PAKET 2 STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

  STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

  Struktur sel tumbuhan secara umum adalah sebagai berikut: bagian terluar dilindungi oleh dinding sel. Di sebelah dalam dinding sel dijumpai bahan atau senyawa kimia yang memiliki tanda-tanda hidup. Bahan ini disebut protoplasma.

  Protoplasma merupakan senyawa heterogen mencakup: sitoplasma yang bagian tepinya terdiferensiasi menjadi selaput tipis yang disebut membran plasma dan nukleoplasma. Sitoplasma terdiri dari matrik sitoplasmik atau sitosol yang merupakan cairan bening, dan ruangan-ruangan yang dikelilingi selaput. Ruangan beserta selaput disebut organel.

  Organel yang terdapat di dalam sel antara lain adalah: retikulum

  

endoplasma (RE), kompleks Golgi, lisosoma, badan mikro, mitokondria, kloroplas

  dan nukleus. Selain itu, di dalam sitoplasma juga dijumpai hasil metabolisme yang ditimbun dan tidak terlibat langsung dalam proses metabolisme sel. Hasil metabolisme yang ditimbun ini disebut paraplasma, seperti: glikogen, selulosa dan lain-lain.

  Nukleoplasma serta selubungnya, disebut nukleus. Di dalam nukleoplasma terdapat anyaman kromatin yang terlihat pada sel dalam stadium interfase, atau

  

kromosom yang terlihat disaat sel mengalami mitosis. Struktur organisasi sel

  hewan mirip dengan sel tumbuhan, dengan catatan bahwa pada sel hewan tidak dijumpai plastida ( kloroplas) maupun dinding sel.

  Secara ringkas sebuah sel eukariotik tersusun atas:

  1. Membran plasma

  2. Sitoplasma

  3. Organel- organel sel

  4. Dinding sel (hanya sel tumbuhan)

A. Membran plasma

  Membran plasma mempunyai ketebalan hanya 8 nm ini berfungsi sebagai pembatas antara sel dengan lingkungan luar, dan pembatas antara organel dengan bahan sel lainnya. Selain sebagai pembatas membran plasma berfungsi :

  1. Mengatur lalu lintas senyawa-senyawa atau ion-ion yang masuk dan keluar sel atau organel,

  2. Sebagai reseptor (pengenal) molekul-molekul khusus ( hormon, metabolit dll), dan agensia khas seperti bakteri dan virus,

  3. Tempat berlansungnya berbagai reaksi kimia seperti pada membran mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma dan lain-lain,

  4. Sebagai reseptor perubahan lingkungan sel , seperti perubahan suhu, intensitas cahaya dan lain lain. Seperti semua membran biologis, membran plasma mnunjukkan permeabilitas

  

selektif artinya memungkinkan beberapa zat untuk menembus membran tersebut

secara lebih mudah daripada zat- zat lain.

  Dengan berkembangnya peralatan dan teknik pengamatan sel yang semakin canggih, maka teori tentang struktur membran plasma yang dianut saat ini adalah teori mozaik cair (fluid mozaik). Berdasarkan teori ini dinyatakan bahwa membran plasma mempunyai struktur dwilapis (bilayers) lipid, diantara molekul- molekul lipid ini terdapat molekul-molekul protein.

  

Model mosaik fluid untuk membran

  Dwilapis lipid mempunyai permukaan luar yang bersifat hidrofilik dan bagian dalam yang bersifat hidrofobik. Satu sisi permukaan hidrofilik menghadap ke daerah sitosolik (menghadap sitoplasma) dan sisi yang lain menghadap ke permukaan ekstrasitosolik (sisi yang menghadap luar sel).

  

Lapisan ganda (dwilapis) fosfolipid (irisan melintang)

  Molekul protein berinteraksi dengan molekul-molekul lipid dengan cara yang berbeda-beda. Protein ada yang menempel pada permukaan luar lipid, protein ini disebut protein perifer atau protein tepi. Selain itu ada molekul protein yang terbenam dalam lapisan lipid, protein ini disebut protein integral. Protein integral terbagi atas dua kelompok yaitu protein yang terentang mulai dari permukaan dalam sampai ke permukaan luar dwilapis lipid, protein ini disebut

  

protein transmembran. Protein integral yang lain, sebagian molekulnya

terbenam dalam dwilapis lipid dan sebagian yang lain muncul dipermukaan.

