BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Biokimia adalah studi sistematik mengenai senyawa-senyawa kimia dalam

sistem kehidupan, susunannya dalam sel, dan reaksi kimianya (metabolisme). Sel

merupakan kerangka alamiah dari hampir semua reaksi biokimia. Perbedaan

utama antara biokimia dan kimia adalah reaksi biokimia berlangsung di dalam

batasan yang diberikan oleh ukuran sel dan ruang-ruang di dalamnya serta oleh

sifat fisik dan kimia yang sejalan dengan kehidupan sel.

Reaksi-reaksi biokimia pada sel hidup berlangsung di dalam ukuran yang

amat kecil dari sel hidup atau bagiannya dengan dinding yang rapuh, yang

tebalnya hanya beberapa molekul. Setiap reaksi biokimia berlangsung di dalam

media cair pada suhu tetap yang relatif rendah. Sel tidak dapat hidup pada suhu,

tekanan atau keadaan suhu tetap yang terlalu tinggi atau dengan adanya pereaksi

kuat. Jadi, sekarang persepsi kita mengenai kimiawi dari proses hidup harus

dikaitkan dengan konteks ukuran, struktur, dan aktivitas sel. Kita juga harus

menggabungkan kedua pandangan yakni pandangan kimiawi dan pandangan

biologi sel.

1.2 Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini :

1. Mahasiswa dapat mengetahui sejarah sel dan teori-teori mengenai sel

2. Mahasiswa dapat membedakan sel prokariotik dengan sel eukariotik

3. Mahasiswa dapat membedakan sel hewan dengan sel tumbuhan

4. Mahasiswa dapat mengetahui bagian-bagian sel dan fungsinya masing-

masing

5. Mahasiswa dapat mengetahui fungsi sel

1

BAB II

SEJARAH SEL

Teori sel sendiri merupakan sebuah penjelasan ilmiah tentang karakteristik

sel. Sejarah teori sel dimulai dengan ditemukannya mikroskop oleh Zacharias

Jansenn yang telah membuka para ahli biologi dalam mengusung tentang teori sel.

Teori sel merupakan salah satu bagian penting dalam memahami sifat dan

karakteristik dari makhluk hidup. Temuan Robert Hooke tentang ruang-ruang

kecil pada sayatan gabus yang disebut “sel” mengawali pembukaan tabir tentang

rahasia struktur makhluk hidup. Selanjutnya Anton van Leuwenhoek dengan

penemuan mikroorganismenya dan Robert Brown dengan penemuan inti sel pada

epidermis anggrek. Theodor Schwann, Matthias Jakob Schleiden, dan Rudolf

Virchow adalah para ahli yang dianggap sebagai penggagas teori sel. Pada tahun

1839 mengusulkan bahwa sel merupakan unit dasar dari kehidupan.

2

Gambar 2.1 Penemuan Zacharias Jansen

Gambar 1.2 Ruang pada sayatan gabus yang disebut

'Sel' oleh Robert Hooke

Sejarah teori sel berkembang sesuai dengan penemuan yang dilakukan oleh

para ahli. Berdasarkan sejarah perkembangannya,teori sel saat ini dikelompokkan

ke dalam dua kelompok yaitu teori sel klasik dan teori sel modern. Secara klasik

teori sel menjelaskan bahwa:

1. Semua organisma hidup disusun oleh satu atau banyak sel

2. Sel merupakan unit dasar dari kehidupan

3. Semua sel berasal dari sel sebelumnya

4. Sel merupakan kesatuan struktural, fisiologis, dan organisasi dalam

makhluk hidup

5. Sel mempertahankan keberadaan ganda pertama sebagai entitas yang

berbeda dan kedua adalah sebuah blok bangunan dalam pembangunan

organisma.

Sementara itu para ahli teori sel modern menjelaskan bahwa:

1. Sel merupakan unit dasar dari struktur dan fungsi dalam organisme hidup.

2. Semua sel berasal dari sel yang telah ada melalui proses pembelahan sel.

3. Aliran energi (metabolisme dan biokimia) terjadi dalam sel.

4. Sel mengandung informasi genetik (DNA) yang di berpindah dari sel ke

sel selama proses pembelahan sel.

