KEHIDUPAN SEL
|
Sejarah Penemuan Sel |
- Pada awal abad 17,
Galileo Galilei dengan alat dua lensa, ia menggambarkan struktur tipis
dari mata serangga berupa pola geometri.
- Galilei yang bukan seorang biologiwan sesungguhnya orang pertama yang mencatat hasil pengamatan biologi melalui mikroskop
- Pada
pertengahan abad Robert Hook, seorang kurator dari Inggris melihat
gambaran dari suatu sayatan tipis gabus suatu kompartemen atau
ruang-ruang.
- Disebutnya struktur
yang dilihatnya itu dengan nama Latin yaitu cellulae (yang berarti
ruangan kecil), itulah asal kata ‘sel’ berasal
- Pada
akhir tahun 1600-an Antony van Leeuwenhoek, seorang penjaga toko bangsa
Belanda, dan trampil menyusun lensa-lensa hingga dapat digunakan untuk
melihat dan mengamati beragam protista, spermatozoa, bahkan bakteri,
organisme kecil yang tidak dapat dilihat lagi dua abad kemudian.
- Tahun
1820-an, peningkatan pada desaian lensa terjadi dan membawa sel menjadi
lebih dapat terfokus diamati. Robert Brown, seorang ahli botani,
mengamati adanya titik buran yang selalu ada pada sel telur, sel polen
atau serbuk sari, sel dari jaringan anggrek yang sedang tumbuh. Dia
menyebut titik itu sebagai ‘nukleus’.
- Pada
tahun 1838 Matthias Schleiden, juga seorang ahli botani, berpendapat
bahwa nukleus dan perkembangan sel erat hubungannya. Berdasarkan hasil
penelitiannya, Schleiden menyimpulkan bahwa masing-masing sel tanaman
mengarah ke suatu kehidupan ganda, satu tergantung pada kehidupannya
sendiri dan yang lain sebagai bagian integral tanaman.
- Pada
tahun 1839, Theodor Schwann, seorang ahli zoologi, berdasarkan hasil
penelitiannya selama bertahun-tahun terhadap struktur dan pertumbuhan
jaringan hewan, mengemukakan bahwa hewan sama seperti tanaman terdiri
atas sel dan produk-produk sel. Dan bahwa walaupn sel adalah bagian dari
organisme, mereka pada tingkat tertentu adalah kehidupan tersendiri.
|
Darimana Asal Sel? |
- Satu abad kemudian
Rudolf Virchow, seorang ahli fisiologi, melaporkan hasil penelitiannya
mengenai pertumbuhan dan reproduksi sel bahwa sel membelah menjadi dua
sel. Setiap sel berasal dari sel yang sudah ada.
- Analisis
mikroskopis (hasil penelitian pada pertengahan abad 19) membuktikan
bahwa sel adalah unit terkecil kehidupan, dan bahwa kehidupan yang
berlangsung terus menerus berasal dri pertumbuhan dan pembelahan sel
tunggal. Konsep-konsep tersebut menjadi teori sel.
- Jadi ada tiga konsep mengenai sel yaitu:
- semua organisme tersusun atas satu atau lebih sel
- sel adalah unit terkecil yang memiliki semua persyaratan hidup
- keberlangsungan kehidupan secara langsung berasal dari pertumbuhan dan pembelahan sel tunggal
|
- Tujuan dari bab ini adalah mahasiswa dapat:
- Menjelaskan teori selMenjelaskan dasar-dasar kimia yang menyusun kehidupan sel
- Membedakan gambaran umum sel prokariot dan eukariot
- Menjelaskan struktur inti sel eukariot hubungannya dengan fungsi
- Menjelaskan struktur organel-organel sel dan fungsinya
- Menjelaskan metabolisme sel yang membutuhkan energi dan contohnya
- Menjelaskan metabolisme sel yang menghasilkan energi dan contohnya
|
Molekul Kehidupan Sel |
- Dasar kimia kehidupan sel: masing-masing penyusun sel tersusun atas molekul atau materi. Materi tersusun atas elemen atau atom.