  Membran plasma yang sebagian besar disusun oleh lipid ini menyebabkan membran plasma tidak kaku dan bersifat fleksibel. Struktur membran plasma model mozaik cair ini dikemukakan oleh Singer dan Nicolson.

  Selain lipid dan protein membran plasma juga mengandung karbohidrat. Karbohidrat menempel pada protein integral, perifer, dan pada molekul lipid. Jenis karbohidrat yang menempel pada membran plasma tergantung pada fungsi membran plasma tersebut. Dengan kata lain karbohidrat yang terdapat pada membran sel akan berbeda dengan karbohidrat yang terdapat pada membran mitokondria maupun membran retikulum endoplasma. Demikian juga karbohidrat pada membran sel hewan akan berbeda dengan karbohidrat pada membran sel bakteri.

  

Struktur terperinci membran plasma sel hewan dalam gambar irisan

B. Sitoplasma dan Nukleoplasma

1. Sitoplasma

  Sitoplasma terdiri dari sitosol yang merupakan cairan bening pengisi sel, dan ruangan-ruangan yang dikelilingi membran yang disebut organela. Bagian pinggir sitoplasma terdiferensiasi menjadi selaput tipis yang disebut membran plasma.

  Sitosol mengandung protein-protein terlarut berupa enzim, serta protein berbentuk filamen yang disebut sitoskelet. Banyak sekali jenis enzim yang terlarut di dalam sitosol atau hialoplasma. Selain enzim dan protein berbentuk filamen halus, di dalam sitosol juga terdapat ribuan ribosom yang aktif mensintesa protein.

  Sitoplasma berfungsi untuk 1. memberi bentuk sel, 2. tempat berlangsungnya berbagai reaksi kimia sel

  3. Selain itu adanya sitoskelet dalam sitoplasma, berperan untuk mengatur dan menimbulkan gerakan sitoplasmik serta mengatur berbagai reaksi enzimatik

2. Nukleoplasma Nukleoplasma merupakan cairan yang terdapat dalam inti sel (nukleus).

  Nukleoplasma dan sitoplasma dipisahkan oleh membran plasma rangkap yang disebut membran nuklear. Lembaran membran yang menghadap ke dalam disebut membran nukleoplasmik, sedangkan lembaran membran yang menghadap ke sitoplasma disebut membran sitosolik.

  Nukleoplasma berisi materi yang sangat penting yaitu benang-benang kromatin yang pada saat terjadi pembelahan inti sel (mitosis dan miosis ) berupa kromosom.

  Fungsi utama nukleoplasma adalah: 1. replikasi (penggandaan) DNA, 2. transkripsi (penyalinan) DNA menjadi mRNA, yang semuanya berkaitan dengan penerusan materi genetik.

  Di dalam nukleoplasma terdapat daerah yang kaya akan senyawa-senyawa prazat ribosom, daerah ini terlihat gelap dalam mikroskop elektron. Daerah ini disebut dengan nukleolus ( anak inti). Nukleolus hanya terlihat pada masa interfase. Fungsi nukleolus adalah tempat perakitan ribosom.

C. Organel sel Didalam sitoplasma terdapat ruangan-ruangan yang dibatasi oleh membran.

  Ruangan ruangan itu disebut organel. Organel sel tersebut adalah :

  1. Nukleus

  2. Ribosom

  3. Retikulum endoplasma 4. badan Golgi

  5. Lisosom

  6. Vakuola

  7. Mitokondria, 8. kloroplas, 9. peroksisom,

  10.Sitoskeleton Sel tumbuhan mempunyai beberapa organel yang khas seperti adanya vakuola sentral, dan kloroplas. Sedangkan sel hewan tidak memiliki organel tersebut. Organel lisosom dan sentrosom dimiliki olh sel hewan namun tidak ada didalam sel tumbuhan

  

Sel hewan dengan organel Organel sel makhluk hidup dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok, yakni organel sel bermembran dan tidak bermembran.

