STRUKTUR DASAR SEL . docx

1

BAB I
STRUKTUR DASAR SEL
A. PENDAHULUAN
Sel merupakan unit materi paling sederhana yang dapat melangsungkan proses
kehidupan. Sel adalah kumpulan protoplasma yang dibatasi oleh membran. Istilah sel (dari
bahasa Yunani, yaitu Cella atau Cellula yang berarti ruang atau kamar kecil). pertama
kali diperkenalkan oleh Robert Hooke (1665) melalui pengamatannya pada sumbat
gabus dengan menggunakan mikroskop cahaya sederhana. Sel merupakan massa
protoplasma yang berbatas membran.

Marcello Malphigi (1628-1694), orang

pertama yang menggunakan mikroskop dalam mengamati sayatan jaringan pada
organ-organ tertentu. Dari hasil pengamatannya, dia menyimpulkan bahwa jaringan
tersusun atas unit-unit struktural yang ia sebut utricles. Anthony van Leeuwenhoek
(1632-1723), orang pertama yang meneliti berbagai objek sederhana seperti bakteri,
dan protozoa. Robert Brown (1773-1858), melaporkan bahwa sel-sel mengandung
struktur dalam yang konstan yang disebut inti. Johannes E. Purkinye (1787-1869),
memperkenalkan istilah protoplasma.

Mathias J. Schleiden (1804-1882), melaporkan bahwa tubuh tumbuhan
tersusun atas sel. Theodore Schwann (1810-1882) melaporkan bahwa tubuh hewan
tersusun atas sel. Dari kedua pernyataan tersebut, melahirkan suatu slogan yang
populer dengan istilah Teori Sel (Sheeler & Bianchi, 1983; Villee et al., 1985). Secara
sederhana teori sel menyatakan bahwa sel merupakan kesatuan struktural makhluk
hidup, sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup, dan sel merupakan
kesatuan hereditas dari makhluk hidup. Teori sel mengandung makna (Villee et al.,
1985), yaitu: (1) Semua makhluk hidup terdiri atas sel, (2) Sel yang baru dibentuk,
berasal dari pembelahan sel sebelumnya, (3) Semua sel memiliki kemiripan yang
mendasar dalam hal komposisi kimia dan aktivitas metabolismenya, dan (4) Aktivitas
dari suatu organisme dapat dimengerti sebagai aktivitas kolektif, dan interaksiinteraksi dari unit-unit seluler bergantung satu dengan yang lainnya. Rudolf Virchow

2

(1821-1902) mengemukakan bahwa semua sel berasal dari sel yang telah ada
sebelumnya (omnis cellulae e cellula) (Sheeler & Bianchi, 1983). Pada tahun 1861,
W. Schultze menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik dari
kehidupan. Protoplasma adalah substansi hidup yang berbatas membran dimana di
dalamnya terdapat inti atau nukleus (Karp, 1984).
Keseluruhan isi sel biasa disebut Protoplas, sedangkan zat di dalam sel yang

merupakan koloid berstruktur-kompleks disebut Protoplasma (dari bahasa Yunani protas
yang berarti pertama dan plasma yang berarti pembentukan). Dengan demikian, secara
harfiah protoplasma berarti pembentukan yang pertama (De Robertis et. al. 1975).
Protoplasma terutama terdiri atas 5 substansi dasar yaitu elektrolit, protein,
lipida, karbohidrat, dan air. Pada sel hewan dan tumbuhan, protoplasma mengandung
sekitar 75-85% air, 10-20% protein, 2-3% lipid, 1% karbohidrat, dan 1% zat
anorganik lainnya. Pada sel eukariota, bagian dari cairan sel yang terdapat di antara
selaput inti (nuclear envelope) dengan membran plasma disebut sitoplasma,
sedangkan cairan sel yang terdapat di dalam selaput inti disebut nukleoplasma.
Di alam dikenal dua tipe sel berdasarkan ada tidaknya selaput inti, yaitu sel
prokariota dan sel eukariota. Sedangkan berdasarkan cara sel untuk mendapatkan
energi dari lingkungan sekitarnya, dikelompokkan menjadi dua, yaitu sel autotrofik
dan sel heterotropik (De Robertis et al., 1975). Istilah sel prokariota berasal dari bahasa
Yunani, yaitu Pre yang berarti sebelum, karyon yang berarti inti dan ta yang berarti
kelompok mahluk. Dengan demikian, sel prokariota berarti kelompok mahluk yang
mempunyai sel dengan inti yang belum sempurna. Sel prokariota meliputi + 3000 spesies.
Meliputi dua kelompok besar, yaitu bakteri dan algae biru-hijau atau Cynaobacteria
(Sheeler dan Bianchi, 1983). Selain itu, juga dikenal satu bentuk bakteri yang tidak
memiliki dinding sel, yaitu mikoplasma yang lebih dikenal dengan nama Pleuro
Pneumonia Like Organism atau PPLO (De Robertis et al., 1975).

B.

Sel Eukariota

3

Sel eukariota adalah sel di mana materi genetiknya terkemas dalam suatu badan yang
disebut inti dan dilindungi oleh suatu pembungkus yang dinamakan selaput inti (nuclear
envelope). Dalam tahap perkembangannya, pengamatan terhadap struktur sel menjadi
sangat kompleks, terlebih setelah ditemukannya mikroskop elektron oleh Knoll dan Ruska
pada tahun 1932 (Karp, 1984). Dengan ditemukannya mikroskop elektron, maka kini
pengamatan terhadap struktur sel telah sampai pada tingkat ultra struktur.
Struktur dasar sel pada hewan dan tumbuhan pada dasarnya memiliki pola umum
yang sama. Namun, dalam beberapa hal terdapat perbedaan (Villee et al, 1985), seperti
tampak pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Perbedaan struktur antara sel hewan dan sel tumbuhan
No.

