MAKALAH BIOLOGI

KONSEP-KONSEP DASAR BIOLOGI SEL

KELOMPOK I PIPIT YOGANTARI 100321400858USWATUL MUNAWAROH100321400874AVIV ASMARA KHAHAR 100321400884

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN FISIKASEPTEMBER, 2010

PENDAHULUAN

Biologi sel juga sering dikenal dengan sitologi, merupakan salah satu cabang biologi

yang memusatkan perhatiannya kepada gejala kehidupan yang tejadi pada tingkat sel. Sel tidak

saja sebagai satuan fungsional terkecil dari kehidupan, tetapi sekaligus sel dapat menjadi satuan

struktural suatu organisme tersebut. Semua aktivitas kehidupan dapat dilakukan oleh sel. Oleh

karena itu dengan mempelajari kehidupan sel sangat membantu dalam memahami masalah

kehidupan pada umumnya.

Ide penggunaan lensa cembung (konveks) untuk pengamatan objek biologi yang tidak

terjangkau dengan mata telanjang telah dimulai sejak 600 tahun sebelum masehi (SM). Euclid,

590 SM mempelajari sifat refleksi dari benda-benda dengan permukaan cembung. Seneca, pada

tahun 65 melaporkan bahwa gelas yang diisi air mampu membantu mata untuk melihat benda

yang tidak bisa diamati dengan mata biasa. Da Vinci, pada tahun 1485 merintis pengembangan

visualisasi sel. Pada tahun 1665 Robert Hooke ahli botani Inggris mampu menunjukkan sel

gabus dengan menggunakan lensa pembesar. Marcello Malpihgi, ahli astronomi Italia, dengan

kemahirannya menggunakan alat pembesar, menemukan kopus kulum darah. Jans dan Isharias

Jenssen pada tahun 1590 menyusun 2 lensa cembung pada satu tabung. Kemudian berdasarkan

pengalaman ini, pada tahun 1674 Antonie van Leeuwenhoek berhasil menyusun mikroskop

yang lebih baik.

Gb. Mikroskop ciptaan Robert Hooke

Gb. Sayatan sel gabus

Hasil penemuan tentang sel itu sampai pada puncaknya saat lahir teori sel yang

dirumuskan secara terpisah oleh dua orang pada waktu berbeda.

Pertama : Scileiden pada tahun 1838. Ahli Botani (Jerman)

Kedua : Schwann pada tahun 1939. Ahli Zoologi (Jerman)

Menurut Schwann , “ All organized bodies composed of essentially similiar part, namely, of

cell”.

SELL

Sel merupakan unit dasar struktural dan fungsional bagi semua organisme hidup. Sel

memiliki sistem organisasi molekuler dan biokimiawi yang mampu menyimpan informasi,

menterjemahkan informasi untuk mensintesis molekul sel, serta menggunakan sumber energi

untuk melakukan kegiatan. Setiap organisme tersusun dari salah satu diantara dua jenis sel yang

secara struktural berbeda, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik contohnya pada

bakteri dan arkhae. Sel eukariotik contohnya tumbuhan, hewan, jamur, dan protista.

Gb. Sel prokariotik dan eukariotik

Sel Prokariotik dan Eukariotik

Perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik ditandai dengan namanya. Kata

prokariota berasal dari bahasa Yunani pro yang artinya sebelum dan karyon yang artinya

karnel, yang disini disebut nukleus. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus. Materi genetik

DNA terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran

yang memisahkan daerah ini dari bagian sel lainnya. Sebaliknya sel eukariotik (Yunani, eu

yang berarti sebenarnya, dan karyon) memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh

selubung nukleus. Seluruh daerah diantara nukleus dan membran yang membatasi sel

disebut sitoplasma. Sitoplasma ini terdiri atas medium semi cair yang disebut sitosol, yang

di dalamnya terletak organel-organel yang mempunyai bentuk dan fungsi terspesialisasi,

sebagian besar organel tersebut tidak terdapat pada sel prokariotik.

Perbedaan selanjutnya antara prokariotik dan eukariotik adalah ukurannya.