  1) Organel Sel Bermembran Organel sel bermembran dari makhluk hidup antara lain; nukleus, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, mitokondria, lisosom, badan mikro, vakuola, dan kloroplas. 2) Organela Sel Tak Bermembran

  Pada sel makhluk hidup, terdapat pula organel yang tidak bermembran, antara lain: ribosom, sitoskeleton, sentriol

1. NUKLEUS: Pusat Informasi

  Dari berbagai penelitian dan pengamatan dinyatakan bahwa nukleus berbentuk bola atau gelendong. Pada umumnya setiap sel memiliki sebuah

  

nukleus. Letak nukleus di dalam sel bervariasi, kadang agak ke tepi, kadang

  hampir ke tengah. Nukleus tidak dapat bergerak bebas, karena terperangkap di dalam jaring-jaring yang terbuat dari filamen intermedia dan mikrofilamen.

  Nukleus mengandung sebagian besar gen dalam sel ukariot (sebagian gen terletak dalam mitokondria dan kloroplas). Nukleus umumnya merupakan organel yang paling menonjol dalam sel eukariot, dengan diameter sekitar 5 µm. Selaput atau membran nukleus menyelubungi nukleus, memisahkan isinya dari sitoplasma.

  Bagian- bagian dari nukleus:

  a. Membran nukleus Merupakan membran ganda. Kedua membran, masing- masing merupakan lapisan-ganda lipid beserta protein- protein terkait, dipisahkan oleh ruang selebar 20-40 nm. Membran nukleus berpori- pori, dinamakan

  porus nukleus dengan diameter sekitar 100 nm, yang merupakan saluran

  penghubung antara sitoplasma dengan nukleoplasma. Kecuali di pori, sisi membran yang menghadap nukleus dilapisi lamina nukleus, filamen protein yang tersusun seperti jaring yang mempertahankan bentuk nukleus dengan cara memberikan sokongan mekanis pada membran nukleus.

  b. Nukleoplasma Didalam nukleus terdapat cairan yang dinamakan nukleoplasma.

  Cairan nukleoplasma tersusun dari air, asam inti, protein, dan enzim. Sifat cairannya adalah gel. Pada nukleoplasma bisa ditemui benang kromatin.

  Saat sel mengalami pembelahan, benang kromatin ini akan mengalami penebalan sehingga membentuk kromosom. Kromosom merupakan zat yang membawa informasi genetik.

  c. Nukleolus Struktur nukleolus akan tampak jika dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron, terlihat sebagai massa granula yang berwarna gelap dan serat- serat yang bergabung dengan bagian kromatin. Dalam nukleolus, RNA

  ribosom disintesis berdasarkan instruksi didalam DNA. Saat pembelahan sel secara mitosis, tepatnya saat fase profase, nukleolus lenyap atau hilang.

  Namun, saat fase interfase, nukleolus terbentuk kembali.

  

Nukleus dan bagian- bagiannya

  Fungsi Nukleus

  1. Mengendalikan proses berlangsungnya metabolisme didalam sel

  2. Menyimpan informasi genetik dalm bentuk DNA

  3. Mengatur kapan dan dimana ekspresi gen- gen harus dimulai, dijalankan dan diakhiri

  4. Tempat terjadinya replikasi (perbanyakan DNA) dan transkripsi

2. RIBOSOM; Pabrik Protein

  Ribosom merupakan organel tidak bermembran yang terbuat dari RNA ribosom dan protein, berdiameter 20-22 nm. Ribosom berfungsi melaksanakan sintesis protein. Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi memiliki ribosom dalam jumlah yang sangat banyak. Misalnya, sel pankreas manusia memiliki beberapa juta ribosom. Sel yang aktif dalam sintesis protein juga memiliki nukleolus yang menonjol.

