BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sel berasal dari kata “cella” yang berarti ruangan berukuran kecil. Meskipun

begitu, semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalamnya. Sel dapat

berfungsi secara autonomy selama kebutuhan hidupnya terpenuhi. Organisme

terdiri atas kumpulan sel yang berperan dalam menentukan sifat organisme. Teori

lain menyebutkan bahwa sel merupakan satuan terkecil struktural dan fungsional

organisme. Selalu tumbuh, bereproduksi, meneruskan dan memproses informasi.

1.2 Batasan Masalah

1. Mengidentifikasi komponen-komponen penyusun sel dan fungsinya.

2. Mengidentifikasi evolusi dan mutasi sel.

3. Mengidentifikasi keanekaragaman dan sifat sel.

4. Mengidentifikasi cara kerja sel.

1.3 Tujuan

1. Memahami komponen-komponen penyusun sel dan fungsinya.

2. Memahami proses evolusi dan mutasi sel.

3. Mampu mengidentifikasi keanekaragaman dan sifat sel.

4. Memahami cara kerja sel secara umum.

1

BAB II

ISI

2.1 Sejarah Penemuan Sel

- Robert Hooke (1635-1703), menemukan ruangan-ruangan kecil pada

sayatan tipis gabus, kemudian menggunakan istilah “cellula” (ruang

kecil)

- Nehemiah grew (1671), menuliskan deskripsi pertama tentang jaringan

tumbuhan

- Hanstein (1880), menggunakan istilah protoplast

2.2 Komponen Penyusun Sel

Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup. Ada 4 komponen utama

penyusun sel, yakni:

1. Karbohidrat/Polisakarida

Secara fungsi terbagi menjadi 2:

1.) Polisakarida struktural, yaitu polisakarida yang digunakan untuk

membentuk dinding sel. Contoh: selulosa.

2.) Polisakarida nutrien, yaitu polisakarida yang memberikan energi

atau berperan dalam metabolisme sel. Contoh: amilum dan glikogen.

SELULOSATerdapat dalam tumbuhan sebagai pembentuk dinding sel, sehingga banyak terdapat dalam serat tumbuhan. Sayur-sayuran atau buah selulosa tidak mudah dicerna oleh pencernaan manusia.

GLIKOGENTerdapat di sel hati dan otot manusia. Berfungsi sebagai cadangan gula darah.

AMILUMMerupakan polimer dari polisakarida dengan monomer glukosa.

2. Lemak

Lemak berfungsi sebagai penyusun membran sel (umumnya jenis

fosfolipid) dan struktur dalam sel. Lemak diuraikan menjadi 2, yaitu asam

lemak dan gliserol. Asam lemak dibagi menjadi dua bagian, yaitu rantai

2

karbon dan gugus karboksilat. Fosofolipid berfungsi untuk membentuk

lapisan bilayer.

Gambar 2.2.1 Model Membran Mosaik Cair

Sumber: http://www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

3. Protein

Terbentuk dari 100-1000 asam amino kadar protein dalam sel hewan

17,8% dan pada tumbuhan 4%. Asam amino terdiri dari asam amino

esensial dan asam amino non-esensial. Asam amino esensial hanya

didapatkan melalui makanan, sedangkan asam amino non-esensial hanya

dapat dibentuk dalam tubuh.

Penggolongan protein:

a. Berdasarkan struktur:

1. Protein Sederhana

Protein sederhana merupakan protein yang hanya terdiri dari asam

amino. Protein sederhana terdiri dari 2, yaitu:

a. Protein fibrosa: bentuk molekul panjang, sukar larut dalam air

dan sukar diurai oleh enzim. Contoh: protein aktin (otot).

b. Protein Globular: bentuk molekul bulat, mudah larut di air, sifat

larutan dapat asam, basa ataupun etanol. Cintoh: hemoglobin,

albumin, globumin.

3

2. Protein Gabungan

Protein gabungan merupakan protein yang bergabung dengan

senyawabukan protein. Senyawa bukan protein disebut juga gugus

prostetik. Contoh: lipoprotein, glikoprotein, dan lain-lain.

b. Berdasarkan peranan:

1. Protein struktural: berfungsi sebagai penunjang atau pembentuk

sel.

2. Protein fungsional: sebagai katalis pada reaksi kimia sel. Contoh:

enzim.