- Elemen
atau atom adalah unti dasar kimia yang tidak dapat dipecah dengan
proses kimia. Atom tersusun atas subpartikel atom yang disebut neutron,
proton, dan elektron.
- Neutron dan proton terdapat pada inti atom dan elektron terdapat pada kulit atom.
- Jumlah
proton menunjukkan nomor atom. Contoh atom helium (simbol He) yang
memiliki 2 proton, maka nomor atom He=2. Atom yang sama memiliki sifat,
init dan kulit, yang sama. Atom yang berbeda memiliki sifat dan jumlah
subatom yang berbeda.
- Atom
yang sama dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda, dan mereka
disebut isotop. Contoh isotop adalah atom Carbon-12 bisa ditulis 12C memiliki 6 neutron. Di alam 99% atom Carbon adalah dalam bentuk isotop 12C, dan yang 1% adalah 13C dengan 7 neutron.
- Isotop ini telah dimanfaatkan dalam memecahkan banyak masalah biologi dan lain-lain masalah dalam ilmu pengetahuan.
- Atom-atom sesama atau atom yang berbeda dapat saling berikatan. Ikatan antar atom membentuk molekul.Ikatan antar atom itu disebut ikatan kimiaIkatan kimia antara ion disebut ikatan ion, yaitu elektron dari suatu atom dapat diperoleh dari atau hilang ke atom lainnya.
- Banyak jenis ikatan kimia, ada ikatan hidrogen, ikatan antar atom hidrogen, ada ikatan kovalen, dan lain-lain ikatan kimiaIkatan
hidrogen pada suatu molekul menentukan sifat polaritas molekul. Artinya
apabila ada ikatan hidrogen pada suatu molekul berarti molekul itu
bersifat polar.
- Tubuh kita tidak dapat membuat air tetapi dalam tubuh dapat berlangsung sejumlah reaksi kimia yang menghasilkan materi.Ikatan
antar atom dan bahkan antar molekul menentukan stabilitas antar
komponen yang saling berikatan itu dan kemudian menentukan stabilitas
struktur dan menentukan fungsi molekul apabila itu adalah molekul yang
menyusun kehidupan.
|
Molekul Kehidupan |
- Molekul-molekul yang
menyusun kehidupan dan karenanya disebut molekul biologi, yaitu molekul
yang dapat dijumpai terdapat dalam suatu sel.
- Molekul-molekul tersebut adalah karbohidrat, protein, lemak, dan asam nukleat.
- Sel dapat membuat
molekul-molekul. Hampir semua molekul yang dibuat sel (komponen dasar
molekul biologi) terdiri atas sejumlah atom carbon yang saling berikatan
dan berikatan dengan atom lain.
- Oleh karena itu, komponen yang mengandung atom carbon diketahui sebagai komponen organik. Jumlah atom carbon dalam suatu molekul biologi digunakan dasar pengelompokan molekul.
- Dengan kata lain
keragaman molekul kehidupan didasarkan pada kenadungan atom carbon yang
dimilikinya. Komponen organik memiliki kerangka atom carbon dan terikat
pada kerangka tersebut adalah atom-atom yang membentuk suatu gugus
fungsional, misalnya gugus alkohol, gugus amino, gugus aldehid, gugus
keton, dll.
- Sel membuat molekul besar (makro molekul) dari molekul-molekul kecil dengan reaksi kimia.Molekul besar selain dibangun dengan reaksi kimia juga dihancurkan atau dipecah dengan reaksi kimia.