5. Pada dasarnya semua sel sama dalam komposisi kimia di dalam spesies

yang serupa.

6. Semua makhluk hidup dibangun oleh satu atau banyak sel.

7. Beberapa organisme yang terdiri dari hanya satu sel dikenal sebagai

organisme uniseluler. Sedangkan organisme lainnya bersifat multiseluler,

yang terdiri dari sejumlah sel.

8. Kegiatan organisme tergantung pada total aktivitas sel secara independen

(Basor Suhada).

3

BAB III

JENIS SEL

Sel merupakan unit struktural dan fungsional organisme hidup. Tiap sel

dikelilingi oleh membran tipis. Membran sel disebut juga membran plasma yang

bersifat permeabel selektif. Pada semua sel, susunan molekular membran plasma

umumnya serupa yaitu dwi lapis lipid yang mengandung protein khusus

Dalam tiap sel terdapat sitoplasma yaitu tempat berlangsungnya hampir

semua reaksi enzimatis dari metebolisme sel. Dalam sitoplasma terdapat ribosom

yaitu suatu granula kecil dengan diameter 18-22 nm, yang berfungsi untuk sintesa

protein. Semua sel hidup memilki inti sel atau suatu badan berupa ini tempat

terjadinya replikasi senyawa genetik dan penyimpanan senyawa genetik dalam

bentuk asam deoksiribonukleat (DNA).

Berdasarkan organel penyusunnya sel, dibagi menjadi dua jenis yaitu

prokaryot dan eukaryot. Pada prokaryot, senyawa genetik terdapat dalam badan

inti atau badan serupa inti yang tidak dikelillingi membran. Sel eukaryot

dilengkapi oleh inti sel yang amat kompleks, dikelilingi selubung inti yang terdiri

dari dua membran.

Gambar 2.1 Struktur Sel Prokariot dan Eukariot

4

Tabel 1. Perbedaan Sel Prokaryot dan Eukaryot

Ciri-Ciri Prokariot Eukariot

Nukleus Tidak ada Ada

Membran inti yang mengelilingi nukleoplasma

Tidak ada Ada

Mitokondria Tidak ada Ada

Lisosom Tidak ada Ada

Retikulum endoplasmik Tidak ada Ada

Aparat golgi Tidak ada Ada

Gerakan sitoplasma Tidak ada Ada

Membran yang mengandung pigmen fotosintesis

Kromatofora Kloroplas

(Sumber : Campbell, 1995)

3.1. Sel Prokaryot

Sel terkecil yang paling sederhana dan paling tua dikenal sebagai sel

prokaryot. Yang termasuk golongan prokaryot adalah bakteri dan siano bakteri.

Sianobakteri adalah ganggang hijau biru namun kekerabatannya dekat dengan

bakteri.

DNA pada sel ini terpusat pada suatu daerah yang disebut wilayah inti. Pada

sel prokaryot, sitosol kelihatan seperti granula-granula karena adanya ribosom.

Ribosom ini mengandung RNA dan protein sehingga disebut partikel-partikel

ribonukleoprotein yang merupakan tempat sintesa protein pada semua organisme.

Pada sel prokaryot membran plasmanya diselubungi oleh dinding sel yang

sebagian besar terbuat dari polisakarida yang kaku, sehingga memberi

perlindungan sel.

Sel prokaryot bereproduksi dengan cara aseksual. Sel prokaryot hanya

mempunyai satu kromosom, terdiri dari molekul DNA sulur ganda. Mampu

bertahan terhadap perubahan lingkungan dan dapat bereproduksi dengan

kecepatan yang lebih tinggi, yang memberinya kemampuan bertahan pada

keadaan yang amat tidak menguntungkan.

5

Gambar 3.2 Sel Prokariot

3.2. Sel Eukaryot

Volume sel eukaryot mencapai 1.000 sampai 10.000 kali volume sel bakteri.

Yang termasuk sel eukaryot adalah sel tumbuhan tingkat tinggi dan sel hewan.