Peranan protein dalam sel:

1. Katalisator reaksi kimia

2. Membentuk struktur sel

3. Mengatur permeabilitas sel

4. Mengatur kadar metabolit yang diperlukan

5. Membentuk gen

6. Menjadi sinyal intraselular dan ekstraselular

7. Membawa informasi (carrier)

8. Membantu transportasi zat keluar masuk membran

9. Penggerak molekul sel

4. Asam Nukleat

Nukleotida dalam asam nukleat terdiri dari RNA dan DNA yang berfungsi

sebagai membawa serta mewarisi materi genetik di dalam sel.

Setiap nukleotida terdiri dari:

1. Gula pentosa.

Gula pentosa ada 2 jenis, yakni:

a. Deoksiribosa: gula ribosa yang kehilangan 1 atom oksigen, gula

deoksiribosa hanya terdapat pada DNA.

b. Ribosa: gula yang hanya terdapat pada RNA.

2. Basa Nitrogen

Basa nitrogen terdiri dari 2 jenis, yakni:

4

a. Purin: terdiri dari adenin (A) dan guanin (G)

b. Pirimidin: terdiri dari cytosin (C), timin (T) pada DNA dan terdiri

dari cytosin (C) dan urasil (U) pada RNA.

3. Gugus fosfat.

Tabel 2.2.1 Rangkaian Polinukleotida

Pembeda DNA RNA

Komponen Gula deoksiribosa, basa

pirimidin, sitosin dan

timin

Gula ribosa, basa

pirimidin, sitosin dan

urasil

Bentuk Rantai ganda dan berpilin Rantai tunggal dan

pendek

Letak Nukleus, kloroplas,

mitokondria (tumbuhan)

Nukleus, kloroplas,

mitokondria, sitoplasma

Kadar dalam Sel Tetap Berubah-ubah

RNA dibedakan berdasarkan fungsinya menjadi 3, yaitu:

a.) mRNA/RNAd: membawa kode genetik. Susunannya komplementer

dengan salah satu rantai DNA.

b.) rRNA: RNA yang terdapat dalam ribosom.

c.) tRNA: RNA yang terdapat di sitoplasma yang membawa asam amino atau

anti-kodon ke ribosom.

2.3 Kromosom

DNA dan RNA terletak dalam kromatin di dalam kromosom. Kromatin

berbentuk seperti benang kusut dengan komposisi 27% DNA, 6%% RNA dan

67% protein. Protein dalam kromosom 50% berupa histon yang berperan

dalam pembungkus gen dan membentuk kerangka kromosom.

5

Gambar 2.3.2 Struktur Kromosom

Sumber: http://www.biologyonline.us

DNA atau RNA yang membawa informasi genetik akan diubah dalam bentuk

protein. Ada 2 tahap sintesis protein:

1. Transkripsi: proses penyalinan kode genetik dari DNA oleh mRNA/RNAd

untuk dibawa keluar nukleus. Peristiwa ini terjadi di nukleus.

2. Translasi: Proses keluarnya kodogen dalam mRNA dan diterjemahkan

oleh tRNA terjadi di ribosom.

2.4 Mutasi

Perubahan fisik yang terjadi pada bahan genetik. Perubahan dapat terjadi

berupa struktur, susunan, atau jumlah kromosom. Mutasi ada macam-

macam, diantaranya dibedakan berdasarkan jenis sel, cara terjadinya, serta

tempat terjadinya.

1. Mutasi berdasarkan jenis sel dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Mutasi Somatik

merupakan mutasi yang terjadi pada sel-sel tubuh dan perubahan

tersebut tidak diwariskan kepada keturunan.

b. Mutasi Genetik

merupakan mutasi yang terjadi pada sel-sel kelamin dan diwariskan

kepada keturunan.

2. Mutasi berdasarkan mekanisme terjadinya mutasi dibedakan menjadi

2, yaitu:

6

a. Mutasi alami

merupakan mutasi yang terjadi akibat kesalahan alami dalam

replikasi DNA lama.

b. Mutasi buatan

merupakan mutasi yang sengaja dilakukan oleh manusia untuk

memunculkan ekspresi gen tertentu.

3. Mutasi berdasarkan tempat terjadinya mutasi, dibedakan menjadi 2,

yaitu:

a. Mutasi gen/ mutasi titik

merupakan perubahan 1 atau 2 pasang basa DNA dalam gen.

b. Mutasi kromosom

merupakan perubahan struktur/jumlah tingkat kromosom.

