut ektoplasma dan yang dibagian dalam disebut endoplasma. Ektoplasma lebih jernih dan kompak. Ektoplasma pada sel hewan berupa selaput plasma itu sendiri, endoplasma sel tumbuhan mengandung banyak plastida(zat warna).   

Komponen utama penyusun sitoplasma:

1)      Cairan seperti gel(agar-agar atau jeli) yang disebut sitosol.

2)      Substansi simpanan dalam sitoplasma. Substansi ini bervariasi tergantung tipe selnya. Contoh, sitoplasma sel hati mengandung simpanan molekul glikogen, sedangkan sitoplasma sel lemak mengandung tetesan lemak besar.

3)      Jaringan yang strukturnya seperti filamen(benang) dan serabut yang saling berhubungan. Jaringan ini disebut sitoskleton yan berfungsi sebagai kerangka sel.

4)      Organel-organel sel.

• Sitoskleton(kerangka sel)

       Tersusun atas tiga jenis serabut yang berbeda, yaitu mikrofilamen, mikrotubulus dan filamen intermediar.

1)   Mikrofilamen
 Adalah rantai ganda protein yang bertaut dan tipis. Mikrofilamen tersususun atas dua macam protein, yaitu aktin dan miosin. Mikrofilamen banyak terdapat pada sel-sel otot, ukuranyna kira-kira 7 nm.

2)   Mikrotubulus
Adalah rantai-rantai protei yang berbentuk spiral. Spiral ini membentuk tabung berlubang yang panjangnya mencapai 2,5 mm dengan diameter 25 nm. Mikrotubulus tersusun atas protein yang dikenal sebagai tubulin. Mikrotubulus merupakan penyusun sitoskleton yag terbesar.Mikrotubulus terdapat pada gelendong sel, yaitu berupa benang-benang spindel yang menghubungkan dua kutub sel pada waktu membelah.

3)   Filamen IntermediarAdalah rantai molekul protein yang membentuk untaian yang saling melilit.Filamen ini berdiameter 8-10 nm. Disebut serabut intermediar, karena ukurannya diantara ukuran mikrofilamen dan mikrotubulus.Serabut ini tersusun atas protein yang disebut fimentin, tetapi tidak semua sel filamen intermediarnya tersusun atas fimentin, misalnya sel kulit dalam filamennya tersusun atas keratin.

• Nukleus

      Nukleus atau inti sel merupakan bagian penting sel yang berperan sebagai pengendali kegiatan sel. Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel, biasanya terletak ditengah sel dan berbentuk bulat atau oval.Pada umumnya sel organisme berinti tunggal, tetapi ada juga yang memiliki lebih dari satu inti.Bagian-bagian penting nukleus:1)      Membran nukleus(selaput inti)Selaput inti merupakan bagian terluar inti yang memisahkan nukleoplasma dengan sitoplasma. Selaput inti terdiri dari dua lapis membran(bilaminair), setiap lapis merupakan lapisan bilayer. Ruang antara membran disebut perinuklear atau sisterna, pada membran ini terdapat porus yang berfungsi untuk pertukaran molekul dengan sitoplasma.2)      NukleoplasmaAdalah cairan inti(karyotin) yang bersifat transparan dan semi solid(kental). Nukleoplasma mengandung kromatin, granula, nukleoprotein dan senyawa kimia kompleks.3)      Nukleolus(anak inti)Nukleolus tersusun atas fosfoprotein, orthosfat, DNA dan enzim.Fungsi nukleus bagi sel:-  Pengatur pembelahan sel.-  Pengendali seluruh kegiatan sel.-   Pembawa informasi genetik.

• Retikulum Endoplasma

           Retikulum endoplasma merupakan organel yang tersusun oleh membran yang berbentuk seperti jala. RE merupakan saluran penghubung nukleus dengan bagian luar sel. RE terdiri dari RE kasar(ditempeli oleh ribosom) dan RE halus(tidak ditempeli oleh ribosom).