Meskipun keduanya termasuk sel eukaryot tetapi antara sel tumbuhan dan sel

hewan terdapat perbedaan seperti dinding sel yang dimiliki hampir semua

tumbuhan namun tidak dengan sel hewan. Selanjutnya pada tumbuhan hijau

ditemukan organel kloroplas yang tidak ditemukan pada sel hewan. Mempunyai

inti sel yang berbentuk baik yang dikelilingi oleh membrane ganda dan oleh

struktur internal yang kompleks mitokondria, reticulum endoplasma, dan badan

golgi. Membelah diri secara aseksual kompleks yang disebut mitosis dapat juga

melangsungkan konyugasi seksual yang kompleks, yang menyangkut pertukaran

gen sehingga bentuk kehidupan eukaryote mampu melakukan diferensiasi dan

spesialisasi secara lebih luas. Di dalam inti sel terdapat nucleolus yang

mengandung asam ribonukleat tinggi (RNA), khromatin yang terdiri dari RNA,

DNA dan sejumlah protein khusus

6

Gambar 3.3 Sel Tumbuhan

Gambar 3.4 Sel Hewan

7

Tabel 2. Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan

Perbedaan Sel Hewan Sel TumbuhanDinding selVakuolaPlastidaSentriolUkuran selBentukCadangan makanan

Tidak adaBesarAdaTidak adaKecilTidak tetapDalam bentuk biji (granul) glikogen

AdaKecilTidak adaAdaLebih besarTetapDalam bentuk biji (granul) kanji

(Sumber : Campbell, 1995)

8

BAB IV

KOMPONEN SEL

4.1. Komponen Subseluler

4.1.1.Membran

Membran sel tersusun dari lipid dan protein (penyusun utama)

danmakromolekul lain (karbohidrat). Berikut merupakan fungsi dari membrane

sel :

- Membatasi sel dengan lingkungan

- Media komunikasi sel dengan lingkungan

- Mengontrol lalu lintas zat keluar dan masuk sel

- Membatasi organel-organel

Gambar 4.1 Membran Sel

4.1.2.Nukleus

Nukleus atau inti merupakan organel terpenting sel eukaryot, yang

diselubungi oleh membran dwilapis. Salah satunya meyelubungi nukleolus yang

kaya akan RNA. RNA sel disentesa pada cetakan DNA dalam nekleolus untuk

dikirim ke sitoplasma melalui pori-pori membran inti. RNA ini akhirnya berada di

Ribosom. Dalam inti, berdekatan dengan membran inti terdapat kromatin yaitu

suatu agregat DNA dan protein. Genom diduplikasi sebelum terjadi pembelahan

sel. Gen yang bertanggung jawab terhadap penurunan sifat adalah bagian DNA

yang ditemukan pada masing-masing kromosom.

Gambar 4.2 Nukleus

9

4.1.3.Ribosom

Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada

yang melekat sepanjang R.E. dan ada pula yang soliter. Ribosom merupakan

organel sel terkecil yang tersuspensi di dalam sel.

Fungsi dari ribosom adalah tempat sintesis protein. Struktur ini hanya dapat

dilihat dengan mikroskop elektron.

Gambar 4.3 Ribosom

4.1.4.Sistem Endomembran

1. Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma terbagi menjadi dua yakni reticulum endoplasma

kasar dan halus. Reticulum endoplasma halus tidak dilengkapi oleh ribosom.

Ribosom ini yang melekat pada reticulum endoplasma kasar yang terlibat di

dalam biosintesa protein yang akan disimpan sementara, atau diangkut ke luar sel.

Proses diterimanya produk sel tertentu dari reticulum endoplasmic dan

dibawa ke dalam kantung pembuangan yang akan diteruskan lintasannya menuju

kebagian luar membrane plasma sel dan berdifusi dengan membrane oleh badan

golgi disebut eksositosis, yang dipergunakan mengangkut komponen bagian luar

dinding sel yang telah disintes dari bagian dalam sel.