Mutasi terjadi diakibatkan oleh beberapa sebab, diantaranya adalah:

1. Mutagen kimia

Mutagen kimia dibedakan menjadi 3, yaitu:

- Analog Basa: amino purin bromourasil lebih banyak yang mengganti

posisi basa DNA dalam gen.

- Bahan kimia pengubah struktur basa: asam nitrat mengubah sitosin

menjadi urasil dan membentuk ikatan hidrogen dan adenin.

- Bahan kimia pengubah struktur DNA: memutuskan benang DNA.

Contoh: peroksida.

2. Mutagen fisika

- Radiasi UV: menyebabkan 2 basa timin yang berdekatan membentuk

ikatan kovalen, akibatnya benang DNA tertekuk/bengkok.

- Radiasi pengion: merusak sel dengan menguraikan molekul didalam

DNA menyebabkan putusnya benang DNA karena adanya radikal.

3. Mutagen biologi

Berupa bahan genetik asam nukleat yang dibawa oleh virus/bakteri.

Contoh: bakteriofag, virus rubella dan agrobacterium.

7

2.5 Evolusi sel

a. Sel-sel yang pertama kali muncul

Pada saat bumi masih berusia muda, ditemukan fosil gundukan bakteri di bumi

antara lain yang dapat bernafas dengan o2, serta yang dapat berfotosintesis.

Kemudian, kedua tipe sel tersebut berevolusi menjadi sel yang memiliki organel.

Perlahan, dari awal muncul organel seperti reticulum endoplasma dan badan

golgi. Kemudian sel berkembang dengan ditemukannya mitokondria dan

kloroplas khusus untuk sel tumbuhan. Seiring dengan berjalannya waktu, sel baik

hewan maupun tumbuhan terus berevolusi hingga menjadi sel dengan organel-

organel seperti yang kita pelajari saat ini.

b. Evolusi Sel berdasarkan Perkembangan RNA

1. Molekul organik simple muncul

2. Molekul yang tereplikasi berkembang dan mulai untuk menjalani seleksi

natural

3. Molekul yang tereplikasi mulai tertutup dengan membrane sel

4. Beberapa sel mulai berevolusi dengan proses metabolism yang modern

5. Sel berkembang menjadi sel multiseluler yang ada seperti sekarang

c. Evolusi Sel berdasarkan Metabolisme Sel

Karena sel berasal molekul organic laut, sehingga mereka mampu

menghasilkan energi dan mendapatkan makanan.

Saat situasi tidak menguntungkan (terbatas), sel butuh melibatkan

mekanisme mereka untuk menghasilkan energi dan mensintesiskan

molekul penting untuk proses replikasi mereka.

Pembentukan dna pengaturan fungsi metabolism energi adalah

pusat dari semua aktivitas sel.

Mekanisme yang digunakan sel saat ini untuk membentuk ATP

terdiri atas 3 tahap, yaitu glikolisis, fotosintesis, dan metabolism

oksidatif. Perkembangan ketiga proses tersebut disebabkan

perubahan atmosfer bumi sehingga seiring dengan itu terjadi

8

Struktur Membran Inti

Eukariotik

Prokariotik

Cara Hidup

Solitaie

Koloni

Cara Mendapatkan

Makanan

AutotrofKemoautotrofFototrof

Heterotrof

perubahan bentuk sel karena harus beradaptasi dengan keadaan di

lingkungan sekitar.

2.6 Keanekaragaman dan Sifat Umum Sel

Sel adalah unit terkecil makhluk hidup yang dapat melakukan seluruh fungsi

kehidupan. Seperti diri kita, sel dapat membentuk tubuh, dapat tumbuh,

bereproduksi, memproses suatu informasi, menstimulasi dan membawa

kesatuan reaksi kimia yang luar biasa

Berikut adalah bagan klasifikasi sel berdasarkan beberapa kategori:

Gambar 2.6.1: Klasifikasi sel

Berdasarkan struktur membran inti, sel dapat dibagi menjadi sel eukariotik

dan prokariotik. Perbedaan antara sel eukariotik dan prokariotik dapat

diuraikan sebagai berikut:

Tabel 2.6.1 Perbedaan sel eukariotik dan prokariotik

Sifat Prokariotik Eukariotik

Kingdom Archae,

bacteria

Hewan,

tumbuhan,

jamur,

protista

Ukuran <5µm >10µm

Mitokondri

a

Tidak ada Ada

9

Reproduksi Aseksual Seksual dan

aseksual

Ukuran

Ribosom

70s (kecil) 80s (besar)