- Ada reaksi yang
disebut sintesa dehidrasi yaitu sintesa molekul dengan cara
menghilangkan molekul airnnya. Ada reaksi yang disebut hidrolisis, yaitu
proses pemecahan molekul dengan air. Reaksi kimia terjadi pada sistem
dalam organisme, baik intraseluler (dalam sel) atau ekstraseluler (di
luar sel).
|
1. Karbohidrat |
- Karbohidrat adalah glukosa, fruktosa yang tergolong pada karbohidrat sederhana karena terdiri atas monosakarida.
- Molekul karbohidrat
terbuat dari atom carbon dan air (CH2O). Ada yang disebut disakarida
yaitu yang terdiri atas dua molekul monosakarida yang dibuat dalam
tubuh, contohnya maltosa (terdiri atas glukosa dan glukosa), sukrosa
yang terdiri atas glukosa dan fruktosa.
- Karbohidrat yang
terdiri atas lebih dari dua monosakarida disebut polisakarida, yaitu
rantai panjang gula contohnya adalah tepung, glikogen, selulosa dll.
Hewan dapat menghidrolisa pati (tepung) menjadi glukosa dengan enzim,
tetapi hewan tidak dapat mencernakan (menghidrolisa) selulosa.
|
2. Lemak |
- Umumnya lemak berupa molekul penyimpan energi. Lemak dibuat dari atom carbon dan hidrogen dengan sedikit oksigen.
- Lemak bersifat
hidrofobik, yaitu tidak dapat bercampur dengan ari. Lemak tersusun atas
polimer dari asam lemak dan gliserol/trigliserida. Ada lemak yang tidak
jenuh yaitu asam lemak dan lemak yang memiliki ikatan rangkap.
- Lemah jenuh adalah
lemak dengan jumlah hidrogen maksimum yang berperanan pada penyakit
kardiovasculer dengan menyebabkan athreosclerosis atau plaque tertimbun
pada permukaan dalam pembuluh darah.
- Ada lemak lain yang disebut fosfolipid (lipid dengan atom fosfat), malam, steroid (a.l kolesterol), anabolik steroid, dll.
|
3. Protein |
- Protein adalah
molekul yang amat esensial untuk struktur dan aktivitas kehidupan
(rambut, otot, antibodi, hormon, enzim). Protein tersusun atas 20 asam
amino.
- Struktur umum
protein berupa atom carbon alfa yang berikatan dengan atom hidrogen,
gugus amino, gugus karboksil dan gugus lain yang bervariasi yang
menyusun bagian asam amino.
- Asam amino terikat satu sama lain dengan ikatan peptida. Ikatan peptida dapat dipecah dengan hidrolisis.
- Struktur protein ada empat level yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener.
|
4. Asam Nukleat |
- Asam nukleat terdiri
atas polimer nukleotida. Nukleotida adalah molekul yang terdiri atas
gugus fosfat, gula beratom carbon (C) lima, dan basa nitrogen.
- Ada dua tipe asam
nukleat yaitu deoxyribonucleic acid (DNA) atau asam deoksiribonukleat
(ADN) dan ribonucleic acid (RNA) atau asam ribonukleat (ARN). Material
genetik yang diturunkan organisme dari orang tuanya terdiri atas DNA.
- Dalam DNA terdapat
gen, yaitu suatu rangkaian khusus molekul DNA yang memprogram urutan
asam amino tertentu penyusun struktur primer protein.
- Dalam menentukan
struktur primer protein, gen menentukan struktur tiga dimensinya, dan
oleh karena itu menentukan fungsi protein.
- Jadi melalui aksi protein yang dihasilkan, DNA mengatur kehidupan sel dan organisme.
- Dalam
melaksanakan fungsinya, DNA tidak bekerja secara langsung. Kerjanya
melalui atau diperantarai oleh RNA. Informasi dalam DNA dipindahkan ke
RNA (transkripsi) yang kemudian diterjemahkannya menjadi protein
(translasi).
- Sama halnya dengan polisakarida dan polipeptida asam nukleat juga dibentuk dari monomernya melalui proses sintesa dehidrasi.