Gambar 4.4 Retikulum Endoplasma

10

2. Badan golgi

Badan golgi adalah sekelompok kantung yang dikelilingi membran tunggal,

yang terpisah dari retikulum endoplasma tetapi sering ditemukan dengan

retikulum endoplasma halus. Badan golgi terlibat dalam sekresi protein keluar sel,

juga terlibat dalam metabolisme gula.

Gambar 4.5 Badan Golgi

3. Lisosom

Lisosom adalah kantung yang diselubungi membran, mengandung berbagai

enzim pencerna protein, polisakarida, dan lipid yang tidak dibutuhkan lagi.

Karena enzim pencerna ini dapat membahayakan sel lain, maka diperlukan

lisosom sebagai wadahnya.

Gambar 4.6 Lisosom

4. Vakuola

Vakuola merupakan kantung yang dikelilingi membran tunggal. Organel ini

lebih besar pada sel tumbuhan dibandingkan dengan yang ditemukan pada sel

hewan. Fungsi utama vakuola adalah untuk mengisolasi senyawa buangan yang

bersifat toksik bagi tanaman dan diproduksi dalam jumlah yang lebih besar dari

yang dapat disekresikan ke lingkungan.

11

Gambar 4.7 Vakuola

5. Mitokondria

Organel penting lain pada eukaryot adalah mitokondria, seperti inti yang

memiliki dua membran. Membran terluar merupakan wilayah yang halus tetapi

membran dalam menunjukan banyaknya lipatan yang disebut krista.

Gambar 4.8 Mitokondria

6. Kloroplast

Kloroplast adalah organel penting yang hanya ditemukan pada tumbuhan

hijau. Organel ini mempunyai membran ganda dan berukuran relatif besar.

Perangkat untuk fotosintesis ditemukan pada grana.

Kloroplas sebagaimana mitokondria, mengandung suatu DNA khusus yang

berbeda dengan ya ng ditemukan inti. Kloroplas juga mengandung ribosom yang

sama dengan yang ditemukan pada bakteri.

Gambar 4.9 Kloroplast

12

7. Peroksisom dan Glioksisom

Peroksisom adalah tempat metabolisme hidroperoksida yang bersifat racun.

Peroksisom mengandung enzim katalase yang mengkonversi H2O2 menjdi H2O

dan O2. Glioksisom adalah organel yang mengandung enzim yang mengkatalis

siklus gioksilat.

Gambar 4.10 Peroksisom

8. Sitosol

Sitosol merupakan bagian sel yang mengandung banyak filamen yang terdiri

dari untaian molekul protein. Filamen tersebut dibagi menjadi tiga kelas yang

berbeda ukuran, komposisi, dan fungsinya.

4.2. Komponen Ekstraseluler

Sel-sel hewan dan tumbuhan disatukansebagai jaringan terutama

oleh matriks ekstraseluler, yaitu jejaring kompleks molekul yang disekresikan sel

dan berfungsi utama membentuk kerangka pendukung. Terutama pada hewan, sel-

sel pada kebanyakan jaringan terikat langsung satu sama lain melalui sambungan

sel.

1. Matriks ekstraseluler hewan

Matriks ekstraseluler sel hewan berbahanpenyusun glikoprotein (protein yang

berikatan dengan karbohidrat pendek), dan yang paling melimpah

ialah kolagen yang membentuk serat kuat di bagian luar sel. Serat kolagen ini

tertanam dalam jalinan tenunan yang terbuat dari proteoglikan, yang merupakan

glikoprotein kelas lain. Variasi jenis dan susunan molekul matriks ekstraseluler

menimbulkan berbagai bentuk, misalnya keras seperti permukaan tulang dan gigi,

transparan seperti kornea mata, atau berbentuk seperti tali kuat pada otot. Matriks

13

ekstraseluler tidak hanya menyatukan sel-sel tetapi juga

memengaruhi perkembangan, bentuk, dan perilaku sel.