Nukleus Tidak ada, tapi

ada nukleoid

Ada

Organel Susunan

simpel

Susunan

kompleks

Membran

Inti

Tidak ada Ada

Sel hewan dan tumbuhan juga memiliki perbedaan struktur sebagai berikut:

Tabel 2.6.2 Perbedaan sel hewan dan tumbuhan

Hewan Tumbuhan

Lebih kecil dari sel

tumbuhan

Lebih besar

dari sel hewan

Vakuola kecil Vakuola besar

Tidak ada dinding

sel

Mempunyai

dinding sel

Memiliki

sentrosom

Tidak memiliki

sentrosom

Memiliki lisosom Tidak memiliki

lisosom

Tidak memiliki

plastida

Memiliki

plastida

10

Sel adalah unit terkecil dari suatu organisme, sel bersifat sama yang berkumpul

akan membentuk jaringan, jaringan yang sama berkumpul akan membentuk

organ, organ membentuk sistem organ, dan sistem organ tersebut membentuk

organisme.

Gambar 2.6.2 Tingkatan sel menjadi organisme

Sel dapat mengalami pembelahan. Pada sel prokariotik, pembelahan yang terjadi

adalah pembelahan biner atau amitosis. Pada sel eukariotik, dapat terjadi

pembelahan mitosis dan meiosis.

Gambar 2.6.3. Pembelahan mitosis dan meiosis

Stem cell atau sel punca adalah sel yang dapat membangun jaringan. Sel ini

berada hampir di seluruh jaringan tubuh kita dan terbentuk pada saat embrio kita

mengalami pembelahan ke-8. Stem cell dapat digunakan untuk membetulkan

11

Sel

Jaringan

Organ

Sistem Organ

Organisme

Induk

Identik dengan induk Berdeferensiasi

Sel darah, Sel Otot, Sel Otak

jaringan atau sel yang rusak akibat pengobatan kanker. Berikut adalah contoh

bagan pembelahan pada stem cell.

Gambar 2.6.4 Pembelahan stem cell

Sel tumor adalah kondisi pertumbuhan sel tidak normal sehingga membentuk lesi

(benjolan), yang kadang mengganggu fungsi tubuh. Sedangkan kanker adalah

penyakit degeneratif karena pertumbuhan kelompok sel yang tidak dapat dikontrol

(tumor). Tumor tidak selalu berbahaya, kecuali telah masuk tahap tumor ganas,

maka penyakit sudah masuk tahap kanker.

2.7 Pertumbuhan dan Pembelahan Sel

Pertumbuhan sel secara mudah dapat dilihat melalui siklus hidup sel. Siklus sel

merupakan serangkaian kejadian dengan urutan tertentu berupa duplikasi

kromosom sel dan organel didalamnya yang mengarah ke pembelahan sel. Pada

sel eukariotik, proses perbanyakan atau sintesis bahan genetik terjadi sebelum

berlangsungnya proses pembelahan sel, mitosis atau meiosis.

Pada dasarnya siklus sel terdapat 2 fase utama yaitu fase S (DNA sintesis) dan

fase M (Mitosis). Pada fase S terjadi duplikasi kromosom, organel, dan protein

interseluler dan pada fase M terjadi pemisahan kromosom dan pembelahan sel.

Sebagian besar sel memerlukan waktu ekstra untuk proses sintesis sehingga pada

siklus sel terdapat ekstra fase Gap yaitu Gap 1 antara fase M dan fase S serta Gap

2 antara fase S dan Mitosis. Hal ini mendasari pembagian fase menjadi 4 fase

yaitu Fase G1, Fase S, Fase G2 (ketiganya disebut Interfase) dan fase M (mitosis

12

dan sitokinesis). Interfase adalah fase istirahat, sel ini sebenarnya sangat aktif

secara biokimia walaupun terlihat tidak ada perubahan morfologi (waktu lama, 23

jam dalam 1 siklus 24 jam). M phase (mitosis) merupakan inti dari siklus sel dan

secara morfologi terjadi perubahan yang jelas teramati berupa kromosom yang

tertarik ke kutub, sitogenesis dan akhirnya sel terbagi menjadi dua (waktu cepat, 1

jam dalam 1 siklus 24 jam).

Gambar 2.7.1 Siklus Sel pada Eukariot: Interfase dan Mitosis (Sumber : Campbell et al. 1999).