Organel

1.
2.
3.

Dinding Sel
Kloroplas
Vakuola

4.
5.
6.

Sentriol
Lisosom
Silia

Sel Hewan

Sel Tunggal

Tidak Ada
Tidak Ada
Tidak ada, kalaupun ada
Ukurannya kecil
Ada
Ada
Ada

Ada
Ada
Ada, Vakuola sentral
Yang besar
Tidak Ada
Tidak Ada
Tidak Ada

Gambar 2..5 Struktur sel hewan (Campbell and Mitchell, 2002).

4

Gambar 2..5 Struktur Sel Tumbuhan (Campbell and Mitchell, 2002).

Untuk melaksanakan fungsinya dengan baik efisien, maka
dilengkapi dengan berbagai komponen yang memungkinkan
berbagai aktifitas sel dapat dilangsungkan. Secara umum, struktur
dasar sel terdiri atas dinding sel, membran sel, retikulum endoplasma,
badan golgi, lisosom, mikrobodi, mitokondria, kloroplas, ribosom,
nukleus, mikrotubul dan mikrofilamen, sentriol, silia dan flagel. Tidak
semua sel memiliki komponen-komponen tersebut diatas, tergantung
pada tipe selnya.

(a)

(b)

Gambar 2.6. Silia sel trakea (a) diambil dengan TEM, dan (b) diambil dengan SEM

5

(Campbell dan Mitchel, 2000)

1. Dinding Sel
Dinding sel hanya dijumpai pada sel tumbuhan. Dinding sel berfungsi sebagai
penyokong mekanik dan memberi bentuk pada sel. Pada kondisi tertentu, dinding sel
berperan untuk melindungi sel agar tidak mengalami lisis. Dinding sel tumbuhan terutama
tersusun atas selulosa, hemiselulosa, dan polisakarida pektat. Secara umum, dinding sel
pada tumbuhan terdiri atas dua, yaitu dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Diantara
dinding primer dari suatu sel dengan dinding primer dari sel yang bertetangga terdapat
lamella tengah. Dinding sekunder terdiri atas tiga lapis, yaitu lapisan dalam (S3), lapisan
tengah (S2), dan lapisan luar (S1) (Thorpe, 1984)

Gambar 2.6 Model Dinding Sel Tumbuhan (Thorpe, 1984).
Dinding sel biasanya bersifat kaku. Namun demikian, bukanlah merupakan
pemisah secara absolut antara isi sel dengan lingkungan sekitarnya. Hal tersebut
disebabkan karena pada dinding sel terdapat suatu saluran yang menghubungkan antara
satu sel dengan sel lainnya. Penghubung tersebut dinamakan plasmodesma-ta, berperan
dalam melayani sirkulasi bahan-bahan interseluler Selain palsmodesmata, pada dinding sel
tumbuhan misalnya sel-sel xylem dan floem, terdapat lubang-lubang halus atau lubanglubang besar yang dapat menghubungkan antara dua sel yang bertetangga (gambar 2.7)
Gambar 2.7. Lubang-lubang Besar Pada Xylem (Thorpe, 1984).

6

2. Membran plasma
Membran prlasma secara fisik memisahkan sitoplasma dan organel-organel
seluler dari lingkungan sekitarnya. Semua materi yang masuk dan keluar dari sel harus
melewati membran plasma. Membran plasma bekerja sebagai sebuah rintangan
semipermiabel di mana berlangsung difusi secara selektif, transpor aktif, pinositosis,
fagositosis dan komunikasi antara si penerima dan penyampai rangsangan, dan tempat
berlangsungnya sejumlah reaksi-reaksi kimia.
Membran plasma terutama tersusun atas lipida dan protein. Lipida membran
terutama terdiri atas fosfolipida, glikolipida, dan sterol. Molekul-molekul lipida bersifat
anfifatik, artinya setiap molekul mengandung komponen yang bersifat hidrofobik dan
hidrofilik.
Protein membran adalah protein globular yang tertanam atau mengapung dalam
matriks cair. Protein-protein yang terdapat pada membran plasma mempunyai peranan
yang sangat penting dalam hal :
1. Memberikan kekuatan struktural pada membran;
2. Bekerja sebagai enzim untuk melangsungkan berbagai jenis reaksi-reaksi kimia;
3. Bekerja sebagai protein pembawa (carrier) untuk transpor material melalui membran;
4. Bekerja sebagai protein saluran;

5. Menguraikan zat lipida, oleh sebab itu membentuk pori membran.
Pada membran plasma, juga terkandung karbohidrat dalam jumlah sedikit.
Karbohidrat biasanya dalam bentuk glikoprotein dan glikolipida. Membran plasma pada
sel-sel jaringan biasanya mengalami modifikasi-modifikasi tertentu membentuk sejumlah
tonjolan-tonjolan yang disebut mikrovili, misalnya mikrovili pada sel-sel epitel usus halus
(Sheeler & Bianchi, 1983). Mikrovili berperan meningkatkan luas permukaan sel dan
untuk meningkatkan pelaluan materi melintasi membran plasma. Membran plasma antara
satu sel dengna sel lainnya dapat saling berhubungan melalui suatu struktur khusus yang
disebut junction, misalnya tigh junction,gap junction, dan desmosom (Albert et. Al, 1983;
Karp, 1984).