• Ribosom

       Ribosom merupakan struktur paling kecil yang tersuspensi dalam sitoplasma dan terdapat disel eukariotik dan prokariotik. Ribosom tersusun atas protein dan RNA.

• Kompleks golgi

         Badan golgi ditemukan pada tahun 1898 oleh Camillio Golgi.Dijumpai pada hampir semua sel hewan dan tumbuhan. Pada sel tumbuhan, kompleks golgi disebut diktiosom.

Fungsi kompleks golgi:

1)      Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa dan pektin(penyusun dinding sel tumbuhan).

2)      Membentuk membran plasma.

3)      Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel seperti protein, glikoprotein, karbohidrat dan lemak.

4)      Membentuk akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur dan lisosom.

• Lisosom

       Lisosom berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh, merupakan membran kantong kecil yang berisi enzim hidrolitik yang disebut lisozim.Lisosom adalah organel sel yang berbentuk agak bulat dan dibatasi membran tunggal.

Fungsi lisosom:

1)      Melakukan pencernaan intrasel.

2)      Autofagi, yaitu menghancurkan struktur yang tidak dikehendaki, misalnya organel lain yang sudah tidak berfungsi.

3)      Eksositosis, yaitu pembebasan enzim keluar sel, misalnya pada pergantian tulang rawan pada perkembangan tulang keras.

4)      Autolisis, yaitu penghancuran diri sel dengan membebaskan isi lisosom kedalam sel, misalnya terjadi pada saatberudu menginjak dewasa dengan menyerap kembali ekornya.
Kegagalan dalam proses pencernaan oleh lisosom dapat menyebabkan penyakit silikosis dan rematik.

• Badan Mikro

      Badan  mikro hampir menyerupai lisosom, berbentuk agak bulat, diselubungi membran tunggal dan didalamnya berisi enzim katalase dan oksidase, organel ini disebut badan mikro karena ukurannya kecil.

Badan mikro terdiri dari dua tipe:

1)      Peroksisom,Terdapat pada sel hewan, fungi, dan daun tanaman tingkat tinggi, berperan dalam oksidasi subtrat menghasilkan H₂O₂(bersifat racun bagi sel) yang selanjutnya dipecah menjadi H₂O + O₂.

2)      Glioksisom,Berperan dalam metabolisme asam lemak dan tempat terjadinya siklus glioksilat.

• Mitokondria

       Mitokondria memiliki DNA sendiri yang mengkode sintesis protein spesifik. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi, fosforilasi oksidasif dan siste transfer elektron.Berkaitan dengan fungsi tersebut, mitokondria mitokondria sering disebut The Power House Of Cell.

• Kloroplas

        Kloroplas hanya terdapat pada sel tumbuhan dan algae tertentu.Kloroplas berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis, pigmen ini berperan menangkap cahaya matahari yang akn diubah menjadi energi kimia.

• Sentriol

        Sel hewan dan beberapa mikroorganisme serta tumbuhan tingkat rendah mengandung dua sentriol dalam sitoplasma. Sentriol terletak didekat permukaan luar nukleus, setiap sentriol  terdiri atas sebaris silinder sebanyak sembilan mikrotubul. 

3.    Perbedaan Sel Hewan dengan Sel Tumbuhana.      

Sel Tumbuhan

Organel-organel sel tumbuhan yang tidak terdapat pada sel hewan dijelaskan sebagai berikut:

1)      Dinding sel

Dinding sel merupakan bagian terluar sel tumbuhan, dinding sel bersifat kaku dan tersusun atas polisakarida. Polisakariada ini terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan pektin. Dinding sel bersama-sama dengan vakuola berperan dalam turgiditas sel atau kekakuan sel.