2. Dinding sel tumbuhan

Dinding sel tumbuhan merupakan matriks ekstraseluler yang menyelubungi

tiap sel tumbuhan. Dinding ini tersusun atas serabut selulosa yang tertanam

dalam polisakarida lain serta proteindan berukuran jauh lebih tebal

daripada membran plasma, yaitu 0,1 µm hingga beberapa mikrometer. Dinding sel

melindungi sel tumbuhan, mempertahankan bentuknya, dan mencegah

pengisapan air secara berlebihan.

3. Sambungan antarsel

Sambungan sel (cell junction) dapat ditemukan pada titik-titik pertemuan

antarsel atau antara sel dan matriks ekstraseluler. Menurut fungsinya, sambungan

sel dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu (1) sambungan penyumbat

(occluding junction), (2) sambungan jangkar (anchoring junction), dan (3)

sambungan pengomunikasi (communicating junction). Sambungan penyumbat

menyegel permukaan dua sel menjadi satu sedemikian rupa sehingga molekul

kecil sekalipun tidak dapat lewat, contohnya ialah sambungan ketat (tight

junction) pada vertebrata. Sementara itu, sambungan jangkar menempelkan sel

(dan sitoskeletonnya) ke sel tetangganya atau ke matriks ekstraseluler. Terakhir,

sambungan pengomunikasi menyatukan dua sel tetapi memungkinkan sinyal

kimiawi atau listrik melintas antarsel tersebut. Plasmodesmata merupakan contoh

sambungan pengomunikasi yang hanya ditemukan pada tumbuhan.

14

BAB V

FUNGSI SEL

5.1. Metabolisme

Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat

menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme. Metabolisme adalah

proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme

disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan

katalisator enzim. Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:

a. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis, yaitu proses pembentakan molekul yang

kompleks dengan menggunakan energi tinggi.

Contoh : fotosintesis (asimilasi C)

b. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan

energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.

5.2. Komunikasi Sel

Kemampuan sel untuk berkomunikasi, yaitu menerima dan mengirimkan

'sinyal' dari dan kepada sel lain, menentukan interaksi antarorganisme

uniseluler serta mengatur fungsi danperkembangan tubuh organisme multiseluler.

Misalnya, bakteri berkomunikasi satu sama lain dalam proses quorum

sensing (pengindraan kuorum) untuk menentukan apakah jumlah mereka sudah

cukup sebelum membentuk biofilm, sementara sel-sel dalam embrio hewan

berkomunikasi untuk koordinasi proses diferensiasi menjadi berbagai jenis sel.

Komunikasi sel terdiri dari proses transfer sinyal antarsel dalam bentuk

molekul (misalnya hormon) atau aktivitas listrik, dan transduksi sinyal di dalam

sel target ke molekul yang menghasilkan respons sel. Mekanisme transfer sinyal

dapat terjadi dengan kontak antarsel (misalnya melalui sambungan

pengomunikasi), penyebaran molekul sinyal ke sel yang berdekatan, penyebaran

molekul sinyal ke sel yang jauh melalui saluran (misalnya pembuluh darah), atau

perambatan sinyal listrik ke sel yang jauh (misalnya pada jaringan otot polos).

Selanjutnya, molekul sinyal menembus membran secara langsung, lewat melalui

kanal protein, atau melekat pada reseptor berupa protein transmembran pada

15

permukaan sel target dan memicu transduksi sinyal di dalam sel. Transduksi

sinyal ini dapat melibatkan sejumlah zat yang disebut pembawa pesan kedua

(second messenger) yang konsentrasinya meningkat setelah pelekatan molekul

sinyal pada reseptor dan yang nantinya meregulasi aktivitas protein lain di dalam

sel. Selain itu, transduksi sinyal juga dapat dilakukan oleh sejumlah jenis protein

yang pada akhirnya dapat memengaruhi metabolisme, fungsi, atau perkembangan

sel.

5.3. Siklus Sel

Siklus sel yang berlangsung kontinu dan barulang (siklik) disebut poliferasi.

Keberhasilan sebuah poliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur

dari satu fase siklus sel menuju fase berikutnya. Jenjang reaksi kimia organic yang

terjadi seyogyanya diselesaikan sebelum jenjang berikutnya dimulai. Sebagai

contoh, dimulainya fase mitosis sebelum selesainya tahap replikasi DNA akan

menyebabkan sel tereliminasi.

16

Gambar 5.2 Fase pada Siklus Sel Prokariot

Gambar 5.1 Siklus Sel

5.4. Diferensiasi Sel

Diferensiasi sel menciptakan keberagaman jenis sel yang muncul

selama perkembangan suatu organisme multiseluler dari sebuah sel telur yang

sudah dibuahi. Misalnya, mamalia yang berasal dari sebuah sel berkembang

menjadi suatu organisme dengan ratusan jenis sel berbeda seperti otot, saraf,

dan kulit. Sel-sel dalam embrio yang sedang berkembang melakukan pensinyalan

sel yang memengaruhi ekspresi gen sel dan menyebabkan diferensiasi tersebut.

5.5 Kematian Sel terprogram

Sel dalam organisme multiseluler dapat mengalami suatu kematian

terprogram yang berguna untuk pengendalian populasi sel dengan cara

mengimbangi perbanyakan sel, misalnya untuk mencegah munculnya tumor.

Kematian sel juga berguna untuk menghilangkan bagian tubuh yang tidak

diperlukan. Contohnya, pada saat pembentukan embrio, jari-jari pada tangan atau

kaki manusia pada mulanya saling menyatu, namun kemudian terbentuk berkat

kematian sel-sel antarjari. Dengan demikian, waktu dan tempat terjadinya

kematian sel, sama seperti pertumbuhan dan pembelahan sel, merupakan proses

yang sangat terkendali. Kematian sel semacam itu terjadi dalam proses yang

disebut apoptosis yang dimulai ketika suatu faktor penting hilang dari lingkungan

sel atau ketika suatu sinyal internal diaktifkan. Gejala awal apoptosis ialah

pemadatan nukleus dan fragmentasi DNA yang diikuti oleh penyusutan sel.

17

BAB VI

KESIMPULAN

1. Sejarah sel dimulai dengan ditemukannya mikroskop oleh Zacarias Jansen

2. Berdasarkan organel penyusunnya sel dibagi menjadi dua jenis prokaryot dan

eukaryot

3. Prokaryot DNA-nya terpusat pada wilayah inti serta mampu bertahan pada

perubahan lingkungan dan bereproduksi cepat.

4. Eukaryot memilki inti sel yang dikelilingi oleh membran ganda dan struktur

internal, mengandung RNA dan Khromatin yang terdiri dari RNA, DNA dan

protein khusus

5. Komponen sel terdiri dari membran, nukleus, ribosom, sistem endomembran

6. Sistem endomembran terdiri dari retikulum endoplasma, badan golgi lisosom,

vakuola, mitokondria, kloroplas, peroksisom dan glikosisom serta sitosol.

7. Komponen ekstraseluler adalah jejaring kompleks molekul yang disekresikan,

sel dan berfungsi membentuk kerangka pendukung.

8. Matriks ekstraseluler dapat mempengaruhi pekembangan bentuk dan perilaku

sel.

9. Dinding sel melindungi sel tumbuhan mempertahankan bentuknya dan

mencegah peisapan air yang berlebihan

10. Poliferasi membutuhkan transisi unidireksional dan teratur dari satu fase

siklus menuju fase berikutnya.

18

DAFTAR PUSTAKA

Alim, Tanri. 2012. Siklus dan Pembelahan Sel . Available at: http://www.biologi-

sel.com/2012/06/siklus-dan-pembelahan-sel.html. (Diakses pada 21April 2014 pukul

22:12)

Campbell, N.A.; Reece, J.B.; Mitchell, L.G. 1995. Biologi 1. Diterjemahkan oleh R. Lestari dkk. (ed. 5). Jakarta: Erlangga.

Sloane, Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Diterjemahkan oleh J. Veldman. Jakarta: EGC. 

Tensiska, Mira Miranti. 2012. Biokimia. Bandung : Widya Padjadjaran

Thenawijaya, Maggy. 1982. Dasar-dasar Biokimia Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Yuwono, Triwibowo. 2007. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.

19