Struktur Sel Organel-Organel Mekanisme

1 Sel adalah unit fungsional dan struktural terkecil dari makhluk hidup. Hal yang menakjubkan adalah sel tersusun atas bagian-bagian yang tidak hidup. Bersama-sama dalam satu kesatuan, bagian-bagian sel membentuk sel utuh yang hidup dan memiliki ciri-ciri kehidupan, misalnya memperbanyak diri dengan cara membelah, menanggapi rangsang, dan melakukan metabolisme. Istilah “sel” disebutkan kali pertama oleh Robert Hooke pada tahun 1665. Istilah tersebut muncul ketika ia melihat struktur ruang-ruang kecil yang menyusun sebuah gabus kayu dengan menggunakan mikroskop sederhana yang dibuatnya. Bagian-bagian apakah yang menyusun sel? Apakah fungsi dari setiap bagian yang menyusun sel tersebut? Apakah setiap sel makhluk hidup memiliki struktur yang sama? Apakah ada perbedaan antara sel pada tumbuhan dan sel pada hewan? Pertanyaan-pertanyaan tersebut akan dapat Anda temukan jawabannya setelah mempelajari bab berikut. Sel Pada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat memahami seluk-beluk sel. Untuk itu, Anda harus mampu menjelaskan secara lengkap komponen dan bagian sel, serta mampu membedakan antara organel sel tumbuhan dan hewan. Selain itu, Anda harus mampu membandingkan mekanisme transpor pada membran sel. 1 B a b 1

A. Struktur Sel

B. Organel-Organel

Sel

C. Mekanisme

Transpor pada Sel Sumber: Biology Concepts Connections , 2006 Di unduh dari : Bukupaket.com Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI 2