Berikut merupakan tabel deskripsi siklus sel,

Tabel 2.7.1. Deskripsi Siklus Sel

Fase G1 dan G2 bukan hanya sebagai ekstra waktu proses sintesis namun juga

berperan sebagai ekstra waktu bagi sel untuk memonitor kondisi lingkungan

internal dan eksternal sebelum masuk ke fase S dan M. Jika kondisi lingkungan

13

tidak mendukung maka sel berhenti berprogress pada G1 dan bahkan memasuki

kondisi kondisi istirahat pada G0 (G zero). Jika kondisi lingkungan mendukung

dan terdapat sinyal untuk tumbuh maka sel akan memulai proses pada suatu titik

akhir G1 yang disebut titik "Start". Setelah melalui titik ini sel akan mulai masuk

fase S ditandai dengan Replikasi DNA yang terus berlangsung bahkan walau

signal pertumbuhan dan pembelahan sudah tidak ada.

Mitosis dan meiosis merupakan bagian dari siklus sel dan hanya mencakup 5-10%

dari siklus sel. Persentase waktu yang besar dalam siklus sel terjadi pada interfase.

Interfase terdiri dari periode G1, S, dan G2. Pada periode G1 selain terjadi

pembentukan senyawa-senyawa untuk replikasi DNA, juga terjadi replikasi

organel sitoplasma sehingga sel tumbuh membesar, dan kemudian sel memasuki

periode S yaitu fase terjadinya proses replikasi DNA. Setelah DNA bereplikasi,

sel tumbuh (G2) mempersiapkan segala keperluan untuk pemisahan kromosom,

dan selanjutnya diikuti oleh proses pembelahan inti (M) serta pembelahan

sitoplasma (C). Selanjutnya sel hasil pembelahan memasuki pertumbuhan sel baru

(G1).

Mitosis merupakan periode pembelahan sel yang berlangsung pada jaringan titik

tumbuh (meristem), seperti pada ujung akar atau pucuk tanaman. Proses mitosis

terjadi dalam empat fase, yaitu profase, metafase, anafase, dan telofase. Fase

mitosis tersebut terjadi pada sel tumbuhan maupun hewan. Terdapat perbedaan

mendasar antara mitosis pada hewan dan tumbuhan. Pada hewan

terbentuk aster dan terbentuknya alur di ekuator pada membran sel pada saat

telofase sehingga kedua sel anak menjadi terpisah.

1. Profase

Pada awal profase, sentrosom dengan sentriolnya mengalami replikasi dan

dihasilkan dua sentrosom. Masing-masing sentrosom hasil pembelahan bermigrasi

ke sisi berlawanan dari inti. Pada saat bersamaan, mikrotubul muncul diantara dua

sentrosom dan membentuk benang -benang spindle, yang membentuk seperti bola

sepak.

14

Pada sel hewan, mikrotubul lainnya menyebar yang kemudian membentuk aster.

Pada saat bersamaan, kromosom teramati dengan jelas, yaitu terdiri dua kromatid

identik yang terbentuk pada interfase. Dua kromatid identek tersebut bergabung

pada sentromernya. Benang-benang spindel terlihat memanjang dari sentromer.

2. Metafase

Masing-masing sentromer mempunyai dua kinetokor dan masing-masing

kinetokor dihubungkan ke satu sentrosom oleh serabut kinetokor. Sementara itu,

kromatid bersaudara begerak ke bagian tengah inti membentuk keping metafase

(metaphasic plate).

3. Anafase

Masing-masing kromatid memisahkan diri dari sentromer dan masing-masing

kromosom membentuk sentromer. Masing-masing kromosom ditarik oleh benang

kinetokor ke kutubnya masing-masing.

4. Telofase

Ketika kromosom saudara sampai ke kutubnya masing-masing, mulainya telofase.

Kromosom saudara tampak tidak beraturan dan jika diwarnai, terpulas kuat

dengan pewarna histologi.

Tahap berikutnya terlihat benang-benang spindle hilang dan kromosom tidak

terlihat (membentuk kromatin; difuse). Keadaan seperti ini merupakan

karakteristik dari interfase. Pada akhirnya membran inti tidak terlihat diantara dua

anak inti. Selama fase akhir pembelahan mitosis, muncul lekukan membran sel

dan lekukan makin dalam yang akhirnya membagi sel tetua menjadi dua sel anak.

Sitokinesis terjadi karena dibantu oleh protein aktin dan miosin.