Prokariotik contohnya sel bakteri memiliki diameter 0,1-10 µm, kira-kira sepuluh kali lebih

besar daripada mikoplasma. Sedangkan eukariotik 10-100 µm. Contoh yang paling mudah

adalah sel tumbuhan dan sel hewan.

Gambar sel hewan

secara umum ini merupakan gabungan dari seluruh struktur yang paling sering ditemukan

dalam sel hewan. Di dalam sel terdapat beragam komponen yang disebut organel (organ-

organ kecil) yang sebagian besar diselubungi oleh membran. Organel yang paling menonjol

dalam sel hewan biasanya adalah nukleus. Kromatin dalam nukleus terdiri atas DNA, yang

membawa gen, bersama-sama dengan protein. Kromatin ini sebenarnya merupakan

kumpulan struktur terpisah yang disebut kromosom, yang tampak sebagai unit terpisah

hanya ada sel yang sedang membelah. Bagian-bagian pada kromatin dalam nukleus yang

saling bersambugan ialah satu atau lebih nucleoli.

Gambar sel tumbuhan

secara umum mengungkapkan

kesamaan dan perbedaan antara

sel tumbuhan dan sel hewan.

Seperti sel hewan, sel tumbuhan

dikelilingi oleh membran plasma

dan nucleus, ribosom, RE,

apparatus golgi, mitokondria,

peroksisom, dan mikrofilamen,

serta mikrotubula. Akan tetapi sel tumbuhan juga mengandung sekumpulan organel terbungkus

membran yang disebut plastid. Jenis plastid yang paling penting ialah kloroplas yang

melaksanakan fotosintesis.

Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

No Bagian Sel Sel Hewan Sel Tumbuhan

1 Membran plasma Ada Ada

2 Dinding sel Ada Tidak ada

3 Nukleus Ada Ada

4 Sitoplasma Ada Ada

5 RE Ada Ada

6 Ribosom Ada Ada

7 Badan Golgi Ada Ada

8 Lisosom Ada Ada

9 Mitokondria Ada Ada

10 Kloroplas Ada Tidak ada

11 Vakuola Ada Tidak ada

12 Sentriol Tidak ada Ada

13 Sentrosom Tidak ada Ada

14 Plastida Ada Tidak ada

SEL SEBAGAI SATUAN STRUKTUR BENDA HIDUP

Tak dapat disangkal setiap sel itu hidup, tetapi masing-masing dikhususkan untuk

melakukan satu atau beberapa fungsi bagi organisme yang menjadikan sel itu baginya. Jadi

setiap sel bergantung pada sel-sel lain untuk melakukan fungsi–fungsi yang tidak dapat

dilakukan sendiri. Sebagai contoh, sel saraf dengan cepat meneruskan sinyal listrik ke dalam

tubuh tetapi bergantung seluruhnya pada sel-sel darah merah untuk memberikan oksigen yang

amat diperlukan, tanpa oksigen sel saraf itu mati.

Meskipun tipe sel bermacam-macam, terdapat persamaan tertentu pada sifat-sifat bentuk

dan fungsional yang lazim bagi kebanyakan sel (walau tidak perlu semuanya). Tujuan utama bab

ini adalah mempelajari yang paling menonjol diantara sifat-sifat ini.

1. Membran plasma

Satu sifat sel yang universal adalah membrane pembatas di luar. Membran sel ini

berguna sebagai interfase antara mesin-mesin di bagian dalam sel dan fluida cair yang

membasahi semua sel. Membran sel demikian tipisnya sehingga hanya dapat

divisualisasikan dengan pembesaran tinggi yang dapat dicapai menggunakan mikroskop

electron.

Analisis kimiawi menyatakan bahwa membrane mengandung kira-kira 50% lipid dan

50% protein. Lipid terutama merupakan fosfolipid dan koestrol. Fosfolipid adalah adalah

molekul-molekul amfifilik, artinya setiap molekul mengandung “kepala” hidrofilik dan

“ekor” hidrofobik.

2. Dinding Sel

Dinding sel hanya dimiliki oleh sel tumbuhan. Padas sel muda dinding selnya tersusun

dari pectin, sedangakan pada sel dewasa

bersifat kaku, tersusun atas polisakarida

berupa selulosa dan pectin.

Pada dinding sel terdapat bagian yang tidak

menebal berupa lubang yang disebut noktah.

Melalui noktah ini terjadi hubungan

sitoplasma sel satu dengan sel yang lain.

Hubungan tersebut dinamakan

plasmodesmata, berupa juluran-juluran

plasma, serta menjadi pintu keluar masuknya

zat. Fungsi membran sel adalah menjaga bentuk sel, menjaga sel dari pengaruh mekanis dari

luar.

3. Nukleus

Nukleus dibatasi oleh sepasang membran (membran ganda). Membran ini merupakan

bilayer lipid dengan protein terkait. Selubung yang terbentuk itu tidak sinambung, tetapi

mengandung pori-pori. Hal ini memungkinkan bahan-bahan berlalu-lalang dari nucleus.

Nukleus mengandung sebagian besar gen yang mengontrol sel eukariotik. Nukleus

berdiameter 5µm. Dalam nukleus, DNA di organisir bersama dengan protein menjadi materi

yang disebut kromatin. Fungsi : Pusat pengendalian sel, mensintesis komponen

ribosom,mengontrol sintesis protein dalam sitoplasma.

4. Sitoplasma

Berbentuk cairan semitransparan

dan kental. Mengandung berbagai

jenis senyawa organik dan

anorganik. Di dalam sitoplasma

terjadi berbagai macam reaksi kimia

(proses hidup). Sitoplasma dilengkapi dengan organela seperti mitokondria, RE, ribosom,

kloroplas dll.

5. Mitokondria

Mitokondria panjangnya ± 1-10µm. Mitokondria dibangun oleh selubumg yang terdiri

dari 2 membran yaitu membran luar halus dan membran dalam berlekak-lekuk yang disebut

krista. Krista membuat membran dalam mitokondria mempunyai permukaan luas sehingga

bisa meningkatkan produktivitas respirasi sel. Hal ini merupakan salah satu contoh korelasi

antara struktur dan fungsi

Membran dalam membagi mitokondria menjadi 2 ruang yaitu :

1. Ruang intermembran

Merupakan ruangan yang sempit di antara membran luar dan membran dalam.

Membran luar dapat dilalui semua molekul kecil dan tidak dapat dilalui protein dan

molekul besar.

2. Matriks mitokondria

Merupakan ruang yang diselubungi oleh membran dalam. Beberapa langkah

metabolism terjadi dalam matriks. Protein yang berperan dalam respirasi, termasuk

enzim pembuat ATP, di buat di membran dalam.

6. Kloroplas

Berbentuk lensa berukuran 2µ x 5µm,ditemukan dalam daun. Kloropas mengandung

pigmen-pigmen,yang paling utama yaitu klorofil. Fungsi : Tempat terjadinya fotosintesis.

Batas luar membran melingkupi matriks yang dinamakan stroma dan suatu sistem membran

yang meluas. Membran dalam terlipat berpasangan yang disebut lamela. Secara berkala

lamela ini membesar sehingga terbentuk gelembung pipih terbungkus membran dan

dinamakan tilakoid. Struktur ini tersusun dalam tumpukan, mirip koin. Tumpukan tilakoid

dinamakan grana.

7. Ribosom

Ribosom mempunyai fungsi dalam sintesis protein. Ribosom membangun protein dalam

dua lokasi sitoplasmik. Ribosom bebas tersuspensi

dalam sitosol dan protein yang diciptakan akan

berfungsi didalam sitosol contohnya enzim-enzim yang

mengkatalisis proses metabolisme yang bertempat

didalam sitosol. Sedangkan ribosom terikat terletak

pada bagian luar jalinan membran yang disebut

reticulum endoplasmik dan umumnya protein yang

dibuat dimaksudkan untuk dimasukkan ke dalam membran, pembungkus organel tertentu

seperti lisososm atau dikirim keluar sel. Ribosom bebas dan terikat secara struktural identik

dan dapat saling bertukar tempat, dan selnya dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-

masing jenis ribosom begitu metabolismnya berubah.

8. Retikulum Endoplasma

R.E terdiri dari jaringan tubula dan gelembung membran yang disebut sisterne. Terdapat

R.E yang struktur dan fungsinya berbeda

1. R.E Halus

RE halus permukaannya tidak ditempeli ribosom. Sel hati merupakan salah satu

contoh peran RE halus dalam metabolism karbohidrat. Sel hati menyimpan

karbohidrat dalam bentuk glikogen, suatu polisakarida. Hidrolisis glikogen

menyebabkan pelepasan glukosa dari sel hati, yang penting dalam pengaturan

konsentrasi gula dalam darah. Akan tetapi produk pertama hidrolisis glikogen

adalah glukosa fosfat, suatu bentuk ionic gula yang tidak apat keluar dari sel dan

memasuki darah. Enzim dalam membrane RE halus sel hati membuang fosfat dri

glukosa yang kemudian dapat meninggalkan selnya.

Fungsi : Sintesis lipid, membantu menawarkan obat dan sel racun dalam sel hati.

2. R.E Kasar

Disebut RE kasar karena permukaannya diselubungi oleh banyak ribosom sehingga

membrane ribosom kelihatan seperti helaian panjang kertas pasir. Ribosom adalah

tempat sintesis protein. Protein yang disintesis pada ribosom yang melekat pada RE

biasanya ditujukan untuk luar sel.

Fungsi : mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel

dengan sitoplasma.

8. Badan Golgi

Merupakan tumpukan kantong pipih atau sisterne. Badan golgi berperan dalam

memodifikasi bahan-bahan yang dihasilkan oleh RE, berperan dalam proses sekresi

(pengeluaran zat sisa) sel dan membentuk lisosom. Badan golgi memiliki polaritas yang

jelas, membran-membran sisterne pada

ujung-ujung berlawanan merupakan suatu

tumpukan yang berbeda ketebalan dan

komposisi molekulernya. Kedua kutub

tumpukan golgi disebut muka cis dan

muka trans; yang masing-masing

bertindak sebagai bagian penerima dan

pengirim. Badan golgi ini menerima

vesikula transpor serta produk yang

dikandungnya. Materi yang diterima dari

RE dimodifikasi dan disimpan dalam badan golgi dan akhirnya dikirim ke permukaan sel

atau tujuan lainnya.

9. Lisosom

Organela berbentuk kantung yang berisi enzim pencernaan yang disebut enzim lisosim.

Enzim lisosom bekerja sangat baik dalam lingkungan asam kira-kira pada pH 5. Membrane

lisosom mempertahankan pH rendah ini dengan cara memompakan ion hydrogen dari sitosol

ke dalam lumen lisosom. RE dan badan golgi umumnya bekerja sama dalam memproduksi

lisosom yang mengandung enzim aktif. Lisosom berperan dlm pencernaan intrasel . Jika

lisosom pecah, maka enzim di dalamnya akan keluar dan mencerna/menghancuran organela

sel. Akibatnya sel akan mati.

10. Peroksisom

Peroksisom merupakan ruangan metabolisme khusus yang di lengkapi oleh membran

tunggal. Mengandung enzim yang mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen

sehingga dapat menghasilkan zatg berbahaya (H2O2). Berperan dalam perubahan lemak

menjadi karbohidrat.

11. Vakuola

Merupakan organel sitoplasmik yang berisi cairan. Merupakan tempat penyimpanan

bahan makanan bagi sel tumbuhan,juga sebagai tempat penimbunan bahan buangan dan juga

bahan organik seperti protein

12. Mikrofilamen

Merupakan serat tipis panjang yang berdiameter 5-6µm. Terdiri dari protein yang disebut

aktin. Berperan dalam sitem pergerakan sel,khususnya sebagai alat kontraksi sel otot. Hampir

Semua sel eukariotik memiliki mikrofilamen.

13. Filamen Intermediet

Filamen intermediet adalah serat sitoplasmik yang panjang dengan diameter sekitar 10

nm. Disebut intermediet karena diameternya lebih besar daripada diameter mikrofilamen

(6nm) dan lebi kecil dari diameter mikrotubula (25 nm) dan filament “tebal” (15 nm) pada

serat otot kerangka.

Telah dibedakan lima macam filament intermediet. Masing-masing dibangun oleh satu

atau lebih protein yang amat khas bagi tipe filament tersebut. Walau kimianya beragam,

semua filament intermediet tampaknya memainkan peranan yang sama dalam sel. Hal ini

untuk mengadakan kerangkan penunjang di dalam sel. Sebagai contoh, nucleus sel

epithelium (seperti sel kulit) tetap letaknya karena jarring berbentuk keranjang dari filament

intermediet.

Filamen intermediet terdapat dalam semua tipe sel otot yang fungsinya mengikat bagian-

bagian kontraktil sel pada tempat yang tetap. Sel saraf mempunyai sambungan yang panjang,

dinamai akson, yang menjadi jalan bagi impuls saraf. Akson beberapa sel saraf berjuta-juta

kali lebih panjang daripada diameternya. Walau bentuknya yanglemah ini, akso tidak mudah

dicabik-cabik, karena kekuatan yang diberikan oleh filament intermediet yang memadat di

dalam sitoplasmanya.

14. Mikrotubula

Mikrotubula adalah silinder protein yang dapat ditemukan dalam sitoplasma semua sel

eukariotik dan berdiameter 25µm. Setiap molekul tubulin terdiri atas dua subunitpolipetida

yang serupa yaitu α-tubulin dan β-tubulin. Memberi bentuk dan mendukung sel. Peranan

dalam pembelahan sel sangat penting.

15. Silia dan Flagela

Banyak sel memiliki perpanjangan seperti cemeti, baik yang pendek-pendek (silia)

maupun yang panjang-panjang (flagella). Pada mikrorganisme, silia dan flagella digunakan

untuk bergerak. Akan tetapi, banyak hewan mempunyai sel-sel bersilia untuk menghalau

bahan-bahan daripadanya saja. Sel-sel yang melapisi permukaan dalam pada trakea kita

bersilia.

Asal dan struktur silia dan flagella pada dasarnya sama. Masing-masing tumbuh dari

benda basal. Strukturnya sama dengan sentriol.

Silia atau flagella itu sendiri tidak saja mempunyai cincin luar dengan Sembilan

mikrotubula tetapi juga dua fibril tengah yang identik dengan mikrotubula dalam

konstruksinya. Pada silia dan flagella, perakitan keseluruhan hanya merupakan perpanjangan

membrane sel.

16. Sentriol

Berperan dalam pembelahan sel. Terdapat pada sitoplasma di dekat permukaan sebelah

luar nucleus. Pada beberapa sel,sentriol berduplikasi untuk membentuk benda basal silia dan

flagela

17. Diferensiasi

Telah kita ketahui bahwa benda hidup terdiri dari satu atau lebih sel. Alga hijau yang

mikrosopik Chlamdomonas merupakan organism bersel satu. Di dalam sel tunggalnya itu

terdapat peralatan yang diperlukan untuk melakukan berbagai fungsi dalam kehidupan.

Terkadang, Chlamdomonas membelah dan membentuk dua individu yang sebelumya hanya

satu. Setiap sel menerima seperangkat lengkap pengendali nuklir yang terdapat pada sel

induknya. Sebelum pembelahan sel yang sebenarnya itu, setiap kromosom dalam nucleus

berganda. Kemudian selama proses pembelahan sel itu sendiri, kromosom diperbanyak

tersebut terpisah-pisah. Dengan ketepatan yang luar biasa, seperangkat lengkap berpindah ke

anak se masing-masing. Mitosis adalah istilah yang digunakan untuk menerangkan proses

ini.

Dalam banyak hal diferensiasi terjadi sekali dan pada awal perkembangan. Sebagai

contoh, mungkin tidak ada diferensiasi lebih lanjut lagi dari sel-sel saraf setelah masa kanak.

Dalam kasus lain, diferensiasi berlanjut dalam seluruh kehidupan