  Pada sel prokariota terdapat bebas di sitosol sedangkan pada sel eukariota terdapat bebas di sitosol, membran nukleus, matriks mitokondria, stroma kloroplas atau menempel pada permukaan sitolik selaput RE.

  Ribosom membangun protein di dua lokasi pada sitoplasma:

  1. Ribosom bebas Tersebar di dalam sitosol. Sebagian besar protein yang di buat di ribosom bebas berfungsi dalam sitosol; contohnya enzim- enzim yang mengkatalisis langkah pertama penguraian gula.

  2. Ribosom terikat Melekat pada sisi luar RE atau membran nukleus. Ribosom terikat umumnya membuat protein yang ditakdirkan untuk disisipkan ke dalam membran, untuk dikemas dalam organel tertentu seperti lisosom, atau untuk diekspor dari sel (sekresi). Sel- sel yang terspesialisasi untuk sekresi protein- misalnya, sel pankreas- sering memiliki persentase ribosom terikat yang tinggi.

  Ribosom terikat maupun ribosom bebas identik secara struktural, dan ribosom dapat berganti- ganti antara kedua peran tersebut.

3. RETIKULUM ENDOPLASMA; Pabrik Biositesis

  Retikulum endoplasma (RE) merupakan sistem endomembran yang sangat luas yang terdapat di dalam sitoplasma. 50% dari semua membran yang terdapat pada sebuah sel adalah membran RE. (Kata endoplasma berarti ‘di dalam sitoplasma’, sedangkan reticulum adalah kata Latin untuk

  ‘jaring kecil’). Membran RE berlipat lipat , membentuk suatu ruangan yang disebut lumen RE atau sisterna RE yang berbentuk labirin. Karena membran RE tersambung dengan membran nukleus, ruang di antara kedua membran pada membran nukleus tersambung dengan lumen RE.

  Ada dua wiayah pada RE yang berbeda dalam hal struktur dan fungsi, walaupun saling terhubung: RE halus dan RE kasar.

  a. RE halus

  Diberi nama demikian karena permukaan luarnya tidak terdapat ribosom. Adapun fungsi RE halus adalah  Mensintesis lipid, termasuk minyak, fosfolipid dan steroid  Metabolisme karbohidrat  Mendetoksifikasi obat- obatan dan racun, terutama pada sel hati  Sebagai tempat penyimpanan ion kalsium. Dalam sel- sel otot, membran RE halus memompa ion- ion kalsium dari sitosol kedalam lumen RE

  b. RE kasar

  Permukaan luarnya ditempeli ribosom yang menybabkan RE ini tampak kasar di bawah mikroskop elektron. Fungsi dari RE kasar adalah:

   Membantu sintesis protein sekresi –misal protein insulin yang dibuat sel pankreas- dan berbagai protein lain dari ribosom terikat  Menambahkan karbohidrat ke glikoprotein, protein yang berikatan secara kovalen dengan karbohidrat  Membuat fosfolipid membrannya sendiri.

   Menghasilkan membran baru.

  Retikulum endoplasma

4. APARATUS GOLGI: pusat pengiriman dan penerimaan

  Keadaan apparatus golgi sebenarnya baru diketahui setelah mikroskop elektron ditemukan. Mollenhauer (1967) menemukan struktur lebih terinci dari organel ini. Organel ini hampir di semua pada semua sel hewan dan tumbuhan. Apabila diamati dengan menggunakan mikroskop elektron, apparatus golgi merupakan organel yang unit elementarinya adalah sisterna (rongga/ lumen/ saluran) yang berjendela, bertumpuk-tumpuk.