Sementara itu, meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada

jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta

terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu,

pada meiosis terjadi dua kali periode pembelahan sel, yaitu pembelahan I (meiosis

I) dan pembelahan II (meiosis II). Meiosi I dan meiosis II terjadi pada sel

15

tumbuhan. Demikian juga pada sel hewan terjadi meiosis I dan meiosis II. Baik

pada pembelahan meiosis I dan II, terjadi fase-fase pembelahan seperti pada

mitosis. Oleh karena itu dikenal adanya profase I, metafase I, anafase I , telofase I,

profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Akibat adanya dua kali proses

pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel

baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari

jumlah kromosom sel induk.

Perkembangan sel prokariotik dilakukan secara amitosis yakni dengan

pembelahan biner. Inti sel bakteri dan beberapa alga uniseluler tidak memiliki

membran (prokariot), kromosomnya sirkuler atau berbentuk lingkaran, disebut

nukleoid. Ketika sel akan membelah kromosom dan seluruh isi sel digandakan ,

selanjutnya sel membelah menjadi 2 sel yang baru tanpa melalui siklus sel seperti

proses reproduksi pada sel eukariot.

Pada sel bakteri terjadi pembelahan biner atau pembelahan sel menjadi dua sel

anak yang identik atau serupa. Pembelahan sel secara biner dimulai ketika sel

mulai memanjang dan dinding sel tua membelah pada tempat dekat bagian tengah

sel. Pada bagian tengah, kromosom bakteri yang sirkuler melekat pada membran

plasma. Enzim-enzim segera memisahkan dua rantai DNA. Setelah replikasi DNA

dimulai, titik awal perlekatan terhadap membran plasma menjadi dua titik,

membran baru disisipkan diantara keduanya, dan bergerak menjauh

2.8 Sel Berubah Bentuk dan Bergerak

Sel mampu berubah bentuk dan bergerak karena adanya sitoskeleton, yakni

rangka sel yang terdiri dari jaring-jaring berkas protein yang menyusun sitoplasma

dalam sel. Sitoskeleton inilah yang mengeluarkan gaya untuk menggerakan

seluruh bagian sel. Sitoskeleton ini tersusun dari tiga macam protein filament

yang terorganisir dan terkoneksi satu sama lain. Ketiga protein filament tersebut

adalah

1) Intermediate filaments (filamen intermediat)

16

Filamen intermediate berbentuk pembuluh dan terdiri atas 4-5 protofilamen

yang tersusun secara melingkar, dengan ukuran antara 8 hingga 12 nm.

Protein filament sendiri terdiri dari protein fibrosa yang menyebabkan

bentuknya sangat stabil dan elastic (liat). Fungsi dari filament intermediate

adalah untuk menyokong dan menjaga bentuk sel beserta isinya.

2) Microtubules (mikrotubulus)

Mikrotubulus adalah susunan mikrotubulin yang membentuk tabung yang

mempunyai struktur yang lebih kokoh dari aktin. Mikrotubulus memiliki

dua macam ujung, yakni ujung negative yang terhubung dengan pusat

pengatur organel mikrotubulus, serta ujung positif yang letaknya sangat

dekat dengan membran plasma.

Mikrotubulus memiliki peranan yang penting dalam sel. Fungsi dari

mikrotubulus antara lain adalah:

a. Memberi bentuk dan menopang struktur sel,

b. Membantu pengaturan berbagai posisi organel yang ada di dalam sel,

c. Membantu pembentukan sentriol untuk pembelahan sel, serta flagella dan silia untuk pergerakan sel, dan

d. Membantu proses pembelahan sel dengan berperan dalam pergerakan sel.

3) Microfilaments (mikrofilamen)

Mikrofilamen merupakan rantai ganda protein yang sangat tipis yang saling

bertaut, yang terdiri dari dua macam protein, yakni aktin dan miosin.

Mikrofilamen sendiri berfungsi untuk membantu pergerakan sel dan juga

peroksisom.

Ketiga protein filament tersebut saling berkoordinasi dan berinteraksi satu

sama lain dan membentuk sitoskeleton dalam sel hewan. Sitoskeleton

memiliki peranan yang besar dalam sel, yakni:

a. Menjadikan sel memiliki kekuatan untuk mempertahankan keseimbangan bentuk sel.

17

b. Menopang kerangka sel agar sel tetap kokoh.

c. Membantu pergerakan intrasel.

d. Membantu proses metabolisme dan aktivitas biokimia dalam sel.