7

Gambar 2.8. Struktur Membran Sel (Campbell dan Mitchell, 2002).
3. Retikulum Endoplasma
Di dalam sitoplasma sel, terdapat jalinan saluran-saluran yang berbatas
membran dan saling beranastomosis dan secara kolektif disebut retikulum
endoplasma. Membran retikulum endoplasma membagi sitoplasma menjadi dua fasa,
yaitu (i) fasa luminal atau fasa intra cisternal dan (ii) fasa hyaloplasmik atau fasa
sitosol. Fase luminal terdiri dari materi yang terdapat di dalam sisterna retikulum

endoplasma. Retikulum endoplasma yang pada permukaan hyaloplamiknya terdapat
ribosom disebut retikulum endoplasma halus atau licin. Setiap bagian dari retikulum
endoplasma dapat berhubungan dengan membran plasma dan selaput inti (Sheeler &
Bianchi, 1983). Ribosom adalah partikel nukleoprotein tempat berlangsungnya
reaksi-reaksi sintesis protein (Thorpe, 1984).
Retikulum endoplasma berperan di dalam mekanisme detoksifikasi, ikut terlibat
di dalam sintesis lemak, steroid dan metabolit molekul-molekul kecil. Selain itu,
berperan dalam sintesis protein dengan adanya ribosom pada permukaan
membrannya untuk disekresikan dari sel.

8

Gambar 2.9. Model Retikulum Endoplasma Kasar (Sheeler & Bianchi, 1983)
4. Badan Golgi
Badan golgi sering disebut apparatus golgi. Terdiri atas sisterna-sisterna halus yang
biasanya ditumpuk bersama-sama dalam arah yang paralel. Kompleks golgi biasanya
dikelilingi oleh vesikula-vesikula dengan berbagai ukuran yang dilepaskan dari bagian tepi
kompleks golgi. Beberapa fungsi kompleks golgi adalah memodifikasi produk sekresi;
sekresi enzim-enzim, khususnya lipoprotein pada sel produk sekresi; glikoksilasi proteinprotein yang di sintesis oleh retikulum endoplasma kasar; pembuatan membran untuk
vesikula yang dikeluarkan dari permukaan matang; dan proliferasi membran plasma

dengan menambahkan bahan-bahan membran untuk organel-organel intraseluler dan
membran plasma (Sheeler & Bianchi, 1983).

Gambar 2.10. Struktur badan golgi (Sheeler & Bianchi, 1983)
5. Lisosom

9

Pada umumnya sel-sel mengandung struktur berbentuk vesikula yang
ukurannya lebih kecil daripada mitokondria dan disebut lisosom. Permukaan lisosom
dibatasai oleh suatu membran tunggal dan mengandung sejumlah enzim-enzim
hidrolase yang mampu mencerna protein, asam nukleat, polisakarida, dan bahanbahan lain. Dibawah kondisi normal, aktivitas enzim-enzim tersebut terbatas pada
bagian dalam dari lisosom. Akan tetapi, jika membran lisosom pecah, maka enzimenzim dilepaskan dan dapat menghancurkan sel. Lisosom bertanggungjawab untuk
pencernaan intraseluler dari partikel-partikel yang dimakan oleh sel selama
endositosis (Sheeler & Bianchi, 1983).
6. Mitokondria
Di dalam sitoplasma, terdapat sejumlah organel-organel berbentuk vesikula
lonjong yang disebut mitokondria. Setiap mitokondria dibatasi oleh dua membran,
yaitu membran luar dan membran dalam. Pada membran dalam, terdapat sejumlah
lipatan-lipatan yang disebut krista yang menambah luas daerah permukaan membran
dalam. Ruang yang terdapat diantara krista mitokondria disebut matriks. Pada
mitokondria berlangsung sejumlah fungsi-fungsi metabolik, meliputi produksi energi
dari metabolisme karbohidrat dan lipida (Sheeler & Bianchi, 1983).

Gambar 2.11. Struktur Mitokondria (Sheeler & Bianchi, 1983).
7. Mikrobodi
Mikrobodi terdapat pada sel hewan maupun tumbuhan. Ada dua jenis
mikrobodi, yaitu peroksisom dan glioksisom. Organel-organel ini dibatasi oleh
membran tunggal dan mengandung sejumlah enzim-enzim yang berfungsi dalam
metabolismehidrogen peroksida dan asam glioksilat. Secara umum, mikrobodi
berfungsi untuk reaksi-reaksi oksidasi yang dilakukan oleh flavin oksidase dan

10

katalase, metabolisme d-asam amino, serta membantu mitokondria didalam
metabolisme lemak.
8. Kloroplas
Kemampuan untuk menggunakan cahaya sebagai sumber energi untuk sintesis
karbohidrat dari air dan karbon dioksida merupakan ciri khusus dari setiap sel
tumbuhan. Proses tersebut dinamakan fotosintesis dan berlangsung didalam organel
yang disebut kloroplas. Kloroplas memiliki struktur yang agak lonjong dan dibatasi
oleh membran luar dan di dalamnya terdapat membran-membran internal.
Secara internal, kloroplas terdiri atas rangkaian-rangkaian membran yang
tersusun berupa lempeng-lempeng paralel yang disebut lamella dan didukung oleh
suatu matriks yang bersifat homogen yang disebut stroma Membran-membran yang
tersusun berupa kantong-kantong tipis disebut tilakoid yang mengandung klorofil dan
dapat menumpuk satu dengan yang lainnya membentuk struktur yang disebut
grana.Membran lamella yang menghubungkan grana disebut lamella stroma
(Sheeler & Bianchi, 1983).

Gambar 2.12. Struktur kloroplas (Thorpe, 1984)
9. Nukleus (Inti sel)
Ukuran nukleus relatif besar dan dengan mudah dibedakan dari struktur yang lain.
Nukleus tidak selalu terdapat pada bagian tengah sel, misalnya pada sel-sel otot rangka,
nukleus terdapat pada bagian perifer. Kandungan nukleus terpisah dari sitoplasma oleh dua
membran yang secara bersama-sama membentuk selaput inti (nuklear envelope) atau
sering disebut membran inti. Pada tempat-tempat tertentu membran luar dari selaput inti
berfusi dengan membran dalam dan membentuk pori inti. Sitosol dan nukleoplasma secara

11

terus menerus tetap berhubungan melalui pori inti. Biasanya pori inti dikelilingi oleh
granula-granula dan secara bersama-sama membentuk kompleks pori. Membran luar inti
mempunyai ribosom yang dilekatkan pada permukaan hyaloplasmik dan juga dapat
membentuk hubungan yang bersambungan dengan membran retikulum endoplasma.
Ruang diantara membran luar dan membran dalam inti disebut ruang perinukleus. Di
dalam inti terdapat anak inti atau nukleolus (Sheeler & Bianchi, 1983; Junqueira &
Carneiro, 1980; Thorpe, 1984).
10. Vakuola
Vakuola dibatasi oleh membran tunggal dan dibentuk oleh penggabungan vakuolavakuola sederhana selama pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Vakuola berperan
sebagai tempat penyimpanan air dan produk-produk sel atau metabolit-metabolit
intermediat (Sheeler & Bianchi, 1983). Vakuola mengisi kurang lebih 90% dari volume sel
tumbuhan dewasa. Vakuola berisi cairan dan dibatasi oleh membran yang disebut toboplas
mengandung bermacam-macam substansi organik dan anorganik. Substansi organik
misalnya gula, protein, asam-asam organik, fosfatida, tannin, dan pigmen flavonoid.
Sedangkan substansi anorganik misalnya kalsium oksalat.
Sel meristematik memiliki banyak vakuola-vakuola sederhana. Mengikuti
pertumbuhan dan differensiasi sel, vakuola-vakuola sederhana bergabung satu dengan yang
lainnya membentuk vakuola sentral yang besar (Fahn, 1970).
11. Flagella dan Silia
Umumnya sel-sel yang dapat hidup bebas seperti protozoa dan mikroorganisme
lainnya mempunyai organel lokomotor yang menonjol pada permukaan selnya. Organel
tersebut dinamakan flagella dan atau silia. Sel-sel pada jaringan organisme multiseluler
juga dapat memiliki silia, tetapi mereka digunakan untuk menggerakkan substrat melintasi
permukaan sel, seperti mukus pada saluran pernafasan atau sel telur selama melintasi tuba
fallofii. Jadi peran silia pada organisme multiseluler bukan untuk pergerakan sel. Organelorganel disebut silia bila lebih pendek dan terdapat dalam jumlah yang banyak, sedangkan
flagella jika panjang dan jumlahnya sedikit. Setiap silia atau flagella dibungkus oleh
perpanjangan membran plasma. Secara internal, organel-organel tersebut mengandung
mikrotubul dengan susunan yang spesifik membentuk basal body atau kinetosoma. Basal
bodi terdiri atas dua mikrotubul pusat dan sembilan pasang mikrotubul perifer (Sheeler &
Bianchi, 1983).
12. Sentriol
Sentriol merupakan struktur berbentuk silindris dengan diameter 0.15 nm dan
panjang 0.3-0.5 nm dan terutama terdiri atas mikrotubulus yang tersusun dengan sangat
teratur. Sentriol terdapat sepasang pada sel yang sedang tidak membelah. Sedangkan pada
sel yang akan membelah, setiap sentriol akan membentuk sentriol baru sehingga terdapat

12

dua pasang sentriol. Pada sel yang sedang membelah sentriol membentuk kumparan
mitosis yang mengandung mikrotubuli yang berfungsi untuk menggerakkan kromosom
selama mitosis. Umumnya sentriol ditemukan dekat inti.
C.

Sel Autotrofik dan Sel Hetertrofik

Sel autotrofik adalah sel yang memiliki kemampuan untuk memproses zat anorganik
menjadi zat organik dengan menggunakan energi yang langsung didapatkan dari sinar
matahari atau pemecahan bahan kimia yang terdapat di alam. Sel autotrofik terdiri atas selsel prokariota dan sel-sel eukariota fotosintesis. Sel prokariota fotosintesis meliputi
organisme sejenis bakteri fotosintesis maupun cyanobacteria. Keduanya mengandung
pigmen fotosintesis yang terdapat di dalam membran selnya. Pigmen fotosintesis yang
terdapat pada bakteri yaitu bakterioviridin atau lebih dikenal dengan bakterioklorofil dan
bakteriopurpurin.
Pada bakteri yang memiliki pigmen fotosintesis, proses fotosintesis dapat
berlangsung dengan menggunakan energi matahari secara langsung. Bakterioklorofil pada
bakteri sama dengan klorofil a yang terdapat pada tumbuhan (Sheeler & Bianchi, 1983).
Pada bakteri, proses fotosintesis berlangsung dalam sistim lamella membran yang disebut
chromatofor. Chromatofor mengandung pigmen untuk reaksi-reaksi fotokimia (Sheeler &
Bianchi, 1983).
Perbedaan yang paling penting antara tumbuhan dengan bakteri fotosintesis adalah
air tidak digunakan untuk mereduksi dan oksigen bukan sebagai hasil akhir. Dikenal ada
dua kelompok bakteri yang dapat melaksanakan fotosintesis yaitu bakteri hijau dan bakteri
ungu. Organisme tersebut memanfaatkan H2S dan menghasilkan sulfur dan sulfat (Sheeler
& Bianchi, 1983). Pada bakteri ungu sulfur, reaksinya adalah sebagai berikut :

6 CO2 + 12 H2S

Energi cahaya
---------------------- C6H12O6 + 6 H2O + 12 S
Bakterioklorofil

Selama proses fotosintesis, sulfur diakumulasikan sebagai granula-granula dan dapat
metabolisme lebih lanjut.
Pada bakteri ungu non sulfur, ia menggunakan komponen organik lainnya seperti
asam asetat sebagai donor elektron. Asam asetat dioksidasi secara anaerobik melalui reaksireaksi daur Krebs. Asam asetat juga dapat direduksi menjadi asam hidroksibutirat.
Beberapa bakteri ungu sulfur dan non sulfur dapat menggunakan molekul hidrogen untuk
mereduksi CO2 atau asam asetat (Sheeler & Bianchi, 1983) dengan persamaan reaksi
sebagai berikut :

13

6 CO2 + 12 O2

dan

----------------------- C6H12O6 + 6 H2O + 12S

O

O

2 CH3-C + H2 ------------ CH3-CH-CH2-C
OH

+ 2 H 2O
OH

Pada bakteri nitrogen, ia dapat menggunakan molekul NH3 yang
terdapat di dalam tanah atau secara langsung mengikat N2 dari
udara, proses tersebut dinamakan kemosintesis dengan reaksi
sebagai berikut :
N2 + 3 H 2

-----------

2 NH3 + Energi

Atau
2 NH3 + O2

--------------- 2 HNO2 + 2 H2O + Energi

Sel eukariota fotosintesis meliputi berbagai jenis tumbuhan mulai dari algae
bersel tunggal hingga tumbuhan tinggi. Pada sel eukariota fotosintesis terdapat organel
khusus yang disebut kloroplas yang mengandung pigmen fotosintesis yaitu klorofil. Reaksi
umum fotosintesis pada tumbuhan adalah sebagai berikut :
6 CO2 + 6 H2O

Energi cahaya
---------------------- C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Bakterioklorofil

Setiap jenis pigmen yang terdapat pada bakteri dan tumbuhan memiliki
kemampuan untuk mengabsorbsi cahaya dengan panjang gelombang yang
tertentu (tabel 2.2).
Tabel 2.2 Absorbsi maksimum pigmen-pigmen pada tumbuhan dan bakteri
(Sheeler & Bianchi, 1983).
Pigmen
Klorofil a

Panjang gelombang (nm)
Terdapat pada
430,670
Semua tumbuhan hijau

Klorofil b

455,640

Tumbuhan tinggi dan algae
hijau

14

Klorofil c

455,625
Diatom, algae biru

Bakterioklorofil

365,605,770
Bakteri ungu dan hijau

Karoten

420,440,470
Daun-daun, beberapa algae

b-Karoten

425,450,480

Karoten

440,460,495

Luteol

425,445,475

Beberapa tumbuhan
Beberapa tumbuhan
Daun-daun hijau, algae merah
dan biru
Violaxanthol

425,450,475
Beberapa daun

Fucoxanthol

425,450,475

Phycoerithrin

490,546,576

Diatom, algae biru
Algae merah dan algae biru
Hijau
Phycocyanin
Allophycoxanthi
n

618
Algae merah dan algae biru
hijau

654

Algae merah dan algae biru
hijau
Sel heterofik adalah semua sel yang memperoleh energi dengan cara
memecahkan substrat makanan. Terdiri atas sel heterotrofik prokariota dan sel
heterotrofik eukariota. Sel hetetrofik prokariota meliputi semua jenis bakteri non
fotosintesis. Sedangkan sel hetetrofik eukariota meliputi semua jenis hewan, termasuk
manusia. Pada manusia, untuk mendapatkan energi, ia harus memecahkan zat-zat
makanan seperti glukosa menjadi CO2 dan H2O dengan reaksi sebagai berikut :
C2H12O6 + 6 O2

-----------

6 CO2 + 6 H2O + Energi

Pada Asetobacter, energi diperoleh dengan cara memecah etanol
menjadi asam cuka dan air dengan reaksi sebagai berikut :
CH3CH2OH + O2

----------

CH3COOH + H2O + Energi

15

Berbeda dengan sel heterotrofik prokariota, sebagian besar pemecahan dan
penyimpanan energi pada sel heterotrofik eukariota berlangsung di dalam suatu
struktur internal sub seluler yang dikenal dengan nama mitokondria (De Robertis et
al., 1975).
D.

Perbandingan Sel Prokariota dan Eukariota

Perbandingan struktur antara sel prokariota dengan sel eukariota secara
sederhana ditunjukkan pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Perbandingan struktur antara sel Prokariota dan sel eukariota (Keeton,
1980; Weler, 1982, Karp, 1984, Torpe, 1984, Villee et. Al. 1985).
Karakteristik
Dinding sel

Sel Prokariota
Pada umumnya ada dan secara
Kimia heterogen

Set Eukariota
Hanya terdapat pada sel tumbuhan
dan secara kimia homogen

Membran
plasma

Ada

Ada

Umumnya tanpa sterol

Ada sterol

Sebagai barrier semipermiabel
dan sebagai tempat ber
angsungnya
reaksi-reaksi
kimia yang menghasilkan
energi menggantikan fungsi
organel

Sebagai barrier semipermiabel,
tetapi
reaksi-reaksi
yang
menghasilkan energi berlangsung
didalam organel mitokondria.

Nukleulus

Tidak ada

Ada

Nukleus

Tidak ada

Ada

Karakteristik
DNA

Sel Prokariota
Telanjang

Kromosom

Tidak
protein

Set Eukariota
berkombinasi

dengan

Informasi genetik lebih sedikit

Informasi genetik lebih kompleks

Tunggal, bebas dalam sitoPlasma, hanya tersusun atas

Multiple, tersusun atas asam –
nukleat dan protein

16

Asam nukleat
Ribosom

Hanya satu tipe, kecil

Ada dua tipe, besar dan kecil

Flagella

Jika ada tidak mengandung
mikrotubul

Jika ada mengandung mikrotubul

Sederhana, suatu agregatProtein

Kompleks

Gerak amuboid

Tidak dapat berlangsung

Dapat berlangsung

Badan golgi

Tidak ada

Ada

RetikulumEndoplasma

Tidak ada

Ada

Lisosom

Tidak ada

Ada

Mikrobodi

Tidak ada

Ada

Mitokondria

Tidak ada
Ada
Fungsi mitokondria diambil
alih oleh oleh membran plasma

Apparatus
Fotosintesis

Dapat memiliki pigmen fotoSintesis (klorofil) dan sejenisnya tetapi tidak terdapat di
dalam kloroplas

Hanya terdapat pada sel tumbuhan
Pigmen fotosintesis terdapat –
didalam kloroplas.

Pembelahan

A mitosis

Mitosis dan miosis

Organel tanpa
komponen
membran

Ada, hanya ribosom

Ada, terdiri atas mikrotubul mikrofilamen, filamen intermediat,ribosom

Karakteristik
Sitoplasma

Sel Prokariota
Tidakm mengandung organelorganel berbatas membran

Set Eukariota
Mengandung organel berbatas
membran

17

Mesosom

Ada

Tidak ada

Sistim saluran
dan vesikula

Tidak ada pada bakteri dan
algae biru-hijau

Membran sitoplasma membentuk
Sistim saluran yang saling berhubungan dengan vesikula-vesikula
yang
membawa
substansisubstansi dari suatu bagian sel ke
bagian lainnya, dan dari bagian
dalam sel ke lingkungannya.

Komunikasi
intra sitoplasma

Kurang penting

Sangat penting

Reproduksi

Umumnya sebagai organisme
aseksual. Fenomena seksual
hjanya diistilahkan dengan
konyugasi

Sebagai organisme seksual dan
aseksual

Duplikasi
kromosom

Diduplikasi sebelum pembelahan, kemudian dipisahkan ke
dalam dua sel anak tanpa melalui proses miosis atau mitosis.
Duplikat kromosom dilekatkan pada membran sel dan
dipisahkan melalui pertumbuhan membran sel diantara dua
titik perlekatan. Kondensasi
kromosom dan spindel mitosis
tidak ada.

Duplikasi pada periode diantara
mitosis. Kromosom yang didupliKasi mengalami proses kondenSasi sebelum dipisahkan dan –
Duplikat-duplikat kromosomditarik oleh spindel mitosis yangmengandung mikrotubul selama
mitosis.

Vakuola

Tidak ada

Ada, biasanya pada tumbuhan
dewasa dan pada sel hewan kecil
atau tidak ada.

Sentriol

Tidak ada

Ada pada sel hewan dan tidak ada
pada sel tumbuhan.

18

E.

Spesialisasi Sel

Sel merupakan sistim kompartemen yang sangat kompleks, di mana di
dalamnya berlangsung aktivitas metabolisme dengan sistim pengontrolan yang sangat
terkoordinasi antara satu sel dengan sel lainnya. Hal tersebut dimungkinkan
berlangsung, sebab sel pada organisme multiseluler mengalami spesialisasi struktural
dan fungsional.
Pada mulanya bentuk kehidupan di alam hanya merupakan sel-sel individual
yang soliter yang mengalami proses evolusi secara berangsur-angsur. Selama proses
tersebut, pola aktivitas fungsional sel mengalami pergeseran melalui serangkaian
proses differensiasi, baik secara biokimiawi, genetik maupun differensiasi secara
struktural dan fungsional. Hal differensiasi sel mengarah kepada spesialisasi sehingga
sel-sel dapat melaksanakan beberapa fungsi yang spesifik dengan efisiensi yang jauh
lebih besar.
Perubahan-perubahan morfologi selama differensiasi sel disertai dengan
perubahan-perubahan biokimiawi melalui proses sintesis sejumlah komponenkomponen organik sel, misalnya sintesis satu atau beberapa jenis protein tertentu
pada setiap sel yang mengalami differensiasi. Komponen-komponen organik yang di
sintesis misalnya protein aktin dan miosin pada sel-sel otot, atau enzim-enzim
pencernaan oleh sel-sel asinus pankreas.
Perubahan-perubahan yang dapat terjadi pada sel yang telah mengalami
differensiasi dapat berupa perubahan dari segi fungsi, struktur internal, ukuran,
kepekaan, motilitas, aktivitas mitosis dan sebagainya (tabel 2.4).
Tabel 2.4 Beberapa karakter sel yang berubah setelah mengalami differensiasi
(Spratt, 1971).
Karakteristik

Jenis Perubahan
Sebelum Differensiasi
Setelah Differensiasi

19

Fungsi
Bentuk
Struktur internal
Ukuran
Kepekaan
Motilitas
Aktivitas mitosis
Jumlah produk sel
Tipe produk sel
Metabolisme
Lingkungan mikro
Jumlah sel
Arsitektur jaringan
Kemampuan umum

Umum
Sederhana
Sederhana
Lebih seragam
Tinggi
Tinggi
Tinggi
Sedikit
Umum
Umum
Sederhana
Sedikit
Sederhana
Besar

Spesifik
Kompleks
Kompleks
Bervariasi
Kurang
Kurang
Kurang
Banyak
Spesifik
Spesifik
Kompleks
Banyak
Kompleks
Sederhana

Differensiasi seluler adalah spesialisasi sel. Pada awal perkembangannya, sel
tidak terspesialisasi untuk melaksanakan fungsi-fungsi khusus, namun tetap mampu
untuk melaksanakan aktivitas dalam batas-batas tertentu. Differensiasi seluler dibagi
menjadi dua, yaitu differensiasi intraseluler dan differensiasi interseluler (Spratt,
1971).
Differensiasi intraseluler meliputi perubahan-perubahan struktur atau fungsi
dari suatu sel setelah melewati waktu-waktu tertentu, misalnya pembentukan sel telur
dan sel sperma dan bak sel kelamin yang secara morfologis tidak terspesialisasi.
Differensiasi tipe ini berlangsung pada semua sel pada organisme multiseluler,
khususnya selama proses reproduksi dan regenerasi bagian-bagian tubuh yang hilang
(Spratt, 1971).
Differensiasi interseluler atau differensiasi dalam ruang adalah proses di mana
dua sel atau lebih menjadi berbeda satu dengan yang lain, misalnya titik tumbuh
tumbuhan, pembentukan jaringan pembuluh dalam batang tumbuhan, dan
pembentukan sel-sel darah di dalam sum-sum tulang hewan. Differensiasi interselular
hanya berlangsung pada bentuk kehidupan multiseluler dan tidak terjadi pada
organisme uniselluler (Spratt, 1971).

20

Setelah Anda Mempelajari modul – 2, Jawablah Pertanyaan Di bawah Ini.
Petunjuk Soal
Untuk Soal Nomor 1 s/d 30, Jawablah sambil membuka modul – 2 . Untuk soal
Nomor 1 s/d 30 berikutnya, Jawablah tanpa membuka modul Anda.
Pilihlah Salah Satu Jawaban yang Anda Anggap Paling Benar Berdasarkan Wacana
pada Modul-2.
1.

Sel merupakan kumpulan protoplasma yang berbatas ……….
a. Ribosom
c . Membran
b. Lisosom
d. Sitoplasma
e. Inti
2. Protoplasma terutama terdiri atas 5 substansi dasar yaitu, kecuali
…………
a. Protein
c. Karbohidrat
b. Vitamin
d. Air
e. Lipid
3. Sel eukariota, di mana materi genetiknya terdapat di dalam inti sel dan
sangat kompleks, terbungkus oleh suatu selaput yang dinamakan …..
a. Selaput inti
c. Ribosom
b. Sitoplasma
d. Nukleoplasma
e. Lisosom
f.
4. Pada skema sel bakteri dibawah ini, bagian yang menunjukkan
mesosom adalah nomor …….
Gambar :
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5

21

5.

6.

Struktur yang merupakan hasil pelipatan membran plasma pada bakteri
gram positif misalnya Bacillus Subtilis dinamakan …………..
a. Mesosom
c. Lamella Sitomembran
b. Selaput inti
d. Mitokondria
e. Ribosom
Menurut De Robertis (1975) sebuah sel harus memenuhi beberapa
kriteria, kecuali………..
a. Memiliki kromosom
c. Mengandung
materi
genetik
b. Memiliki membran plasma
d. Mengandung “mesin biosintesis” tempat di mana
sintesis
berlangsung.
e. Mengandung
berbagai
jenis RNA

7.

Pada skema sel algae biru-hijau diatas, no. 2 yang ditunjuk adalah :
a. Nucleoid
c. Ribosomes
b. Lamellasome
d. Cell Wall
e. Nucleoloid
8.

Dibawah ini struktur dasar sel yang tidak dimiliki oleh sel hewan adalah :
a. Sentriol
c. Silia
b. Lisosom
d. Kloroplas
e. Dinding Sel

22

9.