  Sisterna merupakan bangunan dasar yang menjadi ciri aparatus golgi. Aparatus golgi terdiri dari 5 lempeng sisterna yang sejajar melengkung berbentuk piala. Tiap sisterna berupa kantung gepeng bertekuk. Bagian tepi tiap sisterna biasanya menggelembung dan berlobang. Di bagian tepi terdapat pembuluh yang menghubungkan sesama sisterna. Di daerah tepi juga terdapat tonjolan yang akan lepas membentuk vesikula. Bagian sisterna disebut dengan sakulus

  Sisterna memiliki diameter antara 0,5 – 1,0 µm. Sisterna yang menyusun Aparatus Golgi terpolarisasi. Sisterna yang berdekatan dengan retikulum endoplasma disebut dengan sisi cis sedangkan sisi sebaliknya disebut dengan sisi

  

trans. Vesikel transpor menggerakkan materi dari RE menuju aparatus golgi. Suatu

  vesikel yang bertunas dari RE dapat menambahkan membrannya dan isi lumennya ke sisi cis dengan cara berdifusi (bergabung) dengan membran Golgi. Sisi trans memunculkan vesikel, yang terlepas dan berpindah ke tempat lain.

  Aparatus Golgi Aparatus golgi memiliki berbagai peran, yaitu:

  1. Memodifikasi produk- produk RE ketika berpindah dari wilayah cis ke wilayah trans golgi. Misalnya modifikasi bagian- bagian karbohidrat pada glikoprotein dan juga modifikasi fosfolipid.

  2. Membuat sendiri makromolekul seperti polisakarida, termasuk pektin dan berbagai polisakarida nonselulosa lain yang dibuat oleh sel tumbuhan dan digabungkan bersama selulosa di dalam dinding selnya.

  3. Vesikel transpor dari sisi trans Golgi menyekresikan protein sekresi dan produk nonprotein yang akhirnya berfusi dengan membran plasma.

5. LISOSOM: Kompartemen Pencernaan

  Lisosom berasal dari kata liso=lytic artinya cerna atau mengurai, soma artinya badan. Lisosom berarti badan (organel sel) yang berperan dalam melakukan pencernaan. Lisosom ditemukan oleh de Duve dkk.

  Lisosom adalah kantong bermembran yang berisi enzim- enzim hidrolase yang digunakan oleh sel hewan untuk mencerna makromolekul. Enzim hidrolase seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, dan sulfatase. Enzim-enzim hidrolase bekerja dengan baik dalam kondisi asam, pada pH kurang lebih 5.

  Enzim hidrolitik dan membran lisosom di buat olh RE kasar dan kemudian ditransfer ke Aparatus Golgi untuk diproses lebih lanjut. Setidaknya beberapa lisosom mungkin timbul melalui pertunasan dari sisi trans aparatus Golgi.

  Dari segi fisiologis dijumpai dua kategori lisosom yaitu: 1. lisosom primer

  Disebut juga protolisosom adalah organela baru yang dihasilkan oleh kompleks golgi yang dikelilingi oleh selapis membran dan belum terlibat dalam aktivitas pencernaan sel. 2. lisosom sekunder.

  Lisosom yang merupakan hasil fusi berulang antara lisosom primer dengan berbagai substrat yang berbatas membran. Lisosom sekunder telah terlibat dalam aktivitas pencernaan sel dan di dalam lumennya terdapat substrat dan enzim-enzim hidrolitik. Lisosom berfungsi:

   melaksanakan pencernaan intraseluler dalam berbagai situasi  sebagai alat perhancur bahan-bahan yang tidak diperlukan oleh sel disebut dengan autolisis. Sebagai contoh pada waktu berudu berubah menjadi katak, ekornya secara bertahap diserap sel-sel ekor yang kaya lisosom.

   Mendaur- ulang materi organik milik sel sendiri, dikenal dengan

  autofagi

   Fagositosis dengan cara menelan dan mencerna partikel yang lebih kecil, sperti pada Amoeba dan makrofag yang memfagositosit bakteri penyakit.

  

Autofagi: lisosom menguraikan organel rusak

  

Fagositosis: lisosom mencerna makanan

  Penyakit yang timbul akibat kelainan lisosom yaitu:

  1. Pompe; ketiadaan enzim lisosom memecah polisakarida, sehingga terjadi akumulasi glikogen yang dapat merusak sel- sel hati

  2. Tay- Sachs, enzim pencerna-lipid hilang atau tidak aktif, dan otak menjadi cacat akibat akumulasi lipid di dalam sel- selnya.