Seluruh filament sitoskeleton adalah polimer protein panjang yang bekerja pada

sistem untuk secara bergantian mengembang dan mengempiskan sitoskeleton,

sehingga dapat mengatur bentuk sel. Dalam beberapa sel, sitoskeleton relatif

berada dalam keadaan stabil, tetapi dalam beberapa sel lainnya, sitoskeleton

secara terus menerus berubah bentuk. Penyusutan sitoskeleton di suatu bagian sel

dan pengembangan sitoskeleton di bagian sel lain meghasilkan perubahan

terkoordinasi dalam bentuk yang menghasilkan cell locomotion (Pergerakan Sel).

Contohnya, sebuah sel dapat memanjangkan bagian tubuhnya dan menempelkan

bagian tersebut ke permukaan suatu benda atau sel lain, lalu menarik seluruh

bagian tubuhnya mendekati benda/ sel lain tersebut. Umumnya, rata-rata sel dapat

bergerak dengan kecepatan 20 micro meters/second.

2.9 Komunikasi dan Respon Sel

Komunikasi antar sel memiliki peranan penting untuk melakukan pengaturan dan

pengendalian kegiatan sel, jaringan, organ tubuh, serta mempertahankan

homeostatis. Terdapat dua jenis komunikasi antar sel dalam tubuh manusia, yakni

wired system (komunikasi melalui saraf atau listrik) dan non-wired system

(komunikasi kimiawi). Sedangkan komunikasi intra sel adalah jenis komunikasi

yang terjadi di dalam sel.

Terdapat empat tipe penyampaian molekul sinyal, yaitu:

1) Endokrin: sel target jauh dan menggunakan mediator hormon yang dibawa

melalui pembuluh darah.

2) Parakrin: Mediator lokal. Mempengaruhi sel target tetangga, dimobilisasi

oleh extra cellular matrix enzyme.

3) Autokrin: Sel responsif terhadap substansi yang dihasilkan oleh sel itu

sendiri.

4) Sinaptik: Penyampaian sinyal dapat dilakukan dengan cara protein dari

suatu sel yang berikatan langsung dengan protein lain pada sel lain.

18

Dalam tubuh terdapat tiga metode komunikasi antar sel, yaitu:

1) Komunikasi langsung, komunikasi antar sel yang berdekatan dengan

mentransfer sinyal listrik berupa ion-ion atau sinyal kimia melalui gap

junction.

2) Komunikasi lokal atau komunikasi parakrin-autokrin, komunikasi

yang terjadi melalui zat kimia yang dilepaskan ke interstitial untuk

berkomunikasi dengan sel lain (sinyal parakrin) atau sel itu sendiri (sinyal

autokrin).

3) Komunikasi jarak jauh, komunikasi antar sel melalui sinyal listrik yang

dihantarkan sel saraf atau dengan sinyal kimia (hormon atau

neurohormon) yang dialirkan melalui darah.

Molekul sinyal yang sama dapat menginduksi respon yang berbeda pada sel target

yang berbeda. Sinyal-sinyal kimia dapat berupa protein, asam amino, peptida,

nukleotida, steroid, dan gas. Sinyal-sinyal tersebut diproduksi oleh signal cell dan

didteksi oleh protein reseptor sebagai sel target. Bentuk respon sel meliputi

kenaikan dan penurunan laju transport, sekresi, metabolisme oksidatif, inisiasi

pembelahan sel dan pergerakan sel.

Pengubahan sinyal dari satu bentuk ke bentuk lain dalam sel disebut transduksi

sinyal. Secara singkat langkah-langkah transduksi sinyal adalah:

1) Sintesis molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal.

2) Pelepasan molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal.

3) Transpor sinyal oleh sel target.

4) Pengikatan sinyal oleh reseptor spesifik yang menyebabkan aktivasi

reseptor tersebut.

5) Inisiasi satu atau lebih jalur transduksi sinyal intrasel.

6) Perubahan spesifik fungsi, metabolisme, atau perkembangan sel.

7) Pembuangan sinyal yang mengakhiri respon sel.

Reseptor permukaan sel dibagi dalam 3 kelas:

19

1) Reseptor ion-channel linked : menutup dan membuka sebagai respon

pengikatan molekul sinyalnya.

2) Reseptor G-protein linked: sinyal akan melewati protein terikat GTP

(protein G) berasosiasi dengan reseptor.