Struktur dasar sel yang berfungsi sebagai penyokong mekanik dan
memberi bentuk pada sel adalah :
a. Ribosom
c. Membran sel
b. Lisosom
d. Dinding sel
e. Mitokondria

10. Protein-protein yang terdapat pada membran plasma mempunyai
peranan yang sangat penting dalam hal seperti di bawah ini, kecuali
……..
a. Memberikan kekuatan struktural pada membran
b. Memodifikasi produk sekresi
c. Bekerja sebagai enzim untuk melangsungkan berbagai jenis reaksireaksi kimia.
d. Bekerja sebagai protein saluran.
e. Menguraikan zat lipida
11. Membran plasma pada beberapa sel-sel jaringan biasanya mengalami
modifikasi-modifikasi tertentu membentuk sejumlah tonjolan-tonjolan
yang disebut :
a. Mikrovili
c. Ribosom
b. Makrofag
d. Junction
e. Silia
12. Di dalam sitoplasma sel, terdapat jalinan saluran-saluran yang
berbentuk membran dan saling beranastomosis dan secara kolektif
disebut :
a. Membran plasma
c. Retikulum endoplasma
b. Ribosom
d. Lisosom
e. Mitokondria
13. Partikel nukleoprotein
sintesis protein
adalah ………….
a. Lisosom
b. Ribosom

tempat

berlangsungnya

reaksi - reaksi

c. Retikulum Endoplasma
d. Mitokondria
e. Badan Golgi.

14. Struktur dasar sel yang berfungsi memodifikasi produk sekresi dibawah
ini adalah :
a. Mitokondria
c. Badan golgi
b. Lisosom
d. Ribosom
e. Nukleus

23

15. Pada umumnya sel-sel mengandung struktur berbentuk vesikula yang
ukurannya lebih kecil daripada mitokondria dan disebut …….
a. Lisosom
c. Junction
b. Selaput Inti
d. Ribosom
e. Vakuola
16. Pada gambar struktur mitokondria dibawah ini nomor 4 yang ditunjuk
adalah :
a. Matrix
c. Cristae
b. Inclusions
d. DNA
e. Inner Membrane

17. Proses fotosintesis berlangsung di dalam organel yang disebut …..
a. Grana
c. Stroma
b. Lamella
d. Tilakoid
e. Nukleus
18. Secara internal, kloroplas terdiri atas rangkaian-rangkaian membran
yang tersusun berupa lempeng-lempeng paralel yang disebut :
a. Grana
c. Stroma
b. Lamella
d. Tilakoid
e. Lemella Stroma
19. Membran lamella yang menghubungkan grana disebut ….
a. Stroma
c. Lamella stroma
b. Lamella
d. Grana
e. Tilakoid

24

20. Pada gambar struktur kloroplas dibawah ini bagian yang menunjukkan
stroma adalah pada nomor ……..
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5

21. Ruang diantara membran luar dan membran dalam inti disebut ruang ….
a. Kompleks pori
c. Perinukleus
b. Pori inti
d. Membran inti
e. Intramembran
\
22. Struktur dasar sel yang berperan sebagai tempat penyimpanan air dan
produk-produk sel atau metabolit-metabolit intermediat adalah :
a. Kloroplas
c. Dinding sel
b. Nukleus
d. Vakuola
e. Membran plasma
23. Vakuola berisi cairan dan dibatasi oleh membran yang disebut toboplas,
mengandung bermacam-macam substansi organik, seperti dibawah ini,
kecuali ….
a. Gula
c. Kalsium oksalat
b. Protein
d. Fosfotida
e. Tannin
24. Pada bakteri, proses fotosintesis berlangsung dalam sistim lammel
membran yang disebut …..
a. Chromatofor
c. Membran inti
b. Kloroplas
d. Pori inti
e. Lisosom
25. Pigmen klorofil a terdapat pada …..

25

a.
b.
c.
d.
e.

Tumbuhan tinggi dan algae hijau
Semua tumbuhan hijau
Diatom, algae biru
Beberapa tumbuhan
Beberapa daun

26. Semua sel yang memperoleh energi dengan cara memecahkan substrat
makanan adalah sel ..
a. Sel eukariota
c. Sel prokariota
c. Sel autotrofik
d. Sel heterotrofik
e. Sel fototropik
27. Struktur dasar sel yang terdapat pada sel prokariota dan sel eukariota
adalah :
a. Nukleulus
c. Membran plasma
b. Badan golgi
d. Nukleus
e. Lisosom
28. Dibawah ini struktur dasar sel yang ada pada sel eukariota adalah …
kecuali :
a. Badan golgi
c. Nukleulus
b. Nukleus
d. Mesosom
e. Kloroplas
29. Dibawah ini struktur dasar sel yang ada pada sel prokariota adalah,
kecuali :
a. Membran plasma
c. Lisosom
b. Mesosom
d. Ribosom
e. Dinding sel
30. Struktur dasar sel yang ada pada sel Eukariota dan tidak ada pada sel
prokariota adalah, kecuali :
a. Badan golgi
c. Mikrobodi
b. Nukleus
d. Vakuola
e. Membran plasma

26

1. KUNCI JAWABAN :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.

C MEMBRAN
B VITAMIN
A SELAPUT INTI
D 4
C LAMELLA SITOMEMBRAN
A MEMILIKI KROMOSOM
C RIBOSOMES
D KLOROPLAS
D DINDING SEL
B MEMODIFIKASI PRODUK SEKRESI
Hijau
A MIKROVILI
C RETIKULUM ENDOPLASMA
B RIBOSOM
C BADAN GOLGI
A LISOSOM

16. D
17. D
18. B
19. C.
20. A
21. C
22. D
23. C
24. A
25. B

DNA
KLOROPLAS
LAMELLA
LAMELLA STROMA
1
PERINUKLEUS
VAKUOLA
KALSIUM OKSALAT
CHROMATOFOR
Semua
Tumbuhan

26. D
27. C
28. D
29. C
30. E

SEL HETEROTROFIK
MEMBRAN PLASMA
MESOSOM
LISOSOM
MEMBRAN PLASMA

27