6. VAKUOLA: Kompartemen pemeliharaan yang beranekaragam

  Vakuola adalah vesikel yang dibatasi membran dengan fungsi yang berbeda- beda pada jenis sel yang berbeda- beda.  Vakuola pada protista ada dua yaitu:

  1. Vakuola makanan

  Yeng terbentuk melalui fagositosis dan berfusi dengan lisosom serta berfungsi untuk mencerna srta mengedarkan hasil pncernaan keseluruh bagian sel.

  2. Vakuola kontraktil/ berdenyut

  Berfungsi sebagai osmoregulator, dengan memompa kelebihan air keluar dari sel, sehingga mempertahankan konsentrasi ion dan molekul yang sesuai di dalam sel.  Vakuola pada sel tumbuhan dewasa disebut vakuola sentral. Vakuola berukuran besar yang berkembang mlalui penggabungan vakuola- vakuola yang lebih kecil, yang berasal dari RE dan aparatus Golgi. Seperti semua membran selular, membran vakuola bersifat selektif dalam mentranspor zat terlarut. Akibatnya, larutan di dalam vakuola sentral, yang disebut getah sel, memiliki konsentrasi yang berbeda dari sitosol. Fungsi dari vakuola sentral yaitu:

  a) Menyimpan cadangan senyawa organik yang penting, misalnya protein yang ditumpukkan dalam vakuola sel simpanan pada biji.

  b) Menyimpan ion anorganik, misalnya kalium dan klorida.

  c) Tempat pmbuangan produk-sampingan metabolik, yang dapat membahayakan sel jika terakumulasi di dalam sitosol.

  d) Beberapa vakuola mengandung pigmenyang memberi warna sel, misalnya warna merah dan biru pada kelopak yang membantu memikat serangga.

  e) Menampung senyawa- senyawa beracun atau tidak disukai rasanya oleh hewan predator f) Berperan utama dalam pertumbuhan sel, yang menjadi besar ketika vakuola menyerap air sehingga sel mampu membesar.

  Vakuola sentral sel tumbuhan

7. MITOKONDRIA; Pengubahan (Konversi) Energi Kimia

  Mitokondria ditemukan pada hampir semua sel eukariot. Beberapa sel memiliki satu mitokondria besar, namun lebih sering sel memiliki ratusan atau bahkan ribuan mitokondria. Jumlah tersebut berkorelasi dengan tingkat aktivitas metabolisme sel. Sel-sel yang aktif seperti sel pada jaringan otot mempunyai banyak mitokondria.

  Mitokondria memiliki panjang kira- kira 1-10 µm. Di dalam sel hidup, mitokondria bergerak kesana kemari, berubah bentuk, dan berfusi atau membelah menjadi dua.

  Mitokondria merupakan tempat respirasi selular, proses metabolik yang menghasilkan ATP dengan cara mengambil energi dari gula, lemak, dan bahan bakar lain dengan bantuan oksigen.

  Mitokondria diselubungi oleh dua membran yang merupakan lapisan-ganda fosfolipid dengan sekumpulan unik protein yang tertanam di dalamnya. Protein pada membran mitokondria bukan dibuat oleh ribosom yang terikat ke RE, melainkan dibuat oleh ribosom bebas dalam sitosol dan ribosom yang terkandung dalam organel- organel ini sendiri. Organel ini juga mengandung sejumlah kecil DNA. DNA inilah yang memprogram sintesis protein yang dibuat di ribosom organel. Kedua membran dari mitokondria tersebut adalah: 1. Membran luar, berstruktur mulus dan elastis.

  2. Membran dalam, berlipat- lipat, dengan pelipatan ke dalam yang disebut

  krista. Membran dalam membagi mitokondria menjadi dua kompartemen

  internal, yaitu:  Ruang antar membran, wilayah sempit diantara membran dalam dan membran luar.

   Matriks mitokondria, diselubungi oleh membran dalam.

