IRFAN'S BLOG: Struktur dan Fungsi Sel

Mahluk hidup seluler baik yang bersel tunggal (unicellular) maupun yang bersel banyak (multicellular) berdasarkan pada beberapa sifatnya, antara lain ada tidaknya system endomembran, dikelompokkan dalam dua tipe sel, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.

Sel prokariotik, merupakan tipe sel yang tidak memiliki sistem endomembran sehingga sel tipe ini memiliki materi inti yang tidak dibatasi oleh sistem membran, tidak memiliki organel yang dibatasi oleh sistem membran. Sel prokariotik terdapat pada bakteri dan ganggang biru.

Sedangkan sel eukariotik merupakan tipe sel yang memiliki sistem endomembran. Pada sel eukariotik, inti tampak jelas karena dibatasi oleh sistem membran. Pada sel ini, sitoplasma memiliki berbagai jenis organel seperti antara lain: badan Golgi, retikulum endoplasma (RE), kloroplas (kuhusus pada tumbuhan), mitokondria, badan mikro, dan lisosom.

A. Struktur dan Fungsi Sel Prokariotik

Bakteri merupakan salah satu contoh organisme yang memiliki sel tipe prokariotik.

A. Struktur dan Fungsi Sel Prokariotik

Bakteri merupakan salah satu contoh organisme yang memiliki sel tipe prokariotik.

Gambar 1. Struktur umum sel prokariotik terdiri dari kapsul, dinding sel (membran luar dan peptidoglikan merupakan anggota karbohidrat), membran plasma, sitoplasma yang mengandung ribosom dan nukleoid.

Bagian luar sel bakteri terdiri dari: kapsula, dinding sel, dan membran plasma. Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa lendir yang berfungsi untuk melindungi sel. Bahan kimia pembangun kapsula adalah polisakarida. Dinding sel terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino.

Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino. Berdasarkan struktur dinding selnya bakteri dikelompokkan menjadi bakteri Gram negatif dan Gram positif

Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsinya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konyugasi. Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel. Beberapa bakteri lainnya mengandung villi yang berfungsi untuk melekatkan diri. Sitoplasma merupakan bagian dalam sel bakteri. Sitoplasma berbentuk koloid yang agak padat yang mengandung butiran-butiran protein, glikogen, lemak dan berbagai jenis bahan lainnya. Pada sitoplasma sel bakteri tidak ditemukan organel-organel yang memiliki sistem endomembran seperti badan Golgi, retikulum endoplasma (RE), kloroplas, mitokondria, badan mikro, dan lisosom. Sedangkan ribosom banyak ditemukan pada sitoplasma bakteri.

Struktur dinding bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Bandingkan komponen utama dinding sel kedua jenis bakteri, bagaimana letak peptidoglikan pada kedua bakteri tersebut. Peptidoglikan inilah yang membedakan hasil pewarnaan Gram yang berbeda pada kedua bakteri tersebut. (Sumber : Campbell et al., 2000)

B. Struktur dan Fungsi Sel Eukariotik

Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki sistem endomembran. Sel tipe ini secara struktural memiliki sejumlah organel pada sitoplasmanya. Organel tersebut memiliki fungsi yang sangat khas yang berkaitan satu dengan yang lainnya dan berperan penting untuk menyokong fungsi sel. Organisme yang memiliki tipe sel ini antara lain hewan, tumbuhan, dan jamur baik multiseluler maupun yang uniseluler.

Tipe sel eukariotik pada tumbuhan sedikit berbeda dengan pada hewan. Pada sel hewan, pada bagian luar sel tidak ditemukan adanya dinding sel, sebaliknya pada tumbuhan dan jamur ditemukan adanya dinding sel. Walaupun demikian dinding sel tumbuhan dan sel jamur secara kimiawi berbeda penyusunnya. Pada jamur didominasi oleh chitin sedangkan pada tumbuhan selulosa. Pada tumbuhan ditemukan adanya organel kloroplas sedangkan pada jamur dan hewan tidak ditemukan. Selain perbedaan tersebut pada dasarnya baik sel hewan, tumbuhan, dan jamur memiliki struktur yang serupa.

Gambar 3. Sel hewan, tampak dalam gambar di atas struktur sel hewan yang memiliki system endomembran sehingga pada sel tipe ini ditemukan berbagai organel pada sitoplasmanya. Pada gambar tampak organel badan Golgi (apparatus Golgi), RE (kasar dan halus), mitokondria, dan peroksisom (bagian dari badan mikro), selain itu tampak adanya ribosom, sentriol, dan sitoskeleton yang memiliki peran penting di dalam sel.

Gambar 4. Sel tumbuhan, tampak dalam gambar di atas struktur sel tumbuhan yang memiliki sistem endomembran sehingga pada sel tipe ini ditemukan berbagai organel pada sitoplasmanya. Pada gambar tampak organel kloroplas, hanya terdapat pada tumbuhan, selain organel yang serupa ditemukan pada sel hewan. Selain itu tampak adanya beberapa bagian sel yang hanya dimiliki oleh tumbuhan seperti : dinding sel dan plasmodesmata.

Membran sel

Membran sel tersusun oleh lipoprotein. Struktur umumnya dapat dilihat pada Gambar 5. Membran sel membatasi segala kegiatan yang terjadi di dalam sel sehingga tidak mudah terganggu oleh pengaruh dari luar

Sitoplasma

Sitoplasma merupakan zat yang terdapat di antara inti sel dan membran plasma. Organel-organel tersebut memiliki struktur dan fungsi masing-masing yang khas yang membentuk satu kesatuan untuk mendukung aktivitas sel. Vakuola pada tumbuhan berfungsi antara lain tempat penyimpanan cadangan makanan.

Retikulum Endoplasma (RE).

Retikulum endoplasma merupakan membrane lipoprotein pada sitoplasma yang terdapat antara membran inti dan membran sitoplasma. Ada dua macam RE. RE ganuler (RE kasar) bila pada permukaan membran RE ini menempel ribosom. RE halus atau non granuler bila pada membran RE tidak ada ribosom.Fungsi organel ini memproses lebih lanjut protein, lipid atau bahan lainnya yang akan disekresikan sehingga produk yang dihasilkan sesuai dengan keperluannya. Dalam bentuk vesikula (gelembung) produk dari RE ditransportasi ke badan Golgi.

Gambar 6. Retikulum endoplasma. Tampak hasil gambar mikroskop elektron pada sisi kiri yang menunjukkan potongan RE dalam dua dimensi. Pada dasarnya RE merupakan struktur tertutup dari sitoplasma

Badan Golgi

Badan Golgi (bahasa Inggris: golgi apparatus, golgi body, golgi complex atau dictyosome) adalah organel yang dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.Badan Golgi berfungsi menghasilkan sekret berupa butiran getah, lisosom primer, menyimpan protein dan enzim yang akan disekresikan. Pada sel tumbuhan badan Golgi disebut diktiosom. Organel ini menerima bahan, diolah dan akan disekresikan, dari RE.

Lisosom

Lisosom terdapat pada sel hewan, bentuknya seperti bola dan ukuran diameternya kurang lebih 500nm. Lisosom mengandung enzim yang berfungsi untuk mencernakan bahan makanan yang masuk ke dalam sel baik secara pinositis (makanannya berupa cairan) maupun secara fagositis (makannya berupa padat).

Ribosom

Ribosom merupakan komponen penting di dalam sel. Ukurannya berkisar 20-25 nm. Ribosom tersusun dari RNA dan protein, terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Sub unit besar dan sub unit kecil akan bergabung bila ribosom sedang menjalankan fungsinya yaitu sintesis protein.

Badan Mikro

Badan mikro dibedakan dua kelas utama, yaitu peroksisom dan glioksisom. Peroksisom mengandung enzim katalase dan oksidase terdapat pada hewan dan tumbuhan. Sedangkan glioksisom umum terdapat pada endosperm biji dan berperan dalam perkecambahan selain mengandung katalase dan oksidase mengadung sebagian atau seluruh enzim daur glioksilat (proses pembentukan sumber energi untuk pertumbuhan dari lemak). Secara umum badan mikro berfungsi di dalam mengoksidasi lemak sebagai sumber energi.

Dinding Sel.

Dinding sel hanya terdapat pada tumbuhan dan jamur. Fungsi dinding sel yaitu melindungi sitoplasma dan membran sitoplasma. Pada beberapa sel tumbuhan sel yang satu dengan sel yang lainnya dihubungkan dengan suatu celah yang disebut plasmodesmata.

Nukleus (Inti Sel)

Nukleus Bagian-bagian inti sel terdiri dari membran inti, nukleoplasma (kariolimp) dan kromosom, serta nukleolus. Membran inti memisahkan inti sel dan sitoplasma. Membran inti terdiri atas dua lapisan membran dan pada daerah-daerah tertentu terdapat pori-pori yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya bahan kimia.

Sitoskeleton

Sitoskeleton merupakan rangka sel. Sitoskleleton terdiri dari 3 macam yaitu : mikrotubul, mikrofilamen, dan filamen intermediet. Mikrotubul tersusun atas dua molekul Protein tubulin yang bergabung membentuk tabung. Fungsi mirkotubul memberikan ketahanan terhadap tekanan pada sel, perpindahan sel (pada silia dan flagella), pergerakan kromosom saat pembelahan sel (anafase), pergerakan organel, membentuk sentriol pada sel hewan. Mikrofilamen merupakan filament protein kecil yang tersusun atas dua rantai protein aktin yang terpilin menjadi satu. Mikrofilamen memiliki fungsi memberi tegangan pada sel, mengubah bentuk sel, kontraksi otot, aliran sitoplasma, perpindahan sel (misalnya psudopodia) dan pembelahan sel.

C. Mitokondria dan Kloroplas sebagai organel pembangkit energi

1. Mitokondria

Mitokondria hati umumnya mempunyai lebar kira-kira 0,5 – 1,0 um dan panjang kira- kira 3,0 um. Mitokondria dibatasi oleh dua membran yaitu membran luar dan membran dalam. Struktur morfologi yang paling bervariasi adalah krista. Dalam satu sel tertentu Krista biasanya seragam dan khas bagi sel itu. Dalam tipe-tipe sel yang berbeda, bentuk Krista sangat berbeda. Sebagian besar mitokondria mempunyai krista seperti lamela atau seperti tubul.

Mekanisme transkripsi dan translasi di dalam mitokondria bergantung kepada genetic inti. Bahan- bahan tertentu seperti rRNA, tRNA dan mRNA tidak bergantung kepada inti. Tetapi, protein tertentu ditentukan oleh inti seperti protein ribosom, RNA polimerase, DNA polimerase, tRNA aminoasil sintetase dan faktor- faktor sintesis protein. Fenomena yang menarik adalah bahwa mtDNA tidak dapat diekspresi dan direpllikasi tanpa bantuan inti.

2. Kloroplas

Sel sebagian besar tumbuhan tinggi umumnya mengandung antara 50 – 200 kloroplas. Kalau dilihat dari samping bentuknya seperti lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan permukaan lain cekung, datar atau cembung.