- Biasanya RNA memiliki untai tunggal, dan DNA memiliki untai ganda (Gambar 2.1)
|
Mikroskop |
- Sel ukurannya amat kecil dan pemahaman mengenai struktur sel perlu penggunaan mikroskop
- Ada
bermacam-macam mikroskop: Mikroskop cahaya yang cahayanya dapat
menembus obyek kemudian bayangannya dipindahkan ke mata pengamat dapat
membesarkan hingga 1000-2000 kali.
- Mikroskop elektron
scanning (Scanning electron microscope = SEM) dapat mengkompose gambar
pada layar TV dari elektron-elektron yang memantul permukaan obyek. SEM
terutama bagus untuk menunjukkan permukaan sel organisme dengan
perbesaran tinggi hingga 10.000 – 20.000 kali.
- Mikroskop elektron
transmisi (transmission electron microscope = TEM) yang dapat
mengkompose gambar pada film dalam kamera bersar dari elektron-elektron
yang telah berjalan melalui sayatan yang amat tipis dari suatu obyek dan
mampu membesarkannya hingga 100.000 – 200.000 kali.
|
Ukuran Sel Bervariasi |
- Sel yang terpanjang adalah sel syaraf.
- Sel yang ukurannya terbesar adalah sel telur burung.
- Sel darah merah kita termasuk sel yang ukurannya amat kecil.
- Ukuran sel dibatasi hukum alam yang mengatur mengenai batas atas dan batas bawah ukuran sel
- Batas
bawah (minimumnya) sel harus memuat cukup DNA, protein, molekul lain
serta struktur internal untuk dapat survive dan bereproduksi. Batas
bawah ukuran sel dibatasi jumlah total volume molekul-molekul dan
organelnya untuk aktivitas sel.
- Maksimum
ukuran sel dibatasi oleh kebutuhan yang cukup akan luas permukaan untuk
memperoleh makanan cukup dari lingkungannya dan membuang sampah atau
kotoran yang tidak dibutuhkan.
- Batas atas ukuran
sel ditentukan oleh rasion tersebut karena plasma membran dari sel kecil
dapat melayani sitoplasmanya yang bervolume kecil lebih mudah dibanding
membran sel besar dengan volumenya besar.
- Sel yang besar memiliki luas permukaan yang lebih dibanding sel yang kecilSel yang besar memiliki rasio rendah antara luas permukaan dan volume dibandingkan sel yang kecil.
|
Jenis Sel |
Ada dua jenis sel yaitu sel prokariot dan sel eukariot |
- Sel prokariot ukurannya relatif kecil dengan diameter setengah hingga satu mikro meter.
- Sel prokariot tidak memiliki membran nukleus atau inti. DNAnya kontak dengan sitoplasmanya secara tidak langsung.
- Dalam sitoplasmanya mengandung ribosom.
- Sel prokariot dibungkus plasma membran, dinding luar sel yang kompleks, pili, kadang-kadang berflagela.
- Sel eukariot ukurannya relatif besar, sekitar 10-100 mm (mikro meter).
- Bagian dalam sel eukariot sangat kompleks dengan organel-organel yang dibatasi membran maupun yang tidak dibatasi membran.
- Sel eukariot adalah
sel yang memiliki inti sejati (eu = sejati; kariot = inti). Inti atau
nukleus termasuk organel sel yang dibatasi membran.
- Organel lain yang
dibatasi membran adalah endoplasmik retikulum, Golgi aparatus,
mitokondria, microtubul, sentriol, flagela, dan sitoskeleleton.
- Sel eukariot hewan dibatasi oleh plasma membran saja, sering juga dengan flagela, tidak memiliki dinding sel.
- Sel eukariot tanaman
dibatasi plasma membran dan dinding sel yang kaku, memiliki vakuola
pusat, kloroplast, tidak mempunyai sentriol, biasanya tidak mempunyai
flagela.
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar