makalh sel

Upload: ella-pratiwi

Post on 17-Jul-2015

1.868 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Sel merupakan unit struktural dan fungsional organisme hidup. Organisme terkecil terdiri dari sel tunggal; sebaliknya, tubuh manusia mengandung sedikitnya 1014 sel. Terdapat berbagai jenis sel, yang amat bervariasi dalam ukuran, bentuk dan fungsi khususnya. Dalam segenggam tanah, atau segelas air kolam terdapat berbagai jenis organisme uniselular. Dan, di dalam tiap organisme multiselular yang lebih tinggi (tubuh manusia atau tanaman jagung), terdapat puluhan atau ratusan jenis sel yang berbeda, semuanya terancang secara khusus untuk bersama-sama berfungsi di dalam bentuk jaringan dan organ. Tetapi, bagai manapun besar dan kompleksnya organisme tersebut, setiap jenis sel mempertahankan sifat khusus dan kebebasannya. 1.2 Rumusan Masalah 1. Bagaimanakah perkembagan sel dan teori tentang sel? 2. Sebutkan perbedaan antara sel prokariot dan sel eukariot? 3. Jelaskan bagaimana cara mempelajari sel? 4. Sebutkan jenis-jenis dari mikroskop? 1.3 Tujuan 1. Untuk mengerti tentang cara mempelajari sel. 2. Mengetahui tentang perkembangan sel dan teori-teori sel. 3. Memahami tentang pengertian sel. 4. Untuk memahami organel-organel dari sel. 5. Mengetahui fungsi masing-masing dari organel sel. 6. Mengetahui struktur pembentuk dari organel-organel sel.

1

Peta Konsep

2

3

Gambar 1.1 Peta konsep sel

BAB IIILMU TENTANG SEL2.1 Sejarah Penemuan Sel Sel merupakan suatu bentukan hidup yang terlalu kecil untuk dilihat dan disentuh. Akan tetapi ribuan publikasi setiap tahunnya yang menjelaskan berbagai macam aspek dari sel. Tumbuhan, hewan dan mikrobial, terdiri dari sel suatu ruangan kecil yang dibatasi oleh selaput, berisi cairan pekat. Bentukan hidup yang paling sederhana Berupa sel-sel soliter yang memperbanyak diri dengan cara membelah. Organisme tingkat tinggi, seperti mammalia, merupakan organisme selular, yang di dalamnya terdapat kelompokan sel yang melaksanakan berbagai fungsi khusus, saling berkaitan dengan sistem komunikasi yang sangat rumit. Sel mempunyai dimensi yang kecil, maka penemuan sel baru terjadi setelah ditemukan mikroskop alat yang tersusun dari lensa-lensa yang mampu membentuk bayangan, diperbesar pada objek-objek yang kecil. Pada tahun 1665 Robert Hooke, seorang berkebangsaan Inggris, melaporkan bahwa dari pengamatannya dengan menggunakan mikroskop terhadap irisan gabus botol ia melihat bahwa gabus tersebut mempunyai struktur seperti rumah lebah (lihat gambar 2). la 4

memberi nama "sel" pada kompertemen yang dilihatnya. Istilah ini berasal dari bahasa latin, "cellula" berarti bilik kecil.

Gambar 2.1 Robert Hooke, Mikroskop, dan Sel gabus la berkesimpulan pula bahwa tiap bagian itu menyeluruh dibatasi oleh dinding, yang dilihat oleh Robert Hooke itu pada hakekatnya adalah dinding-dinding sel pada jaringan mati pada tumbuhan, yang semula dihasilkan oleh sel-sel hidup yang diliputinya.Tahun 1835 Durjadin, menyatakan bahwa di dalam sel terdapat suatu zat yang kental. Zat inilah yang sekarang dikenal dengan nama protoplasma. Pada tahun 1838 Matthias Von Schleiden berkesimpulan bahwa tubuh tumbuhan tersusun oleh sel-sel, dan bahwa sel-sel embrio tumbuhan timbul dari suatu sel. Di pertengahan abad 19 tercetuslah konsep yang menyatakan bahwa semua sel berasal dari sel yang telah ada. Virchow menyatakan "omnis cellula a cellula". Pada tahun 1839 Thoedore Schwann mempublikasikan laporan yang lebih komprehensif mengenai dasar sel pada kehidupan hewan, Schwann menyatakan bahwa semua jaringan, baik otot maupun saraf, elastis atau kaku, terdiri dari sel-sel, konsep bahwa sel adalah unit elementer universal dari struktur dan fungsi nyarik merupakan dasar "teori sel". Laporan Sehleiden dan Schwann tersebut, keeuali memberi formulasi "teori sel", juga memberi perhatian khusus pada inti sel, yang ditemukan beberapa tahun sebelumnya oleh Robert Brown, hubungannya dengan fungsi sel. Pada akhir abad ke-19 para ahli mulai menganalisis struktur dan fungsi sel. Hal pertama mengenai asal usul sel, Dalam tahun 1855 Robert Remak dan Rudolf Virchow mengajukan konsep mengenai asal sel; sel-sel hanya dapat timbul oleh adanya pembelahan sel yang telah ada. Menjelang abad ke-20, banyak pakar menemukan berbagai jenis

5

struktur atau bentukan di dalam sel. Misalnya: Benda menemukan mitokondria, Golgi menemukan diktiosom, Bonim mendapatkan ergastoplasma dan de Duve membuktikan adanya lisosoma. Dengan kemajuan teknologi dan ditemukannya alat-alat yang canggih, saat ini di ketahui bahwa struktur dan kegiatan sel tidak sesederhana seperti yang diduga semula. Sel-sel eukariota menunjukkan bentuk yang sangat bervariasi; bentuk sesuatu sel umumnya tergantung pada fungsinya. Sel-sel darah pada Mammalia berbentuk bikonkaf, suatu keadaan yang bertujuan untuk menambah luas area permukaan untuk efektivitas dalam penggantian CO2 dan O2 dengan lingkungannya. Sel-sel epitel pada kulit berbentuk rata. Sel-sel yang terkumpul di sekeliling tubulae berbentuk baji atau hampir seperti kubus, ialah yang terdapat pada pankreas dan ginjal. Sel-sel otot memanjang atau berbentuk gelendong, memungkinkan adanya kontraksi dan ekspansi menurut aksis longitudinalnya. Sel-sel saraf mempunyai perpanjangan yang memungkinkan pengiriman informasi melalui jarak yang jauh, dan terkoordinasi pada pelbagai bagian pada organisme.Bentuk sel tumbuhan juga bermacam-macam. Ada yang seperti peluru, kubus, poliedris, prisma, memanjang, seperki sangat erat hubungannya dengan fungsinya masing-masing.Mengenai ukuran sel juga bervariasi, balk pada bakteri, tumbuhan, maupun hewan. Sebagai contoh dapat disebutkan bahwa penampang lintang sel tumbuhan mempunyai ukuran rata-rata 1/1000 1/10 mm (10 - 100 m). Tetapi ada pula sel sel yang mempunyai diameter lebih dari 1 mm, hingga dapat dilihat dengan mata biasa, misalnya sel-sel empulur batang atau sel-sel daging buah. Panjang sel-sel serabut ada yang sampai beberapa ratus mm, sedang panjang sel-sel getah dapat mencapai beberapa meter. Sifat, Keistimewaan dan Organisasi Sel Seperti telah diuraikan oleh Schleiden dan Schwann, sel-sel dapat dianggap sebagai "unit-unit kehidupan". Dapat diduga bahwa semua bentuk kehidupan, terlepas dari sifatnya, mempunyai dasar seluler. Sel-sel mempunyai sifat semiotonomi dapat diambil dari organisma multisel dan tetap hidup dan sehat di luar organisma tersebut. Terbukti pula bahwa sel-sel dari organisma manapun, termasuk manusia, dapat dibudidaya di luar tubuh (in vitro) dengan kondisi tertentu yang memungkinkannya tetap hidup, sampai lama setelah organisma asalnya mati.

6

Aktivitas organisma multisel ternyata merupakan refleksi sifat-sifat sel-sel yang menyusunnya. Organisma mengambil makanan, mencernakan dan mengasimilasinya, dan melepaskan bahan yang tidak dipergunakan; organisma mengambil oksigen dan melepas karbondioksida; dalam tubuhnya keadaan air dan garam diaturnya; organisma tubuh, berkembang biak, dan bergerak, organisma juga bereaksi terhadap rangsangan dari luar, menggunakan energi untuk mengadakan aktivitas mewariskan sifat-sifat genetik kepada keturunannya, dan akhirnya mati.Suatu organisma merupakan jumlah (kumpulan) bagianbagiannya, dan aktivitasnya merupakan jumlah aktivitas sel-sel yang menyusunnya. Namun, dapat pula dikatakan bahwa organisma adalah jauh lebih dari sekedar kumpulan sel-selnya. 2.2 Bahan Penyusun Sel Protoplasma Sifat Kimia dan Komposisi Protoplasma terdiri dari sekumpulan yang memiliki tanda-tanda hidup. Dari analisis kimia terlihat bahwa protoplasma terdiri dari air, protein, lipida, sakharida, dan garamgaram mineral sebagai yang terlihat pada (tabel 2.1 )di bawah ini. Tabel 2.1 Penyusun sel protoplasma

Air Air yang terdapat di dalam sel dikelompokkan menjadi tiga kelompok. Air intramolekuler, yaitu molekul air yang merupakan bagian dari molekul-molekul air protein, yang berjumlah sekitar 4% dari air selular. Air terikat, merupakan molekul-molekul air yang terikat pada protoplasma dan memerlukan tenaga cukup besar untuk memisahkannya. Air intramolekuler tidak dapat dihilangkan tanpa merusak protoplasma.

7

Gambar 2.2 Ikatan hidrogen Peran air di dalam sel sangat penting. Air berfungsi sebagai pelarut dan mengangkut senyawa-senyawa serta molekul-molekul baik yang diperlukan oeh sel maupun sisa metabolisme yang akan di keluarkan dari dalam sel. Di, samping itu berbagai reaksi enzimatik memerlukan air sebagai agen reaksi. DI dalam air bebas, terlarut berbagai jenis senyawa kimia. Senyawa-senyawa terbagi dalam 3 kelompok: yang pertama adalah garam-garam mineral terutama yang mengandung K, Na, Fe, dan lain-lain. Kelompok kedua adalah senyawa-senyawa organik yang terlarut, dan yang ketiga yaitu gas-gas terlarut: O2, CO2, N2 yang berasal dari udara. Protein Hampir sebagian besar sel memiliki bobot kering yang tersusun dari lebih 50% protein. Dari jumlah tersebut tampak bahwa protein merupakan komponen sel yang sangat penting. Protein tersusun unsur-unsur: karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Protein berfungsi sebagai penyusun strutural sel, penyimpanan, transportasi, pengiriman signal, pergerakan, proteksi serta dapat pula berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat terjadinya reaksi di dalam sel. Protein memiliki struktur yang sangat kompleks. Meskipun memiliki susunan yang sangat kompleks, semua protein disusun dari kumpulan 20 macam asam amino yang sama. Berdasarkan struktur molekulnya, protein diklasifikasikan sebagai berikut: protein fibrosa dengan contoh: kolagen, fibrin, aktin dan sebagainya. Selain itu protein digolongkan pula sebagai sebagai protein struktural dan fungsional. Protein-protein struktural antara lain

8

membentuk membentuk kerangka sel atau sitoskelet. Selain itu protein struktural dijumpai pula sebagai penyusun kolagen pada kulit, rawan dan tulang, keratin pada kuku, rambut dan sebagainya.Protein fungsional merupakan protein yang terlibat langsung dalam metabolisme sel, mudah terurai dan terakit kembali. Protein mencakup enzim-enzim yang merupakan katalisator pada proses metabolisme, hormon, hemoglobin dan sebagainya.

Lemak Lipid atau lemak meruapan satu molekul biologis yang besar. Kelompok lipid memiliki ciri yang penting yaitu tidak memiliki atau sangat kecil afinistasnya terhadap air. Ciri ini ilah yang sering diistilahkan dengan sifat hidrofobik. asam lemak, lemak netral, fosfolipid, glikolipid, terpen dan steroid. Asam lemak memiliki dua daerah yaitu: 1) rantai karbon yang bersigfat hidrofobik, tidak larut atau sedikit larut air, kurang reaktif tetapi sangat larut dalam pelarut organik non polar seperti aseton, benzene dan kloroform, 2) gugus asam karboksilat, yang mengion di dalam larutan, larut dalam air dan mudah bereaksi membentuk ester. Asam lemak merupakan sumber makanan. Terdapat dalam sitoplasma berupa tetesan-tetesan gliserida yang terdiri dari tiga rantai asam lemak yang masing-masing terikat pada gliserol. Selain sebagai sumber makanan dan tenaga, peranan asam lemak yang terpenting adalah sebagai penyususn selaput plasma, selaput tipis ini sebagian besar dari fosfolipid. Setiap molekul fosfolipid memiliki ekor hidrofilik yang terdiri dari dua buah rantai asam lemak dan gugus kepala yang bersifat polar dan hidrofilik. Molekul fosfolipid sesungguhnya adalah detergen. Tetesan fosfolipid pada air akan membentuk lapisan tipis di permukaan air tersebut. Selaput ini terdiri dari satu lapis molekul-molekul fosfolipid pada berkaitan ekor dengan ekor membentuk dwilapisan fosfolipid yang merupakan struktur dasar selaput plasma.

9

Gambar 2.3 Rumus bangun fosfolipid Kabohidrat Karbohidrat seringkali disebut sakarida, karena terdiri dari rantai molekul gulsa yang disebut monosakarida. Beberapa molekul. Beberapa molekul mengandung unsur nitrogen dan sulfur. Dua molekul monosakarida saling berkaitan disebut disakarida. Babarapa buah disakarida dan trisakarida membentuk polisakarida. Polisakarida merupakan untaian monosakarida yang sangat panjang. Untaian ini dapat lurus maupun bercabang-cabang. Polisakarida dapat berupa selulosa pembentuk dinding sel tumbuhan, asma hialuronat yang merupakan salah satu substansi antar sel pada jaringan ikat, amilum, dan glikogen.

Gambar 2.4 Struktur karbohidrat Asam Nukleat Asam nukleat merupakan suatu polemer yang tersusun atas monomer-monomer yang disebut dengan nukleotida. Fungsi utama nukleotida adalah penyuimpan informasi

10

(DNA), sintesisn protein (RNA), dan transfer energi (ATP and NAD). Nukleotida mengandung gulsa, basa nitrogen, dan fosfat. Gula berupa ribose atau deoksi ribose. Keduanya dibedakan atas dasar ada tidaknya oksigen pada deoksiribosa. Selain itu, keduanya merupakan cincin pentosa. Terdapat lima macam basa nitrogen. Purin (Adenin dan Guanin) memiliki struktur cincin ganda, sedangkan pirimidin (sitosine, Timin dan Urasil) merupakan cincin tunggal.

Gambar 2.5 Struktur nucleotida Asam deoksiribosa (DNA) merupakan pembawa sifat apda 99% mahluk hidup. Basa pada DNA terdiri dari C, G, A and T. Fungsi DNA adalah penyimpan informasi genetik.

Gambar 2.6 Struktur DNA 2.3 Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik Sejak ditemukannya mikroskop elektron para ahli biologi mulai berhasil mengidentifikasi struktur internal dari berbagai macam sel. Berdasarkan hasil pengamatannya, para ahli menggolongkan sel menjadi dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Penggolongan ini didasarkan atas ukuran dan struktur intemal atau kandungan organel selnya. Sel prokariotik memiliki struktur yang sederhana,. misalnya

11

bakteri, ganggang hijau-biru, dan mikoplasma. Sedangkan, sel eukariotik memiliki struktur yang lebih kompleks, misalnya protista, fungi, tumbuhan, dan hewan. Prokariot Sel prokariot merupakan mahluk yang pertama-tama muncul dalam evolusi biologi. Fosilnya masih berbentuk sel yang kita kenal sekarang, tercatat berumur lebih dari tiga ribu juta (3 x 109) tahun, telah ditemukan pada batu tulis kuno di Afrika dan di Australia. Sel eukariot yang muncul mungkin pada ribuan juta tahun setelah prokariot, berukuran lebih besar, lebih kompleks, dan memperlihatkan kisaran ragam dan perbedaan yang lebih luas. Golongan ini merupakan jenis sel yang ditemukan pada semua hewan, tanaman dan jamur bersel banyak (fungsi). Istilah prokariot diturunkan dari bahasa Yunani yang berarti kacang, biji, atau inti. Prokariot berarti "pra inti," Pada prokariot, senyawa genetik ditempatkan di dalam suatu badan inti atau badan serupa inti yang agak acak dan tidak dikelilingi oleh membran. Sekarang, kita akan menelaah sel prokariot dan eukariot secara lebih terinci. Prokariot terdiri dari kira-kira 3000 spesies bakteri, termasuk organisme yang umumnya disebut ganggang hijau biru (blue-green algae). Ganggang hijau-biru merupakan suatu keluarga khusus dari bakteri; nama modern yang lebih disukai adalah cyanobacter (cyano = biru). Golongan sianobakteri berbeda dengan golongan lain, dan sering terpisah sendiri, karena golongan ini melangsungkan sistem fotosintesis yang dapat menghasilkan oksigen, menyerupai sistem pada tumbuhan hijau tingkat tinggi. Walaupun beberapa kelas bakteri lainnya dapat melakukan fotosintesis, aktivitas ini tidak menghasilkan oksigen. Bahkan, kebanyakan spesies bakteri bersifat non-fotosintetis dan memperoleh energi dari pemecahan zat makanan dari lingkungannya. Terdapat kira-kira 20 famili prokariot, yang dibedakan atau diberi nama menurut bentuk, kapasitas gerak, karakteristik pewarnaan, zat makanan yang disukai, atau produk yang dihasilkan. Beberapa bakteri bersifat patogenik (penyebab penyakit), tetapi banyak yang amat bermanfaat. Di antara prokariot terdapat golongan yang berukuran amat kecil yang biasanya hidup sebagai parasit di dalam organisme lain. Sel prokariot, walaupun tidak terlihat oleh mata dan tidak kita kenal seperti hewan dan tumbuhan tingkat tinggi, menyusun bagian yang amat penting dari keseluruhan

12

biomassa bumi. Mungkin tiga-perempat dari semua senyawa hidup di bumi terdiri dari organisme mikrosicopis, terutama prokariot. Lebih jauh lagi, prokariot memegang peranan penting di dalam pertukaran biologi dari bahan dan energi di muka bumi. Bakteri fotosintetik di dalam air tawar dan air laut menangkap energi matahari dan menggunakannya untuk menghasilkan karbohidrat dan bahan selular lainnya, yang kemudian dipergunakan sebagai makanan oleh bentuk kehidupan lain.

Beberapa bakteri dapat melakukan fiksasi molekul nitrogen (N2) dari atmosfir untuk membentuk senyawa nitrogen yang bermanfaat. Jadi, prokariot merupakan awal dari berbagai rantai makanan pada biosfir. Lebih jauh lagi, prokariot juga berpartisipasi sebagai konsumen akhir, karena berbagai bakteri menguraikan struktur organik tumbuhan dan hewan yang telah mati, dan mengembalikan produk akhir ini kepada atmosfir, tanah dan lautan. Di sini, senyawa tersebut dipergunakan kembali di dalam daur bioiogi unsur karbon, nitrogen dan oksigen. Sel prokariot juga sangat penting dalam mempelajari biokimia dan biologi molekuler karena strukturnya yang sederhana, kecepatan dan kemudahan pertumbuhan sel, dan mekanisme yang relatif sederhana di dalam reproduksi dan transmisi informasi genetik. Pada kondisi optimum, bakteri E, coli akan membelah diri setiap 20 sampai 30 menit pada suhu 37C di dalam medium glukosa sederhana, garam-garam amonium, dan mineral. Ciri penting lain dari prokariot adalah bahwa golongan ini bereproduksi dengan cara aseksual yang amat sederhana. Organisme ini tumbuh hingga ukurannya berlipat ganda, lalu membelah diri menjadi sel anak yang identik. Tiap sel menerima seperangkat (satu "copy") materi genetik (DNA) dari sel induk. Sel prokariot hanya mempunyai satu kromosom, terdiri dari molekul DNA sulur ganda. Lebih jauh lagi, mutan genetik dari prokariot dapat segera diinduksi dan ditumbuhkan. Karena sifat-sifat ini, bakteri telah memberikan kepada kita pengetahuan mengenai dasar-dasar proses molekuler yang terlibat di dalam transmisi informasi genetik.

13

Echerichia coli Escherichia coli, suatu organisme yang tidak berbahaya yang biasanya hidup di dalam saluran usus manusia dan banyak hewan tingkat tinggi lainnya, merupakan prokariot yang paling banyak dipelajari dan mungkin paling banyak dipahami di antara semua jenis sel. Sel E. coli berukuran 2 mm (panjang) dan berdiameter sedikit lebih kecil dari 1 pm. Organisme ini mempunyai dinding pelindung, yaitu sejenis membran sel yang agak rapuh yang dilapisi dinding pelindung tadi, sitoplasma yang dilindungi membran dan badan inti sel yang mengandung molekul tunggal DNA dalam bentuk simpul tidak berujung yang amat panjang, yang seringkali berbentuk lingkaran. Molekul DNA sel E. coli hampir 1000 kali lebih panjang dari selnya sendiri dan karenanya harus betul-betul berlipat untuk dapat masuk ke dalam badan inti sel, yang biasanya berukuran lebih kecil dari 1 gm. Seperti semua prokariot, tidak terdapat membran yang mengelilingi materi genetik di dalam E. coli, Selain DNA utama di dalam "inti" (nukleoid), sitoplasma kebanyakan bakteri mengandung potongan DNA kecil berbentuk lingkaran yang disebut plasmid. Kita kemudian akan melihat bahwa bagian ini bersifat terpisah dan merupakan unsur genetik semi-independen yang ternyata membawa perkembangan baru di dalam biokimia dan rekayasa genetika. Dinding luar sel E. coli dilapisi oleh selongsong atau kapsul yang terbentuk dari senyawa berlendir. Dari bagian ini dikeluarkan suatu struktur serupa rambut yang disebut pili; fungsinya belum diketahui sepenuhnya. Strain dari E, coli dan bakteri lain yang bersifat motil juga mempunyai satu atau lebih flagela panjang, yang dapat menggerakkan bakteri di dalam lingkungan cairnya. Flagela bakteri bersifat lurus, kaku, berbentuk batang melengkung, kira-kira 10 sampai 20 nm melintang (across). Flagela melekat pada suatu struktur pada membran yang menyerupai suatu autotransmisi, yang dapat memutar flagela. Membran sel terdiri dari molekul lipida yang membentuk dua lapisan tipis (bilayer), dengan berbagai protein yang menembus lapisan tersebut. Membran ini bersifat ,rermeabel selektif dan mengandung protein yang dapat melangsungkan pengangkutan nutrien tertentu ke dalam sel dan hasil buangan ke luar dari sel. Membran sel kebanyakan prokariot juga mengandung protein penting pembawa elektron, yang dapat mengubah energi oksidatif menjadi energi kimia ATP. Pada bakteri fotosintetik, membran bagian

14

dalam diturunkan dari membran plasma yang mengandung klorofil dan pigmen lain penangkap sinar.

Gambar 2.7 Sel prokariot Di dalam sitoplasma E. coli terdapat sejumlah unsur granular. Yang paling jelas adalah ribosom yang terlihat padat pada pewarnaan; pada prokariot, berdiameter kira-kira 18 nm. Ribosom yang mengandung asam ribonukleat dan sejumlah molekul protein melangsungkan sintesa protein sel. Bahkan pada bakteri sederhana, kita melihat suatu pembagian kerja primitif di dalam sel. Dinding sel merupakan batas terdepan, bersifat sebagai pelindnng, membran sel melangsungkan pengangkutan nutrien ke dalam dan hasil buangan ke luar, dan juga meng hasilkan energi kimia sebagai ATP. Sitoplasma merupakan tempat reaksi enzimatis yang melibatkan sintesa berbagai komponen sel; ribosom menghasilkan protein; dan badan inti berpartisipasi dalam penyimpanan dan transmisi informasi genetik.

Gambar 2.8 Perbandingan sel prokariot dan eukariot

15

Walaupun prokariot bersifat relatif sederhana dan berukuran kecil dibandingkan dengan sel eukariot, beberapa diantaranya ternyata mampu melakukan aktivitas yang kompleks. Contohnya, banyak bakteri memperlihatkan fenomena kemotaksis. Golongan ini tertarik kepada dan dapat bergerak menuju senyawa kimia tertentu, terutama nutrien, serta ditolak oleh dan bergerak menjauhi senyawa toksik. Jadi, organisme ini mempunyai sistem sensori primitif yang dapat mengkomunikasikan isyarat ke flagelanya, yang akan mendorong sel menuju atau menjauhi suatu atraktan Golongan ini juga mempunyai daya ingat yang masih primitif. Sel beberapa spesies prokariot cenderung bergabung menjadi suatu kelompok atau filamen, yang memberikan kesan sebagai organisme multisel primitif, akan tetapi, organisme multisel yang sejati hanya terdiri dari sel-sel eukariot. Eukariot

Gambar 2.9 Sel eukariot Sel eukariot berukuran lebih besar dibandingkan dengan prokariot. Sebagai contoh, hepatosit, jenis sel utama pada hati hewan tingkat tinggi berdiameter kira-kira 20 sampai 30 pan, dibandingkan dengan diameter bakteri yang berukuran I sampai 2 PM. Tetapi, yang leb ih nyata lagi adalah volume sel eukariot yang mencapai 1000 sampai 10.000 kali lebih besar dari volume bakteri. Volume relatif sel eukariot dan prokariot dapat dihitung dengan pendekatan rumus volume suatu bulatan (halaman 20). Beberapa sel eukariot berukuran jauh lebih besar dari kisaran ini, contohnya: pada telur ayam yang belum terfertilisasi, hampir semua volumenya yang besar diisi oleh persediaan nutrien bagi perkembangan embrionya. Beberapa sel eukariot berukuran amat panjang. Contohnya, sel penggerak tertentu dari sistern syaraf manusia, panjangnya dapat melebihi 1 meter. Ciri

16

yang paling utama ialah, bahwa sel eukariot mempunyai inti sel yang berbentuk baik, yang dikelilingi oleh membran ganda dan oleh struktur internal yang kompleks. Seperti prokariot, sel-sel eukariot dapat membelah secara aseksual, akan tetapi, proses ini terjadi dengan cara yang jauh lebih kompleks, yang dikenal sebagai Sel benih organisme eukariot dapat juga melangsungkan konyugasi seksual yang kompleks, yang menyangkut pertukaran gen. Perbedaan menyolok lainnya di antara eukariot dan prokariot adalah bahwa selain inti sel yang terbentuk baik, eukariot mengandung sejumlah organel yang dikelilingi membran, seperti dan masing-masing mempunyai peranan spesifik di dalam metabolisme dan aktivitas sehari-hari sel. Sel eukariot mempunyai pembagian kerja yang lebih rumit di antara berbagai struktur internal, masing-masing struktur memegang peranan khusus di dalarn aktivitas sel. Sel semua hewan dan tumbuhan tingkat yang lebih tinggi dan sel jamur merupakan sel-sel eukariot. Terdapat juga berbagai eukariot bersel tunggal, termasuk berbagai spesies protozoa, diatome, eugenoid, ragi, dan lapang berlendir. Karena golongan ini mempunyai jumlah bahan genetik yang jauh lebih banyak, dan karena organisme ini sering melangsungkan konyugasi seksual yang memungkinkan pertukaran gen, bentuk kehidupan eukariot mampu melakukan diferensiasi dan spesialisasi secara lebih luas dibandingkan dengan prokariot. Jadi, organisme eukariot mempunyai jutaan spesies yang berbeda, dibandingkan dengan spesies prokariot yang hanya beberapa ribu. Sebaliknya, organisme prokariot lebih mampu bertahan terhadap perubahan lingkungannya, dan dapat bereproduksi dengan kecepatan yang lebih tinggi, yang memberinya kemampuan bertahan pada keadaan yang amat tidak menguntungkan. Tabel 2.2 Perbedaan antara sel prokariot dan eukariot

17

Gambar 2.10 Organel sel Organel Sel: (1) nukleolus 18

(2) nukleus (3) ribosom (4) vesikula (5) retikulum endoplasma kasar (RE) (6) badan Golgi (7) Sitoskeleton 2.4 Organel Sel dan Fungsinya 2.4.1 Membran Sel

(8) RE halus (9) mitokondria (10) vakuola (11) sitoplasma (12) lisosom (13) sentriol

Sel memiliki struktur khusus yang berfungsi untuk memisahkan isi sel dengan lingkungan luarnya, struktur ini dinamakan membrane plasma atau membran sel. Membran plasma ini memiliki ketebalan antara 5 sampai 10 nm (nanometer), oleh karena itu hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Membran sel memiliki beberapa fungsi, antara lain yaitu: 1) Sebagai pembungkus isi sel dan membentuk sistem endomembran di dalam sel, misalnya retikulum endoplasma, aparatus Golgi, dan lisosom. 2) Menyediakan selaput atau penghalang yang bersifat selektif permeabel. Membran sel berfungsi untuk menyaring masuknya zat-zat ke dalam sel sehingga tidak semua zat dapat menembus membran sel. 3) Sebagai sarana transpor larutan dari dan ke dalam sel. Membran sel berfungsi dalam membantu memasukkan dan mengeluarkan senyawa senyawa tertentu dari dan ke dalam sel. 4) Merespons terhadap sinyal dari luar. Pada membran sel terdapat protein integral yang berfungsi sebagai reseptor untuk menerima sinyal dari lingkungan sel. 5) Untuk interaksi interseluler. Protein - protein membran sel dan glikoprotein sebagai perantara sel untuk berinteraksi dengan sel lain atau dengan lingkungan luarnya. 6) Tempat aktivitas biokimiawi. Beberapa reaksi kimia dikatalisis oleh protein integral membran yang berfungsi sebagai katalisator. 7) Untuk transduksi energi. Membran dalam (inner membrane) kloroplas berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam proses fotosintesis.

19

Gambar 2.11 Membran sel Semua membran sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu lemak (lipid) dan protein yang terikat secara non kovalen dan tersusun dalam suatu struktur yang menyerupai lembaran. Lembaran tersebut tersusun atas dua lapisan lemak yang dinamakan lipid bilayer. sedangkan protein terletak di antara lemak atau di permukaan lapisan lipid bilayer.Perbandingan jumlah, antara lemak dan protein bervariasi, tergantung dari jenis membran sel, misalnya membran retikulum endoplasma berbeda dengan membran Golgi, jenis organisme, misalnya membran sel tumbuhan berbeda dengan membran sel hewan dan jenis sel, misalnya membran sel tulang berbeda dengan sel hati. Karbohidrat terikat secara kovalen, baik dengan lemak maupun protein. Karbohidrat yang terikat dengan lemak dinamakan glikolipid, sedangkan yang terikat dengan protein dinamakan glikoprotein. Baik glikolipid maupun glikoprotein berfungsi sebagai media interaksi dengan sel lainnya. sekitar 2 - 10 ppersen glikolrotein membangun membran plasma, tergantung dari tipe sel dun spesies. Fungsi glikolipid masih belum banyak diketahui, tetapi diduga berhubungan dengan tempat melekatnya beberapa mikroorganisme infektif. Kolesterol pada membran plasma hanya dijumpai pada sel hewan dan sekitar 50% dari lemak membran terdiri atas kolesterol. Fungsi kolesterol pada membrane berhubungan dengan rigiditas atau kekakuan membran.

20

Protein yang menyusun membran plasma tersusun atas lebih dari 50 jenis protein yang berbeda. |enis-jenis tersebut terletak dengan orientasi tertentu pada lipid bilayer. Protein membran dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu: 1) Protein integral Protein ini menembus lipid bilayer sehingga memiliki dua permukaan, yaitu permukaan yang mengarah ke lingkungan luar sel dan yang menghadap ke dalam sitoplasma. 2) Protein perifer Protein ini terdapat pada permukaan luar lipid bilayer atau pada permukaan dalam-lipid bilayer. Ikatan antara protein perifer dengan lipid bilayer adalah non kovalen. 3) Protein yang terikat lipid membran Protein ini terikat secara kovalen dengan lipid bilayer dan terletak pada permukaan luar dari lipid bilayer. Transpor Pasif Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor. Transpor Aktif Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.

21

Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin. 2.4.2 Mitokondria

Gambar 2.12 Mitokondria Ukuran mitokondria bervariasi, tetapi rata-rata ukuran diameternya antara 0,2 - 0,7 mikrometer (pm) dan panjangnya antara 1 - 4 mikrometer.Ukuran mitokondria ini hampir sama dengan ukuran bakteri yang menunjukkan salah satu bukti evolusi bahwa mitokondria merupakan bakteri yang bersimbiosis dengan sel eukoriotik. Bentuk mitokondria bervariasi, tergantung dari jenis selnya, misalnya pada sel-sel awal embrio, bentuk mitokondrianya bulat atau oval, sedangkan pada sel-sel lain bentuknya seperti gelendong dan ada juga yang berbentuk pipa. Karena ukurannya yang relatif besat mitokondria dapat terlihat cukup jelas di bawah mikroskop cahaya. Pada umumnya, mitokondria tersebar secara acak di dalam sel dan cenderung berkumpul pada bagian sel yang banyak memerlukan energi, misalnya di sekitar gelendong pembelahan, atau di sekitar memmbran yang melakukan endositosis. Jumlah mitokondria di dalam sel bervariasi tergantung dari jenis sel, spesies organisme, dan keadaan fisiologi sel. Selsel yang metabolismenya aktif banyak mengandung mitokondria dibandingkan sel-sel yang tidak aktif. 22

Mitokondria memiliki kelenturan yang tinggi sehingga bentuknya dapat berubahubah dari waktu ke waktu. Selain itu, mitokondria mampu bergerak atau berpindah dari satu tempat ke tempat lain dalam sitoplasma.Bagian-bagian utama mitokondria dibedakan menjadi dua, yaitu bagian selaput atau membran dan bagian matriks. Membran mitokondria ada dua yaitu membran luar dan membran dalam. Antara membran dalam dan membran luar terdapat ruang antarmembran yang berisi berbagai macam enzim. Membran luar mitokondria lebih tipis dari pada membrane dalam yaitu kurang dari 6 nanometer, sedangkan membran dalam berukuran antara 6 - 8 nanometer. Membran dalam mitokondria membentuk juluran-juluran ke arah matrik sehingga memperluas permukaan dalamnva. Iuluran membran ke arah matriks ini dinamakan tristae. Matriks mitokondria merupakan bagian mitokondria yang menyerupai gel. Di dalam matriks mitokondria terdapat ribosom, DNA, RNA dan beberapa protein yang larut dalam air serta filamen, dan granul. Pada membran dalam (inner membrane) mitokondria terdapat beberapa jenis protein yang terlibat dalam proses pembentukan ATP. Di dalam sel, ATP merupakan molekul berenergi tinggi yang akan digunakan untuk metobolisme sel. Selain berfungsi menghasilkan energi dalam bentuk ATP, mitokondria juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan ion kalsium di dalam sel. Ion-ion ini disimpan dalam suatu badan khusus yang dinamakan granul. Mitokondria di dalam sel mampu menggandakan diri, sehingga jumlahnya dapat bertambah sesuai dengan kebutuhan energi sel. 2.4.3 Retikulum Endoplasma Retikulum Endoplasma (RE) merupakan bentukan membran yang sangat berlipatlipat membatasi suatu ruangan yang disebut lumen (sisterna). Antara lumen RE dengan sitosol hanya dipisahkan oleh selapis membran sehingga memudahkan terjadinya pertukaran zat antara lumen RE dengan sitosol. Berdasarkan ada tidaknya ribosom yang menempel pada permukaan luar membran, RE dibedakan menjadi dua, yaitu Retikulum Endoplasma Halus (Smooth Endoplasmic Reticulumi /SER) dan Retikulum Endoplasma Kasar(Rough Endoplasmic Reticulum / RER). Pada RER permukaan luar membrannya banyak ditempeli oleh ribosom.sebaliknya pada SER permukaan luar membrannya tidak ditempeli oleh ribosom. RER banyak dijumpai pada sel-sel yang aktif mensekresikan protein misalnya sel sel pancreas, kelenjar ludah, dan kelenjar lainnya.

23

Protein yang dihasilkan dari RER antara lain adalah protein yang disekresikan keluar sel, protein integral membran, protein-protein khusus di dalam organel, seperti protein di dalam Golgi, lisosom, endosom, dan vakuola, makanan pada sel tumbuhan. SER banyak ditemukan pada otot rangka, tubulus ginjal, dan kelenjar endokrin yang mensekresikan hormon steroid.

Gambar 2.13 Retikulum endoplasma RE mempunyai beberapa fungsi, yaitu: Sintesis hormon steroid pada sel-sel kelenjar endokrin pada gonad dan adrenal. Detoksifikasi di dalam hati yang melibatkan beberapa molekul penting di dalam sel hati. Melepaskan glukosa dari glukosa-6-fosfat di dalam sel-sel hati. Sebagai tempat melekatnya granul-granul yang berisi glikogen pada sel-sel hati. Tempat menyimpan ion-ion kalsium di dalam sisterna yang akan dikeluarkan jika ada rangsangan yang menyebabkan pengeluaran ion kalsium, misalnva kontraksi otot. 2.4.4 Aparatus Golgi atau Kompleks Golgi. Aparatus Golgi (AG) atau Kompleks Golgi pertama kali ditemukan oleh Camilio Golgi tahun 1898 di dalam sitoplasma sel saraf. AG dijumpai hampir pada semua sel tumbuhan dan sel hewan.

24

Gambar 2.14 Aparatus golgi Organel ini terdiri atas setumpuk saku-saku pipih yang masing-masing dibatasi oleh selapis membian. Dengan menggunakan mikroskop elektron, tampak bahwa AG tersusun atas tiga bentukan membran, yaitu: 1) kantung-kantung pipih yang disebut sisterna atau sakulus, kantung kantung pipih tersebut tersusun bertumpuk membentuk diktiosom, 2) vesikel-vesikel kecil berdiameter kurang lebih 50 mikrometer yang terletak pada sisi yang berbatasan dengan RE, vesikel ini dinamakan vesikel tiansisi atau vesikel peralihan, fungsi vesikel adalah membawa protein dan lipid dari RE ke AG dan dari sakulus satu ke sakulus lainnya, 3) vesikel besar yang terletak pada sisi yang berhadapan dengan membrane plasma, vesikel ini dinamakan vesikel sekretori,vesikel sekretori adalah membawa protein atau lipid yang telah mengalami Pemrosesan di dalam lumen sakulus. Beberapa penelitian membuktikan bahwa AG tidak hanya berfungsi sebagai alai transport materi ke luar sel. Akan tetapi banyak reaksi yang berlangsung di dalam lumen AG, antara lain proses biosintesis- glikoprotein dan glikolipid yang dikatalisis oleh enzim glikosil transferase, kedua proses ini sering dinamakan glikosilasi. Di dalam AG juga terjadi proses penambaKan gugus sulfat pada karbohidrat yang dikatalisis oleh enzim sulfat tansferase. Seiain itu, di dalam lumen AG terjadi proses sintesis proteoglikan yang merupakan komponen matriks ekstra sel. Pada sel tumbuhan yang sedang membelah, AG berperanan dalam pembentukan komponen dinding sel yang baru.

25

Molekul-molekul protein dan lipid yang telah mengalami modifikasi kimiawi di dalam lumen AG akan di packing oleh membran Golgi dan ditransfer dalam bentuk vesikel. Ada tiga macam protein yang dihasilkan oleh Golgi, antara lain: 1) protein membran inti, membran plasma dan protein membran organel 2) protein sekretori yang disimpan dalam bentuk vesikel 3) protein enzim yang disimpan dalam vesikel (lisosom) Fungsi

Gambar 2.15 Skema transpor di dalam badan golgi. 1. Vesikel retikulum endoplasma, 2. Vesikel eksositosis, 3. Sisterna, 4. Membran sel, 5. Vesikel sekresi. Fungsi badan golgi: 1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain. 2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma. 3. Membentuk dinding sel tumbuhan 4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom. 5. Tempat untuk memodifikasi protein 6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel 7. Untuk membentuk lisosom 8. Membentuk Akrosom pada spermatozoa Dalam badan golgi terdapat variasi coated vesicle, antara lain:

26

Clathrin-coated adalah yang pertama ditemukan dan diteliti. tersusun dari clathrin dan adaptin. interaksi lateral antara adaptin dengan clatrin membentuk formasi tunas. jika tunas clathrin sudah tumbuh, protein yang larut dalam sitoplasma termasuk dynamin akan membentuk cincin di setiap leher tunas dan memutusnya. COPI-coated memaket tunas dari bagian pre-golgi dan antar cisternae. beberapa protein COPI-coat memperlihatkan sekuens yang bermiripan dengan adaptin, dapat diduga berasal dari evolusi yang bermiripan. Terdapat 2 protein dalam badan golgi. Protein Snare V-snare menuju T-snare dan akan bergabung. T-snare adalah protein yang ada di target sedangkan V-snare adalah vesikel snare. V-snare akan mencari T-snare dan kemudian akan berfusi menjadi satu. Protein Rab termasuk ke dalam golongan GTP-ase. protein Rab memudahkan dan mengatur kecepatan pelayaran vesikel dan pemasangan v-snare dan t-snare yang diperlukan pada penggabungan membran. 2.4.5 Lisosom Lisosom pertama kali ditemukan pada tahun 1949 oleh De Duve di dalam serpihan sel-sel hati. Organel ini berbentuk semacam kantung yang berisi enzim hidrolitik. Selama masih terbungkus membran, enzim hidrolitik bersifat stabil. Terdapat lebih kurang 40 macam enzim hidrolitik yang ditemukan di dalam lisosom. Enzim-enzim tersebut meliputi protease,nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase dan sulfatase. Enzim enzim tersebut hanya akan dapat bekerja optimal pada pH sekitar 5.membran lisosom mengandung protein transfer untuk membawa hasil pencernaan ke sitosol. Membran lisosom tidak akan tercerna oleh enzim yang dikandungnya sendiri karena kandungan karbohidrat yang tinggi pada membrannya. Lisosom tergolong organel yang polimorfik karena memiliki bentuk dan ukuran yang bervariasi. Ada empat macam bentuk lisosom, yaitu satu macam lisosom primer dan tiga macam lisosom sekunder. Lisosom primer adalah lisosom yang baru terbentuk dari AG dan belum berfusi (bergabung) dengan materi yang akan dicerna. Lisosom sekunder ada tiga macam,yaiitu: (1) heterofagosom, merupakan gabungan antara lisosom primer dengan fagosom, (2) Sitolisosom merupakan gabungan antara lisosom primer dengan autosom,

27

( 3) badan residu, adalah vakuola yang berisi sisa materi yang tidak tercerna. Fungsi utama lisosom adalah untuk pencernaan intra sel. Materi yang dicerna oleh lisosom dapat berasal dari luar sel atau dari dalam sel itu sendiri. Materi dari luar sel masuk ke dalam sitoplasma melalui pinositosis dan fagositosis. Pencernaan intra sel selalu terjadi di dalam lisosom, enzim, hidorolitik tidak pernah keluar dari dalam lisosom sehinggan pencernaan berlangsung optimal. Akan tetapi, jika membran lisosom pecah, maka enzim hidrolitik pada lisosom akan keluar dan mencerna sel itu sendiri. Beberapa peran lisosom antara lain adalah: 1) perombakan organel sel yang telah tua 2) proses metamoifosis pada katak, misalnya menyusutnya ekor pada berudu karena dicerna oleh enzim katepsin di dalam lisosom 3) pemulihan ukuran uterus setelah kehamilan 4) proses fertiliasi, dimana bagian kepala sperma yang dinamakan akrosom mengandung enzim hialuronidase untuk mencerna zona pelusida pada sel telur.

Hasil pencernaan lisosom, seperti asam amino, glukosa dan nukleotida mampu menembus membran lisosom menuju sitosol. Membran lisosom selanjutnya akan dikembalikan menuju membran plasma melalui proses eksositosis. pencernaan bagian -bagian sel yang telah tua dinamakan autofagi. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi. - Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom. - Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar

28

menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia. - Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

Gambar 2.16 Lisosom 2.4.6 Badan Mikro 1) Peroksisom Organel ini ditemukan pada sel hewan, sel tumbuhan tertentu maupun sel ragi. Peroksisom pertama kali ditemukan oleh De Duve dan kawan-kawannya pada tahun 1965 di dalam sel-sel hati. Di dalam peroksisom ditemukan beberapa macam enzim oksidase dan enzim katalase. Oleh karena enzim - enzim ini berperan dalam pembentukan katalase. oleh karena enzim - enzim ini berperan dalam pembentukan dan pembongkaran hidrogen peroksida(H2O2) , maka organel tersebut dinamakan peroksisom.Pada sel tumbuhan, fungsi organel ini berkaitan dengan siklus glioksilat sehingga dinamakan glioksisom. Di dalam sel, peroksisom berbentuk bulat telur dengan diameter kurang lebih antara 0,5 - 0,7 mikrometer, hanya dibungkus oleh selapis membran. Jumlah peroksisom untuk tiap sel bervariasi antara 70-700. Peroksisom memiliki kemampuan untuk membelah diri sehingga dapat membentuk peroksisom anak. Protein dan lipid yang diperlukan ditransfer dari sitosol. Selain berfungsi untuk pembentukan dan perombakan H2O, menjadi substrat 29

organik dan H2O, peroksisom juga berfungsi untuk merombak asam lemak yang tersimpan dalam biji menjadi glukosa untuk proses perkecambahan. 2) Glioksisom Glioksisom merupakan badan mikro yang hanya ditemukan pada sel tumbuhan. Diameter glioksisom antara 0,5 sampai 1,0 mikrometer. Sedangkan peroksisom merupakan badan mikro yang ditemukan baik pada sel hewan maupun sel tumbuhan. Glioksisom banyak ditemukan pada biji-bijian yang berperan sebagai tempat menyimpan asam lemak untuk pembentukan energi dalam Proses perkecambahan. Salah satu proses utama pada biji yang sedang mengalami perkecambahan adalah perubahan dari asam lemak dalam glioksisom, menjadi karbohidrat atau disebut glukoneogenesis. Penguraian asam lemak menjadi asetil ko-A selanjutnya berubah menjadi oksaloasetat untuk membentuk sitrat. Asam sitrat yang terbentuk akan diubah menjadi glukosa melalui serangkaian reaksi enzimatis yang terdapat di dalam glioksisom.

2.4.7 Ribosom Ribosom merupakan salah satu organel tidak bermembran yang ditemukan pada semua sel, baik sel prokariotik maupun eukariotik. Pada eukariotik , organel ini terdapat pada sitoplasma, menempel pada permukaan luar retikulum endoplasma, didalam metriks mitokondria dan didalam stroma kloroplas. Ribosom terdiri atas dua sub unit yaitu sub unit besar darn sub unit kecil. Kedua sub unit ini akan berfusi jika proses trnaslasi berlangsung.Sub unit ribosom dinyatakan dengan satuan S (Svedberg) yang merupakan nama penemunya, satuan ini menunjukkan kecepatan pengendapan pada saat sub unit tersebut disentrifugasi, misalnya sub unit kecil dan sub unit besar ribosom pada eukariotik adalah 40S dan 60s. Komponen penyusun besar ribosom terdiri atas protein ribosom dan ARN ribosom (ARN-r). Protein ribosom disintesis oleh bebas yang terdapat di dalam sitoplasma, sedangkan ARN-r ditranskripsi di dalam anak inti (nukleous). Organel ini merupakan tempat berlangsungnya penerjemahan (translasi) kodon (kode genetik) yang dibawa ARN-duta (ARN-d). Hasil translasi ini adalah polipeptida.

30

Polipeptida hasil translasi pada RER akan dikirim dan diolah di dalam AG menjadi protein membran, dan enzim lisosom, atau disekresikan ke luar sel melalui vesikel. Sedangkan polipeptida hasil translasi pada ribosom bebas dikirim ke mitokondria, sebagai enzim peroksisom, atau sebagai protein ribosom. 2.4.8 Inti Sel Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linier panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri. Elemen struktural utama nukleus adalah membran inti, suatu membran ganda fosfolipid yang membungkus keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasma sel, serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan. Secara garis besar, membran inti terdiri atas tiga bagian, yaitu membran luar, ruang perinuklear, dan membran dalam. Membran luar dari nukleus berkesinambungan dengan retikulum endoplasma (RE) kasar yanh bertaburan dengan ribosom. Sifat membran inti yang tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti agar molekul dapat bergerak melintasi membran. Pori nukleus bagaikan terowongan yang terletak pada membran nukleus yang berfungsi menghubungkan nukleoplasma dengan sitosol. Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein. Pori nukleus tersusun atas 4 subunit, yaitu subunit kolom, subunit anular, subunit lumenal, dan subunit ring. Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus, subunit anular berguna untuk membentuk spoke yang mengarah menuju tengah dari pori

31

nukleus, subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran nukleus, sedangkan subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus. Meskipun bagian dalam nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA.

2.4.9 Sentriol (Sentrosom) Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom. Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel. 2.4.10 Cincin Kontraktil

32

Cincin kontraktil hanya ditemukan pada sel hewan. Cincin kontraktil terbentuk pada saat pembelahan sel, tepatnya pada tahap sitokinesis atau pembagian sitoplasma sel anak. Pembagian siitoplasma berlangsung setelah pembagian materi inti (kriokinesis) selesai. Pada sel tumbuhan , setelah pembagian materi inti selesai maka dinding sel baru terbentuk tanpa adanya cincin kontraktil. 2.4.11 Dinding Sel Dinding sel hanya ditemukan pada sel tumbuhan, sehingga sel tumbuhan bersifat kokoh dan kaku atau tidak lentur seperti sel hewan.Dinding sel tumbuhan banyak tersusun atas selulosa, suatu polisakarida yang terdiri atas polimer glukan (polimer glukosa). Dinding sel tumbuhan berfungsi untuk melindungi, mempertahankan bentuknya serta mencegah kehilangan air secara berlebihan. Adanya dinding sel yang kuat, menyebabkan tumbuhan dapat berdiri tegak melawan gravitasi bumi.

Beberapa senyawa penyusun dinding sel, antara lain: a. Hemiselulosa Hemiselulosa merupakan polisakarida yang tersusun atas glukosa, xilosa, manosa dan asam glukoronat. Di dalam dinding sel, hemiselulosa berfungsi sebagai perekat antar mikrofibril selulosa. b. Pektin Pektin merupakan polisakarida yang tersusun atas galaktosa, arabinosa, dan asam galakturonat. c. Lignin Lignin hanya dijumpai pada dinding sel yang dewasa dan berfungsi untuk melindungi sel tumbuhan terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan. d. Kutin Kutin merupakan suatu selubung atau lapisan pada permukaan atas daun atau batang dan berfungsi untuk mencegah dehidrasi akibat penguapan dan melindungi kerusakan sel akibat patogen dari luar.

33

e. Protein dan lemak Di dalam dinding sel ditemukan dalam jumlah yang sedikit. 2.4.12 Plastida Plastida adalah salah satu organel pada sel-sel (tumbuhan dan alga). Organel ini paling dikenal dalam bentuknya yang paling umum, kloroplas, sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Plastida dalam sel dikenal dalam berbagai bentuk, yaitu: proplastida, bentuk belum "dewasa" atau bentuk plastida yang belum membentuk pigmen leukoplas, bentuk dewasa tanpa mengandung pigmen, ditemukan terutama di akar kloroplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen klorofil, ditemukan pada daun, bunga, dan bagian-bagian berwarna hijau lainnya kromoplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen karotena, ditemukan terutama pada bunga dan bagian lain berwarna jingga amiloplas, bentuk semi-aktif yang mengandung butir-butir tepung, ditemukan pada bagian tumbuhan yang menyimpan cadangan energi dalam bentuk tepung, seperti akar, rimpang, dan batang (umbi) serta biji. elaioplas, bentuk semi-aktif yang mengandung tetes-tetes minyak/lemak pada beberapa jaringan penyimpan minyak, seperti endospermium (pada biji) etioplas, bentuk semi-aktif yang merupakan bentuk adaptasi kloroplas terhadap lingkungan kurang cahaya; etioplas dapat segera aktif dengan membentuk klorofil hanya dalam beberapa jam, begitu mendapat cukup pencahayaan. Kloroplas atau Chloroplast adalah plastid yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada, maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid. Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.

34

Kloroplas matang pada beberapa ganggang , biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan. Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem. Secara khas kloroplas dewasa mencakup dua membran luar yang menyalkuti stroma homogen, di sinilah berlangsung reaksi-reaksi fase gelap. Dalam stroma tertanam sejumlah grana, masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid yang berupa gelembung bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Grana biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen. Prokariota yang berfotosintesis tidak mempunyai kloroplas, tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik. Struktur Kloroplas Kloroplas terdiri atas dua bagian besar, yaitu bagian amplop dan bagian dalam.Bagian amplop kloroplas terdiri dari membran luar yang bersifat sangat permeabel, membran dalam yang bersifat permeabel serta merupakan tempat protein transpor melekat, dan ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam. Bagian dalam kloroplas mengandung DNA , RNAs, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum. Granum terdiri atas membran tilakoid (tempat terjadinya reaksi terang) dan ruang tilakoid (ruang di antara membran tilakoid). Pada tanaman C3, kloroplas terletak pada sel mesofil. Contoh tanaman C3 adalah padi (Oryza sativa), gandum (Triticum aestivum), kacang kedelai (Glycine max), dan kentang (Solanum tuberosum). Pada tanaman C4, kloroplas terletak pada sel mesofil dan bundle sheath cell. Contoh tanaman C4 adalah jagung (Zea mays) dan tebu (Saccharum officinarum). Genom Kloroplas Kloroplas pada tanaman tingkat tinggi merupakan evolusi dari bakteri fotosintetik menjadi organel sel tanaman. Genom kloroplas terdiri dari 121 024 pasang nukleotida serta mempunyai inverted repeats (2 kopi) yang mengandung gen-gen rRNA (16S dan 23S rRNAs) untuk pembentukan ribosom. Genom kloroplas mempunyai subunit yang besar yaitu penyandi ribulosa biphosphate carboxylase. Protein yang terlibat

35

di dalam kloroplas sebanyak 60 protein. 2/3nya diekspresikan oleh gen yang terdapat di inti sel sementara 1/3nya diekspresikan dari genom kloroplas.

Gambar 2.17 Kloroplas 2.4.13 Vakuola Vakuola sentral merupakan organel bermembran sel, berukuran besar yaitu hampir setengah dari volume sel. Fungsi organel ini adalah sebagai tempat menyimpan air dan cadangan makanan pada sel tumbuhan. Pada organisme bersel satu seperti paramaecium dan Amoeba. juga ditemukan adanya organel ini.Vakuola pada organisme ini dinamakan vakuola kontraktil dan vakuola makanan dengan ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan vakuola yang terdapat pada sel tumbuhan. fungsi vakuola adalah : 1. memelihara tekanan osmotik sel 2. penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll 3. mengadakan sirkulasi zat dalam sel 2.4.14 Sitoskeleton

Gambar 2.18 Sitoskeleton 36

Di dalam sitosol juga ditemukan adanya sitoskeleton yang tersusun atas mikrotubulus, mikrofilamen dan filamen intermediat. Sitoskeleton berfungsi untuk menyokong bentuk sel dan memungkin terjadinya gerakan-gerakan organel di dalam sitoplasma. Mikrotubulus ada yang Ietaknya terbenam di dalam sitosol, dinamakan mikrotubulus sitoplasmik dan ada juga yang berfungsi sebagai penyusun organel , sepe'rti silia, flagela, dan sentriol. Mikrofilamen merupakan protein konEaktil yang berfr-rngsi untuk pergerakan di dalam sitoplasma, misalnya aliran sitoplasma sel tumbuhan dan gerak amoeboid pada leukosit. 1. Mikrotubulus Mikrotubulus tersusun atas molekul protein tubulin. Ada dua jenis protein tubulin penyusun tubulin, yaitu tubulin dan tubulin . Setiap mikrotubulus tersusun atas 13 protofilamen yang tersusun paralel mengelilingi suatu sumbu. Ada dua macam mikrotubulus di dalam sel yang dibedakan atas stabilitasnya, yaitu mikrotubulus stabil dan mikrotubulus labil. Contoh mikrotulus stabil adalah pembentuk silia dan flagela. Sedangkan mikrotubulus labil contohnva mikrotubulus pembentuk gelendong pembelahan. Mikrotubulus sitoplasmik didalam sel berfungsi sebagi keranga dalam yang menetukan bentuk sel dan untuk transfer molekul di dalam sel. Mikrotubulus ini berbentuk serabut tunggal dengan diameter lebih kurang 25 nanometer. Beberapa organel yang tersusun dari mikrotubulus adalah sentriol, silia dan flagella. 2. Mikrofilamen Mikrofilamen biasanya banyak terdistribusi dibawah permukaan membrane plasma. Panjang mikrofilamen bervariasi, dengan diameter lebih kurang 7 m. Mikrofilamen tersusun atas protein, terutama aktin dan miosin. Hampir semua jenis sel hewan mengandung aktin. Aktin dan miosin banyak ditemukan terutama pada sel otot, dengan komposisi miosin yang lebih sedikit dibandingkan aktin. Kedua jenis protein ini berperan untuk pergerakan, misalnya aliran sitoplasma pada sel tumbuhan (siklosis), dan gerak amoeboid pada Protozoa. 3. Filamen lntermediet Filamen intermediet memiliki diameter antara 8-10 pm, berbentuk pembuluh, tersusun atas 4-5 protofilamen yang tersusun melingkar, bersifat liat, stabil, dan tersusun

37

atas protein fibrosa. Sebagaian besar filamen intermediet berfungsi untuk menyokong sel dan inti sel. Letak filamen inibiasanya terpusat disekitar inti. Pada sel epitel, filamen intermediet membentuk anyaman yang berfungsi untuk menahan tekanan dari luar. Contoh filamen entermediet antara lain adalah kertin, vimentin, neurofilamen, lamina nuclear, dan keratin. 2.4.15 Silia

Gambar 2.19 Silia Silium (jamak Silia) adalah organel sel yang berfungsi sebagai alat bantu pergerakan yang menonjol dari sebagian sel yang diameternya kira-kira 0,25 m dan panjangnya sekitar 2 sampai 20 m serta biasanya muncul dalam jumlah banyak pada permukaan sel.[1] Silia berbeda dengan flagela (bentuk jamak dari flagelum) yang fungsinya dan diameternya sama dengan silia, hanya saja lebih panjang, yaitu sekitar 10 hingga 200 m.[1][2] Selain itu, jumlah flagela biasanya terbatas, hanya satu atau beberapa untuk setiap sel.[1] Banyak organisme eukariot uniseluler bergerak di air dengan bantuan silia dan flagela.[1] Jika silia atau flagela membentang dari sel yang merupakan bagian dari lapisan jaringan, silia dan flagela ini berfungsi untuk menggerakkan lendir yang berhasil menangkap kotoran-kotoran kecil agar keluar dari paru-paru. 2.4.16 Flagellum Flagellum (jamak flagella) adalah alat gerak (motile organ) berbentuk cambuk pada sejumlah organisme bersel satu. Suatu individu dapat memiliki satu atau lebih flagella. Contohnya adalah alga bersel satu Euglena viridis dan bakteri Escherichia coli. Flagellum pada eukariota adalah perluasan membran sel pada sel-sel tertentu dengan aksonema internal, badan basal, dan sebagainya, identik dengan yang ada pada silia (cilium), tetapi secara keseluruhan, panjangnya lebih bervariasi, dan biasanya lebih 38

panjang. Flagela bergetar seperti ombak sehingga berbeda dengan silia, gaya renang ke bawah diikuti oleh pukulan ke atas sehingga daya tahannya kurang. Pada beberapa alga dan fungi, flagela mempunyai peranan dalam pergerakan, mendorong organisme tersebut ke dalam air. Pada tumbuhan seperti lumut, lumut hati, paku-pakuan, dan beberapa tumbuhan berbiji terbuka (umpamanya Ginkgo), flagela hanya terdapat pada gamet; struktur tersebut tidak ada pada tumbuhan bunga. Permukaan luar ada yang halus. (Whiplas flagellum), atau dapat dihiasi satu atau lebih sisik renik (tinsel flagellum). Sel sperma mamalia juga memiliki flagela. Flagel pada prokariota merupakan suatu berkas kosong tanpa membran, panjangnya 312 mikrometer dan diameternya 1020 mikrometer, terdiri dari subunit yang susunannya berpilin dari protein flagelin. Penempelan flagela dengan 'kait', 'pelor roda' dan 'rotor'. Flagela itu dalam bentuk pilinan yang tetap, namun ada yang sering berputar selaras. Flagela memperoleh energi dari kekuatan protonmotiv. Flagela terlibat dalam respon kemotaksis oleh sel. 2.4.17 Plasmodesmata

Gambar 2.20 Plasmodesmata Plasmodesmata merupakan bentuk hubungan atau komunikasi antar sel satu dengan sel tetangganya yang terjalin karena adanya juluran membrane retikulum endoplasma sel yang satu ke sel lainnya melalui suatu celah khusus yang terbentuk di antara kedua sel yang berhimpitan. Plasmodesmata hanya terdapat pada tumbuhan.

39

BAB IIICARA MEMPELAJARI SEL3.1 Ukuran Sel Dalam histologi dan sitologi,satuan umum yang digunakan untuk mengatakan ukuran adalah micrometer atau lebih sering disebut mikron (perseribu milimeter) dengan notasi m.Dengan mengunakan mikroskop electron satuan milimikron atau nanometer (disingkat nm)adalah satuan yang paling umum.Satuan milimikron atau nanometer sama dengan seperseribu micrometer.Satuan Angstrom (disingkat A),satuan yang biasa digunakan fisika,juga umum di gunakan dibiologi terutama biologi molekuler.Satuan angstrom sama dengan sepersepuluh milimikron (atau nanometer) 3.2 Metode Mempelajari Sel Biologi sel (juga disebut sitologi, dari bahasa Yunani kytos, "wadah") adalah ilmu yang mempelajari sel. Hal yang dipelajari dalam biologi sel mencakup sifat-sifat fisiologis sel seperti struktur dan organel yang terdapat di dalam sel, lingkungan dan antaraksi sel, daur hidup sel, pembelahan sel dan fungsi sel (fisiologi), hingga kematian sel. Hal-hal tersebut dipelajari baik pada skala mikroskopik maupun skala molekular, dan sel biologi

40

meneliti baik organisme bersel tunggal seperti bakteri maupun sel-sel terspesialisasi di dalam organisme multisel seperti manusia. Pengetahuan akan komposisi dan cara kerja sel merupakan hal mendasar bagi semua bidang ilmu biologi. Pengetahuan akan persamaan dan perbedaan di antara berbagai jenis sel merupakan hal penting khususnya bagi bidang biologi sel dan biologi molekular. Persamaan dan perbedaan mendasar tersebut menimbulkan tema pemersatu, yang memungkinkan prinsip-prinsip yang dipelajari dari suatu sel diekstrapolasikan dan digeneralisasikan pada jenis sel lain. Penelitian biologi sel berkaitan erat dengan genetika, biokimia, biologi molekular, dan biologi perkembangan.

Isolasi Sel Yang dimaksud dengan isolasi sel adalah proses pengambilan suatu partikel sel dari tempat asalnya untuk diteliti lebih lanjut. Sel dapat diisolasi dari suspensi jaringan. Isolasi sel dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu: 1. Fluorescence-Activated Cell Sorter Prinsip metode ini ialah menggunakan antibodi yang berikatan dengan zat fluoresen untuk melabel sel spesifik. Suspensi sel dilewatkan pada sinar laser dan dibaca oleh detektor. Suspensi yang mengandung sel diberi sinyal positif atau negatif bergantung pada selnya mengandung zat fluoresen atau tidak. Suspensi kemudian melewati aliran listrik dan dipisahkan ke tempat masing-masing sesuai muatannya. 2. Laser Capture Microdissection Prinsip metode ini menggunakan laser untuk memotong bagian tertentu dan memindahkannya ke tempat lain, contohnya memisahkan sel tumor dari jaringannya. Pembiakan Sel Setelah diisolasi, sel ditumbuhkan (diperbanyak) dengan cara in vitro (menggunakan media) atau in vivo (melibatkan sel hidup).Ada 2 macam biakan atau kultur, yaitu biakan primer dan biakan sekunder. Biakan primer ialah biakan yang diambil langsung dari jaringan organisme tanpa proliferasi sel secara in vitro. Sementara itu, biakan

41

sekunder ialah biakan yang dikembangbiakkan dari biakan primer, biasanya di-refresh dalam jangka waktu tertentu. Hibridisasi Sel Sel hibrid adalah gabungan dua sel berbeda yang dengan hasil akhir satu inti sel. Tujuan dibuatnya sel hibrid adalah untuk membentuk antibodi monoklonal. Fraksinasi Sel Fraksinasi sel ialah pemisahan sel menjadi organel dan molekul, biasa dilakukan dengan sentrifugasi. Sentifugasi merupakan tahap pertama dalam fraksinasi, memisahkan organel berdasarkan ukuran dan densitasnya. Prinsip sentrifugasi ialah bahwa untuk memperoleh organel yang besar, diperlukan kecepatan sentrifugasi yang rendah, dan sebaliknya. Mikroteknik Cara pembuatan sediaan histologis disebut mikroteknik. Pembuatan sediaan dari suatu jaringan dimulai dengan operasi, biopsi, atau autopsi. Jaringan yang diambil kemudian diproses dengan fiksatif yang akan menjaga agar sediaan tidak akan rusak (bergeser posisinya, membusuk, atau rusak). Fiksatif yang paling umum digunakan untuk jaringan hewan (termasuk manusia) adalah formalin (10% formaldehida yang dilarutkan dalam air). Larutan Bouin juga dapat digunakan sebagai fiksatif alternatif meskipun hasilnya tidak akan sebaik formalin karena akan meninggalkan bekas warna kuning dan artefak. Artefak adalah benda yang tidak terdapat pada jaringan asli, namun tampak pada hasil akhir sediaan. Artefak ini terbentuk karena kurang sempurnanya pembuatan sediaan. Sampel jaringan yang telah terfiksasi direndam dalam cairan etanol (alkohol) bertingkat untuk proses menghilangkan air dalam jaringan (dehidrasi). Selanjutnya sampel dipindahkan ke dalam toluena untuk menghilangkan alkohol (dealkoholisasi). Langkah terakhir yang dilakukan adalah memasukkan sampel jaringan ke dalam parafin panas yang menginfiltrasi jaringan. Selama proses yang berlangsung selama 12-16 jam ini, jaringan yang awalnya lembek akan menjadi keras sehingga lebih mudah dipotong menggunakan

42

mikrotom. Pemotongan dengan mikrotom ini akan menghasilkan lapisan dengan ketebalan 5 mikrometer. Lapisan ini kemudian diletakkan di atas kaca objek untuk diwarnai. Pewarnaan perlu dilakukan karena objek dengan ketebalan 5 mikrometer akan terlihat transparan meskipun di bawah mikroskop. Pewarna yang biasa digunakan adalah hematoxylin dan eosin. Hematoxylin akan memberi warna biru pada nukelus, sementara eosin memberi warna merah muda pada sitoplasma. Masih terdapat berbagai zat warna lain yang biasa digunakan dalam mikroteknik, tergantung pada jaringan yang ingin diamati. Ilmu yang mempelajari pewarnaan jaringan disebut histokimia.

3.3 Alat Mempelajari Sel Mikroskop Mikroskop adalah alat optik untuk mengamati benda- benda yang sangat kecil, misalnya rambut, bakteri dan sel sehingga tampak jelas. Mikroskop sederhana terdiri dari dua buah lensa positif (cembung). Lensa positif yang berdekatan dengan mata disebut lensa okuler. Lensa ini berfungsi sebagai lup. Lensa positif yang berdekatan dengan benda disebut lensa objektif. Jarak titik api lensa objektif lebih kecil dari pada jarak titik api lensa okuler. Resolusi dan Magnifikasi Resolusi adalah kemampuan sistem optikal untuk membedakan detil sangat kecil pada suatu spesimen (sebagai jarak terkecil antara 2 poin yang berdekatan dimana mereka dapat dibedakan dalam 2 bagian yang berbeda. Resolusi ditentukan oleh: a. Kemampuan mengumpulkan cahaya (numerical aperture atau N.A) lensa NA = n x sin b. Panjang gelombang () cahaya yang digunakan Resolusi = 0.61 x / NA Komponen suatu mikroskop 1.Sistem iluminasi - sumber cahaya dan kondensor 2.Pegangan dan tempat spesimen

43

3.Sistem lensa - obyektif dan okuler (eye piece lens, biasanya memiliki kekuatan perbesaran 10x atau 15x) 4.Sitem fotografi (dipasang pada lensa okuler)

Gambar 3.1 Mikroskop Sistem Iluminasi Sumber cahaya menggunakan bohlam tungsten - halogen - untuk menyediakan output 100 W pada 12 V - alat ini memiliki susunan filament tunggal rata yang dipasang berdekatan dan diletakkan di amplop quartz. Karena alat ini beroperasi pada suhu filament yang sangat tinggi, sehingga cocok untuk fotomikrograf berwarna, dengan menggunakan film yang seimbang untuk cahaya tungsten. Kondensor digunakan untuk mengkonsentrasikan cahaya ke dalam objek dengan intensitas seragam pada keseluruhan bidang iluminasi.Kondensor dapat diklasifikasikan berdasarkan tujuan mereka : terang - atau dasar gelap, fase kontras, atau nomarski differential interference contras.Pengelompokkan kondensor berdasarkan pada maksimum numerical aperturenya: a) Kekuatan rendah - hingga N.A. 0.25, b) Kekuatan sedang kondensor kering hingga N.A. 0.9 dan c) Tipe minyak imersi, berkekuatan tinggi hingga 1,4. Perkembangan Mikroskop Suatu objek yang diamati di bawah mikroskop dapat diabadikan dengan kamera. Biasanya mikroskop majemuk yang mempunyai dua lensa okuler dilengkapi dengan bagian lensa untuk kamera. perkembangan. Teknologi hasil karya manusia setiap waktu selalu mengalami Mikroskop sederhana dan beberapa mikroskop optik lainnya hanya N.A.

mampu memperbesar benda dari sekitar 100-1000 kali, sedangkan teknologi mikroskop 44

elektron dapat menghasilkan perbesaran hingga 1.000.000 kali. Berdasarkan sistem pencahayaannya mikroskop dibagi menjadi dua yaitu mikroskop optik dan mikroskop bukan optik. -Mikroskop Optik, yaitu mikroskop yang proses perbesaran benda menggunakan cahaya biasa (cahaya tampak). Jenis- jenis mikroskop optik antara lain mikroskop stereo (dissecting microscope), mikroskop majemuk (compound microscope), mikroskop polarisasi, mikroskop fase kontras (phase contrast microscopy) yang menghasilkan gambar 3 dimensi, mikroskop normaski dan mikroskop fluorescence.

Fungsi mikroskop optikal adalah: 1.Untuk memvisualisasi detail yang sangat kecil dalam struktur suatu obyek 2.Untuk menampilkan gambar dari obyek yang diperbesar 3.Untuk mengukur panjang, sudut, area, dll pada suatu obyek 4.Sebagai alat analisa untuk menentukan bagian optik suatu obyek seperti indeks refraksi, reflektansi, dan perubahan fase; 5.Untuk mendapatkan informasi histokimia suatu objek dengan menggunakan pewarnaan. -Mikroskop Stereo Suatu alat dengan lensa obyektif. Lensanya harus berdiameter besar karena diatasnya akan dipasangi system lensa lain yang terpisah dalam posisi parallel dan jalur sinar terpisah untuk mata kanan dan kiri. Mikroskop ini tidak memiliki kondensor, tapi memiliki kedalaman bidang pandang dan jarak kerja yang panjang. Kekurangan utama dari tipe obyek mikroskop stereo adalah bahwa aperture numerical dari system dibatasi oleh adanya jalur beam/cahaya ganda. Karenanya seseorang harus menggunakan mikroskop majemuk, yang memiliki obyektif dengan diameter yang lebih besar dan karenanya meningkatkan aperture numerical.

45

Gambar 3.2 Mikroskop stereo -Mikroskop Majemuk (Compound Microscope) Mikroskop majemuk memerlukan kualitas yang tinggi tidak hanya pada obyektif dan bagian mata tapi juga pada kondensor substage. a.Instrument yang terefleksi cahaya - bagian material b.Mikroskop cahaya tertransmisi - bagian biologi. -Mikroskop Polarisasi Menggunakan cahaya terpolarisasi guna menganalisa struktur yang birefringent. Birefringence - suatu property spesimen yang transparan dengan 2 indeks refraktif yang berbeda pada orientasi yang berbeda untuk membedakan cahaya terpolarisasi ke dalam kedua komponen. Cahaya terpolarisasi, hanya berfluktuasi/bergerak di satu dataran karena polar hanya meneruskan cahaya pada dataran tersebut.Jika 2 polar diletakkan di atas yang lainnya, arahkan sinar ke atas dan putar relatif terhadap yang lain, akan ada 1 posisi dimana 2 dataran tertransmisi bertemu, yang akan tampak cerah. Pada 90o terhadap orientasi ini, semua cahaya akan berhenti (gelap). -Mikroskop Fase Kontras

46

Menggunakan retardasi cahaya spesimen untuk menghasilkan perbedaan fase yang dikonversi ke kontras.Fase kontras menggunakan iluminasi bidang terang dengan suatu phase annulus (pada kondensor) dan phase plate (dipasang pada obyektif) pada lintas cahaya.Aplikasi : spesimen hidup, spesimen yang tidak diwarnai. -Mikroskop Normaski Mikroskop Nomarski differential interference contrast (DIC) menggunakan kombinasi system polarisasi dan 2 pelepas sinar khusus untuk menciptakan perbedaan fase di spesimen.Sistem ini dapat menghasilkan image 3 dimensi karena satu sisi spesimen tampak lebih terang dibandingkan yang lain seolah - oleh cahaya jatuh disana dan menghasilkan bayangan (melalui cahaya polarisasi).Aplikasi : spesimen hidup, spesimen tanpa warna atau tebal. -Mikroskop Fluorescence Mikroskop fluorescence hampir sama dengan mikroskop cahaya biasa dengan tambahan fitur untuk meningkatkan kemampuannya. Mikroskop konvensional menggunakan cahaya tampak (400-700 nanometer) untuk iluminasi dan menghasilkan gambar sampel yang diperbesar. Mikroskop fluorescence, sebaliknya, menggunakan intensitas cahaya yang lebih tinggi, yang mengeksitasi bagian berpendar pada sampel. Mikroskop fluorescence sering digunakan untuk menggambarkan fitur khusus dari spesimen kecil seperti mikroba. Juga digunakan untuk secara visual meningkatkan fitur 3D pada skala kecil. Mikroskop ini sering digunakan untuk: Menampilkan komponen structural suatu spesimen kecil, seperti sel. Melakukan studi viabilitas pada populasi sel (apakah mereka hidup atau mati?) Menampikan materi genetik pada sel (DNA dan RNA) Melihat sel - sel spesifik dalam populasi yang lebih besar dengan teknik khusus seperti FISH

47

Gambar 3.3 Mikroskop fluorescence -Mikroskop Bukan Optik, yaitu mikroskop yang memperbesar benda dengan bantuan radiasi panjang gelombang sinar pendek. Contohnya mikroskop sinar- X, mikroskop ion, dan mikroskop elektron. Dari ketiga jenis mikroskop bukan optik, mikroskop elektron paling banyak digunakan. Melalui mikroskop elektron dapat dipelajari pola - pola sel hewan, tumbuhan, dan bakteri. Mikroskop elektron juga digunakan dalam menganalisis hasil industri dan pengontrol hasil produksi. Cara Menggunakan Mikroskop Benda yang akan diamati diletakkan di antara F dan 2F dari lensa objektif. Bayangan yang dihasilkan bersifat nyata, diperbesar, dan terbalik. Bayangan ini akan menjadi benda bagi lensa okuler. Sifat bayangan yang yang dihasilkan lensa okuler ini adalah maya, diperbesar dan terbalik dari aslinya. Bayangan ini merupakan bayangan akhir dari mikroskop yang kita lihat.

48

BAB IVPENUTUPA. Kesimpulan Satuan kehidupan terkecil yang menyusun tubuh mahluk hidup dan tempat terselenggaranya fungsi kehidupan Sejarah Teori Sel -Robert Hooke (1666) melihat rongga kosong pada sayatan jaringan gabus tumbuhan kemudian dinamakan cellula -Antoni van Leewenhoek (1665) membuat dan menggunakan mikroskop, menyebut sel sebagai satuan kehidupan. -Schleiden & Schwann (1838 & 1839) Teori sel: semua makhluk hidup terdiri dari sel-sel, sel = unit struktural dan fungsional terkecil dari semua makhluk hidup. -Johannes Evangelista Purkinje (1839) mengenalkan istilah protoplasma (zat yg pertama kali dibentuk, tersusun dari nukleus dan sitoplasma [lebih cair]) -Rudolf Virchow (1858) setiap sel yg ada berasal dari sel yg sebelumnya

49

Molekul-molekul penyusun protoplasma yaitu:Karbohidrat,Protein, Air, Lipid, dan Asam Nukleat Persamaan sel tumbuhan dengan sel hewan yaitu: Membran Plasma,Inti Sel, Sitoplasma , Ribosom , Retikulum Endoplasma , Badan Golgi , Mitokondria Perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan yaitu: 1. Sel Hewan : * tidak memiliki dinding sel * tidak memiliki butir plastida * bentuk tidak tetap karena hanya memiliki membran sel yang keadaannya tidak kaku * jumlah mitokondria relatif banyak * vakuolanya banyak dengan ukuran yang relatif kecil * sentrosom dan sentriol tampak jelas

2. Sel Tumbuhan * memiliki dinding sel * memiliki butir plastida * bentuk tetap karena memiliki dinding sel yang terbuat dari cellulosa * jumlah mitokondria relatif sedikit karena fungsinya dibantu oleh butir plastida * vakuola sedikit tapi ukurannya besar * sentrosom dan sentriolnya tidak jelas Metode mempelajari sel yaitu: mengamati dengan mikroskop, teknik mikro, pertanaman (kultur), sitokimia, biokimia, sitogenetika, fraksinasi, sentrifugasi, autoradiografi,difraksi sinar x. B. Saran Semoga makalah ini bermakalah bagi para pembaca, penulis mengharapkan kritik dan saran untuk membangun penulisan makalah berikutnya.

50

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A. 2004. BIOLOGI. Jakarta. Erlangga Kimball, John W. 1983. BIOLOGI. Jakarta. Erlangga Neil, A Campbell. 2004. BIOLOGI. Jakarta. Erlangga Tim Dosen. 2010. Biologi Umum 1. Medan. Universitas Negeri Medan Team Teaching Biologi Sel. 2011. Biologi Sel. Medan. Universitas Negeri Medan http://id.wikipedia.org/wiki/Badan_Golgi http://id.wikipedia.org/wiki/Histologi

51

http://www.crayonpedia.org/mw/3._Perbedaan_Struktur_Sel_Prokariotik_dan_Sel_Eukario tik_11.1 http://www.fp.unud.ac.id/biotek/biologi-sel/teknik-mempelajari-sel/

Soal Evaluasi 1. Jumlah mitokondria dalam sel tergantung kepada? C. Aktifitas sel. 2. Manakah struktur di bawah ini yang hanya dijumpai pada sel tumbuhan? E. Dinding sel, kloroplas, dan vakola. 3. Bagian-bagian kloroplas dari luar ke dalam secara berturut-turut? B. Membran luar-ruang antar membran-membran dalam-stroma-tilakoia 4. Selaput nukleus (nuclear envelope) terdiri atas? D. Membran bilayers berpori 5. Membran nucleus pada sel hidup berfungsi untuk? B. Mengatur keluar masuknya ion dan molekul dari nucleus ke sitoplasma.

52

6. Nukleolus (anak inti) pertama sekali ditemukan oleh? D. Schleiden 7. Nukleolus (anak inti)berfungsi untuk? E. Sintesis ribosom 8. Berikut ini adalah beberapa struktur yang dijumpai dalam sel: dinding sel (13),kloroplas (2),sitoplasma (3), membrane plasma (4),nukleus (5) dan vakola (6).Manakah diantara struktur tersebut yang dapat dijumpai baik pada sel hewan dan sel tumbuahan? C. (3), (4), dan (5) 9. Manakah pernyataan berikut yang benar untuk dinding sel? D. Terbuat dari selulosa dan bersifat permeabel 10. Berikut ini adalah perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan? B. Tidak memiliki membran plasma Memiliki membran plasma 11. Manakah yang merupakan sifat transpor pasif? B. Merupakan difusi sederhana 12. Manakah protein yang terdapat dalam nukleus? B. Protamin dan Histon

53