A Struktur Sel

Gambar 1.1 Hasil pengamatan Euglena sp. menggunakan a mikroskop cahaya, b Scanning Electr on M icr oscope , dan c Tr ansmission Electr on M icr oscope . Sumber: Biology Concepts Connections , 2006 Dari tahun 1665, ketika Robert Hooke mengamati sel, hingga pertengahan abad 20, ilmuwan biologi hanya memiliki mikroskop cahaya untuk mengamati sel. Meskipun demikian, mereka banyak menemukan hal- hal penting, seperti makhluk hidup satu sel, sel-sel penyusun hewan dan tumbuhan, serta struktur sel. Hasil yang mereka dapat pada akhirnya menghasilkan suatu teori yang disebut teori sel, yaitu sebagai berikut. 1. Sel merupakan dasar penyusun makhluk hidup. Oleh karena itu, semua makhluk hidup tersusun atas sel. 2. Sel merupakan dasar penyusun fungsional dari makhluk hidup. 3. Semua sel berasal dari sel melalui proses pembelahan sel. Pengetahuan mengenai struktur sel mengalami kemajuan yang pesat ketika para ilmuwan mulai menggunakan mikroskop elektron. Semua pengamatan sel menggunakan mikroskop elektron semakin memperkuat teori sel. a b c Berdasarkan ada-tidaknya membran inti sel, sel dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik hanya ditemukan pada kingdom Monera, yaitu bakteri. Sementara itu, empat kingdom lainnya Protista, Fungi, Plantae, dan Animalia memiliki sel eukariotik. Apakah Anda masih ingat perbedaan prokariotik dan eukariotik? Istilah prokariotik berasal dari bahasa Yunani. Pro artinya sebelum dan karyon artinya biji atau inti, dalam hal ini mengacu pada membran inti. Sel prokariotik memiliki materi genetik DNA yang terkonsentrasi di daerah yang disebut nukleoid . Namun, daerah tersebut tidak memiliki membran pemisah dengan bagian dalam sel lainnya. Istilah eukariotik berasal dari bahasa Yunani, eu artinya nyata dan karyon artinya inti. Sel eukariotik memiliki inti sel nukleus nyata yang dibatasi oleh membran inti. Secara umum, sel eukariotik lebih kompleks dan lebih besar diban- dingkan sel prokariotik Gambar 1.2. Berikut ini tabel perbedaan antara sel prokariotik dan sel eukariotik. Nukleoid Nukleus Organel a b Gambar 1.2 a Sel prokariotik dan b sel eukariotik. Bandingkan ukuran sel prokariotik dan sel eukariotik. Sumber: Biology Concepts Connection s, 2006 Sel Prokariotik Tabel 1.1 Perbandingan Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik 1 Materi inti tidak memiliki membran Materi inti memiliki membran 2 DNA berada di daerah nukleoid DNA berada di dalam nukleolus 3 Tidak memiliki organel, seperti Memiliki organel, seperti mitokondria, badan Golgi, dan mitokondria, badan Golgi, retikulum endoplasma dan retikulum endoplasma Sel Eukariotik No. 1. Apakah sel itu? 2. Apakah sel tumbuhan dan sel hewan berbeda? Pramateri Soal Di unduh dari : Bukupaket.com Sel 3 Sumber: Jendela Iptek: Kehidupan, 1997 Bagian dalam sel secara umum disebut protoplasma. Protoplasma pada dasarnya merupakan larutan yang mengandung banyak materi organik dan anorganik. Jika melihat sebuah sel di bawah mikroskop, akan terlihat bahwa protoplasma sel terdiri atas dua bagian, yaitu nukleus dan sitoplasma. Sitoplasma merupakan bagian terbesar dari sel. Pada sitoplasma terjadi berbagai reaksi penting, seperti sintesis pembentukan protein, respirasi, dan ekskresi. Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel dan matriks semi-cairan yang disebut sitosol. Organel organ kecil merupakan komponen sel yang memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda. Fungsi organel ini sangat spesifik dan menunjang aktivitas sel. Contoh organel, antara lain mitokondria, badan Golgi, retikulum endoplasma, dan ribosom. Sel eukariotik memiliki organel yang lebih kompleks dibandingkan sel prokariotik. Oleh karena itu, buku ini hanya membahas organel pada sel eukariotik. Sel eukariotik pada sel tumbuhan dan sel hewan berbeda. Perhatikan Gambar 1.3 dan Gambar 1.4. Tokoh Biologi Antony van Leeuwenhoek 1632 – 1723 Pada 1668 sampai dengan 1677, Antony van Leeuwenhoek menggunakan mikroskop yang lebih baik daripada mikroskop Robert Hooke. Oleh karena itu, Leeuwenhoek dapat mendes- kripsikan berbagai hal, dari kapiler darah, protozoa yang ia temukan di kolam, sampai spermatozoa pada serangga dan manusia. Gambar 1.3 Organel-organel yang terdapat pada sel tumbuhan. Sentriol Lisosom Mitokondria Retikulum endoplasma halus Mikrotubulus Membran sel Sitoplasma Retikulum endoplasma kasar Ribosom bebas Mikrofilamen Pori-pori nukleus Kromatin Nukleoplasma Nukleolus Membran inti Badan Golgi Vesikel Golgi Nukleus Flagelum Mitokondria Kloroplas Kromatin Nukleoplasma Nukleous Vakuola Badan Golgi Membran sel Sitoplasma Plasmodesmata Tonoplas Ribosom bebas Pati Mikrotubulus Ribosom Dinding sel Retikulum endoplasma halus Retikulum endoplasma kasar Pori-pori nukleus Membran inti Nukleus Sumber: Biology: Explor ing Life , 1994 Sumber: Biology: Explor ing Life , 1994 Gambar 1.4 Organel-organel yang terdapat pada sel hewan. Dapatkah Anda membedakannya dengan sel tumbuhan ? Di unduh dari : Bukupaket.com Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI 4 Bagian dalam sel Bagian luar sel Molekul protein Molekul fosfolipid Bagian ekor Bagian kepala Di luar inti dan sitoplasma, terdapat membran sel. Membran sel menjadi sangat penting karena membranlah yang membatasi sel dengan lingkungan luar, menjaga aktivitas sel tetap berlangsung, dan menyeleksi benda atau zat yang dapat masuk ke dalam sel. Membran sel atau plasma membran adalah bagian sel yang membatasi sitoplasma. Membran sel tidak dapat dilihat menggunakan mikroskop biasa. Membran sel sangat tipis dan hanya terdiri atas dua lapis fosfolipid. Bagian kepala fosfat yang bersifat hidrofilik senang air berada di bagian luar membran sel. Adapun bagian ekor lipid berada di bagian dalam membran sel dan bersifat hidrofobik tidak senang air. Jadi, satu sisi menghadap ke bagian luar sel, sedangkan sisi lainnya menghadap ke bagian dalam sel. Hal tersebut mencegah sitoplasma larut dengan lingkungan sekitarnya dan mencegah zat-zat asing di sekitar sel masuk ke dalam sel Gambar 1.5. Sumber: Heath Biology , 1985 Di antara molekul-molekul fosfolipid terdapat molekul-molekul protein yang berperan dalam pengenalan dan pemindahan zat-zat yang dibutuhkan dari lingkungan ke dalam sel. Lapisan membran sel tidak hanya menutupi bagian luar sel, tetapi juga berlekuk-lekuk dan melipat ke dalam sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah sistem membran di dalam sitoplasma. Fungsi sel sangat berhubungan dengan fungsi dasar sel sebagai makhluk hidup. Sel menjadi individu yang melakukan semua kegiatan sebagai makhluk hidup utuh pada makhluk hidup satu sel uniseluler. Selain itu, sel juga dapat menjadi bagian dari organisasi sel yang terspesialisasi dan saling melengkapi dalam makhluk hidup banyak sel multiseluler. Masih ingatkah Anda dengan organisme uniseluler dan multiseluler? Sel yang terspesialisasi pada makhluk hidup banyak sel, memiliki jenis dan banyak organel yang bergantung pada fungsi sel. Bersama kelompok Anda, buatlah sebuah model sel tumbuhan atau sel hewan dari barang barang bekas. Model dapat berupa model tiga dimensi atau model dua dimensi gambar. Lengkapi model tersebut dengan organel-organel serta keterangan lengkap. Gunakan buku literatur sebagai acuan. Kerjakan tugas tersebut dalam waktu empat minggu bersama kelompok Anda. Tugas Ilmiah 1.1 Gambar 1.5 Ilustrasi penampang membran sel. • Hidrofilik • Hidrofobik Kata Kunci Sumber: Concise Encylopedia Nature, 1994 Tokoh Biologi Jakob Schleiden 1804-1881 Schleiden adalah seorang ahli botani yang menemukan bahwa suatu individu tersusun atas unit-unit kecil yang disebut sel. Schleiden mengamatinya melalui mikroskop untuk melihat struktur tumbuhan. Di unduh dari : Bukupaket.com Sel 5 Sebagian besar organel sel diselubungi oleh lapisan membran dengan struktur yang sama dengan lapisan membran sel. Di dalam sel terdapat banyak struktur kecil yang disebut organel. Masih ingatkah Anda organel-organel sel yang terdapat pada sel hewan atau sel tumbuhan? Tidak semua sel memiliki semua organel, bukan? Fungsi dari sel bergantung pada jumlah dan jenis organel yang dimiliki.

1. Nukleus Inti Sel