3) Reseptor enzyme linked: bila terikat, molekul sinyal akan mengaktifkan

enzim pada bagian akhir reseptor di dalam sel atau juga enzim yang

terasosiasi.

2.10 Kematian Sel

Ketika sel dalam organisme multiseluler terinfeksi virus atau rusak parah, sel

tersebut akan mati. Sel yang mati terkadang mengeluarkan racun yang dapat

menyebabkan kerusakan pada sekitar sel mati tersebut. Selain karena terinfeksi

virus dan rusak parah, sel juga dapat mati ketika sel gagal menerima sinyal

memelihara kehidupan (life-maintaining signal) atau ketika mereka menerima

sinyal kematian (death signal). Proses kematian sel yang seperti ini dinamakan

apoptosis. Dalam proses apoptosis, sel yang sedang sekarat akan menghasilkan

protein yang digunakan untuk meledakan diri sendiri. Kematian sel yang

disebabkan oleh proses apoptosis memungkinkan sel untuk menghindari

pengeluaran racun yang dapat membahayakan sel-sel sekitarnya.

Gambar 2.10.1 Proses Apoptosis

20

Proses apoptosis dikendalikan oleh berbagai tingkat sinyal sel, yakni dapat berasal

dari sumber ekstrinsik ataupun intrinsik. Beberapa contoh sumber sinyal

ekstrinsik adalah hormon, faktor pertumbuhan, nitric oxide, dan sitokin. Sumber

sinyal ekstrinsik agar dapat menimbulkan respon dan mengaktifkan kerja

apoptosis harus dapat menembus membran plasma ataupun transduksi.

Sementara itu, sinyal intrinsik apoptosis merupakan suatu respon yang diinisiasi

oleh sel sebagai respon terhadap stress dan akhirnya dapat mengakibatkan

kematian sel. Pengikatan reseptor nuklear oleh glukokortikoid, panas, radiasi, dan

kekurangan nutrisi merupakan contoh keadaan yang dapat menimbulkan sinyal

apoptosis intrinsik melalui kerusakan sel.

Sinyal apoptosis haruslah dihubungkan dengan pathway kematian sel melalui

regulasi protein sebelum terjadi proses kematian sel melalui enzim. Pada regulasi

ini terdapat dua metode yang telah dikenali untuk mekanisme apoptosis, yaitu

melalui mitokondria (Intrinsik Pathway) yang terjadi karena adanya permeabilitas

mitokondria dan pelepasan molekul pro-apoptosis, serta penghantaran sinyal

secara langsung melalui adapter protein (Ekstrinsik Pathway); yang diinisiasi oleh

pengikatan reseptor kematian pada permukaan sel pada berbagai sel.

Secara singkat, mekanisme apoptosis adalah sebagai berikut.

1. Adanya sinyal kematian (penginduksi apoptosis), baik ekstrinsik maupun

intrinsik.

2. Tahap integrasi atau pengatuan (transduksi sinyal, induksi gen apoptosis

yang berhubungan, dan sebagainya).

3. Tahap pelaksanaan apoptosis (degradasi DNA, pembongkaran sel, dan

sebagainya)

4. Fagositosis.

21

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Sel merupakan satuan terkecil struktural dan fungsional organisme. Sel tersusun

atas karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat. Sel dapat mengalami mutasi,

yakni perubahan fisik yang terjadi pada bahan genetik. Perubahan ini dapat terjadi

pada struktur, susunan, atau jumlah kromosom.

Sel dibedakan atas beberapa kategori, diantaranya berdasarkan keadaan inti sel

(sel eukariotik dan prokariotik), berdasarkan cara hidup (solitae dan koloni), serta

berdasarkan cara mendapatkan makanan (autotrof dan heterotrof). Sel sebagai unit

fungsional organisme selalu mengalami pertumbuhan, bereproduksi, serta

meneruskan dan memproses informasi.

22

DAFTAR PUSTAKA

http://web.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/bio100/Materi/mitosis_miosis.html diakses pada 25 September 2013http://ccrc.farmasi.ugm.ac.id/wp-content/uploads/mekanisme-dan-regulasi-apoptosis1.pdf diakses pada 25 September 2013http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/2061/1/09E01457.pdf diakses pada 25 September 2013Lodish, dkk. Molecular Cell Biology Sixth Edition. 2007. Basingstoke: W.H. Freeman and Company.Karp G. 2002. Cell and Molecular Biology 3rd Edition. John Wiley & Son: New York.

23