Dinding sel dapat dapat dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Dinding sel primer dibentukpada waktu sel membelah, misalnya pada sel-sel muda yang sedang tumbuh. Dinding sel primer tersususun atas selulosa antara 9-25%, hemiselulosa, pektin serta beberapa senyawa lain. Sementara itu, dinding sel sekunder terbentuk karena penebalan. Dinding sel sekunder mempunyai kandungan selulosa antara 41-45%, hemiselulosa dan lignin.

Dinding sel yang mengalami penebalan oleh zat lignin disebut lignifikasi, akibatnya xilem dan sklerenkim mengayu(keras dan kaku). Diantara sel ada yang tidak mengalami penebalan disebut noktah.

2)      Vakuola

Vakuola atau rongga sel ialah organel sitoplasmik yang berisi cairan dan dibatasi membran yang mungkin identik dengan membran sel.

Fungsi vakuola adalah sebagai berikut:

1.      Tempat penimbunan sisa metabolisme dan metabolit sekunder seperti Ca-oksalat, tanin, getah karet dan alkaloid.

2.   Tempat penyimpanan zat makanan seperti amilumdan gula.

3.      Memasukkan air melalui tonoplas untuk membangun turgiditas sel yang bekerja sama dengan dinding sel.

4.      Menyimpan pigmen, misalnya vakuola pada sel-sel mahkota bunga mengandung pigmen warna.

5.      Menyimpan minyak astiri misalnya kayu putih, pepermin, dan aroma harum pada bunga.3)      PlastidaPalstida merupakan organel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan, plastida berasal dari perkembangan proplastida didaerah meristematik.

Berdasrakan pigmen yang dikandungnya, terdapat tiga jenis plastida sebagai berikut:

1.      KloroplasKloroplas yaitu plastida yang mengandung pigmen hijau yang disebut klorofil, karotinoid dan pigmen fotosintetik lainnya. Kloroplas hanya dijumpai pada sel autotrof yang eukariotik. Kloroplas dimiliki oleh sel-sel yang berklorofil misalnya algae, lumut, tumbuhan paku dan tumbuhan bunga.

2.      Leukoplas yaitu plastida yang tidak berwarna, umumnya terdapat terdapat pada tempat yang tidak terkena sinar, misalnya organ penyimpanan cadangan seperti biji dan umbi. Berdasarkan fungsinya, leukoplas dibedakan menjadi tiga macam:

a)      Amiloplas untuk menyimpan amilum.

b)      Elaioplas atau lipidoplas untuk membentuk dan menyimpan lemak.

c)       Proteoplas untuk menyimpan protein.

3.      KromoplasKromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen nonfotosintetik(merah dan orange atau kuning), kloroplas banyak terdapat pada mahkota bunga.Pigmen yang terkandung dalam kromoplas adalah sebagai berikut:

a)      Karotin mengakibatkan warna kuning, misalnya pada wortel.

b)      Xantofil mengakibatkan warna kuning kecokelatan, misalnya pada daun tua.

c)   Fikosianin mengakibatkan warna biru, misalnya pada ganggang biru.

Sel Hewan

Sel hewan tidak memiliki dinding sel, tidak memiliki plastida dan bentuk tidak tetap seperti sel sel tumbuhan. Hewan-hewan uniseluler biasanya memiliki vakuola. Ada dua tipe vakuola, yaitu sebagai berikut:

1)      Vakuola kontraktil, berperan dalam menjaga tekanan osmotik sitoplasma(disebut juga osmoregulator).

2)      Vakuola nonkontraktil, atau vakuola makanan, berfungsi untuk mencerna makanan. 

untuk informasi lebih lanjut, silahkan kunjungi link berikut:

cell 1

cell 2

DAFTAR PUSTAKA

Gibson, Jhon 2002. Fisiologi dan Anatomi Modern Edisi 2 : EGC, Jakarta

Syaifuddin.2006.Anatomi Fisiologi Edisi 3: EGC, Jakarta

http://www.bajangsasak.wordpres.com//

http://www.//biologigonz.blogspot.com//