  Matriks ini banyak mengandung enzim yang berbeda, serta DNA mitokondria dan ribosom. Enzim- enzim dalam matriks mengkatalisis beberapa langkah respirasi selular. Protein- protein lain berfungsi dalam respirasi, termasuk enzim yang membuat ATP, tertanam dalam membran dalam. Sebagai permukaan yang berlipat- lipat, krista memberikan luas permukaan yang amat besar kepada membran mitokondria, sehingga meningkatkan produktivitas respirasi selular.

  

Mitondria, tempat respirasi selular.

8. KLOROPLAS: penangkapan energi cahaya

  Kloroplas adalah suatu anggota terspesialisasi dari famili organel- organel tumbuhan yang berkerabat-dekat yang disebut plastida. Beberapa anggota lain adalah

   Amiloplas, plastida tak berwarna yang menyimpan pati (amilosa), terutama pada akar dan umbi  Kromoplas, plastida yang memiliki pigmen yang menyebabkan buah dan bunga berwarna jingga dan kuning Kloroplas mengandung pigmen hijau yang disebut klorofil, serta berbagai enzim dan molekul lain yang berfungsi dalam produksi gula secara fotosintesis. Organel- organel berbentuk lensa ini, yang berukuran sekitar 2 µm X 5 µm, ditemukan di daun dan organ hijau lain pada tumbuhan dan alga.

  Kandungan kloroplas dipisahkan dari sitosol oleh selaput yang terdiri dari dua membran yang dipisahkan oleh ruang antarmembran yang sempit. Didalam kloroplas terdapat sistem bermembran lain dalam bentuk kantong- kantong pipih yang saling berhubungan, disebut tilakoid. Di beberapa wilayah, tilakoid ditumpuk seperti koin permainan poker; masing- masing tumpukan disebut grana. Cairan diluar tilakoid disebut stroma, yang mengandung DNA kloroplas dan ribosom serta banyak enzim. Membran kloroplas membagi ruang kloroplas menjadi tiga kompartmen; ruang antar membran, stroma dan ruang tilakoid.

  

Kloroplas, tempat fotosintesis

  Kloroplas bukanlah struktur yang kaku, namun punya prilaku dinamik dalam sel hidup. Bentuk kloroplas bisa berubah; kloroplas pun tumbuh dan terkadang membelah dua, atau bereproduksi. Kloroplas bisa berpindah- pindah dan bersama mitokondria dan organel lain, bergerak berkeliling sel disepanjang lajur- lajur sitoskeleton. Ada empat macam klorofil, yaitu:

   Klorofil a menyerap spektrum warna hijau-biru  Klorofil b menyerap spektrum warna hijau-kuning  Klorofil c menyerap spektrum warna hijau- coklat  Klorofil d menyerap spektrum warna hijau-merah

9. PEROKSISOM: Oksidasi

  Peroksisom adalah kompartemen metabolik terspesialisasi yang dibatasi membran tunggal. Berbentuk agak bulat dan sering memiliki inti berbentuk seperti granula atau kristal yang diduga merupakan kumpulan rapat molekul- molekul enzim. Peroksisom mengandung enzim oksidase dan enzim katalase, terdapat pada sel hewan, fungi dan daun tumbuhan. Fungsi dari peroksisom adalah  Enzim oksidase berfungsi mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke _{2 2} oksigen menghasilkan hidrogen peroksida (H O ) sebagai produk sampingan, yang menjadi sumber nama organel tersebut.  Enzim katalase mengubah hidrogen peroksida yang bersifat racun menjadi air dan oksigen, terutama di hati dan ginjal. Pada tumbuhan di kloroplas dan mitokondria sel- sel daun  Penguraian purin dalam sel  Memecah asam lemak menjadi molekul- molekul yang lbih kecil yang kemudian dapat ditranspor ke mitokondria, tmpat molekul- molekul tersebut digunakan sebgai bahan bakar untuk respirasi selular.

   Menetralisir racun alkohol dan senyawa berbahaya lainnya pada sel- sel hati. Peroksisom terspesialisasi, disebut glioksisom, ditemukan dalam jaringan penyimpan lemak pada biji tumbuhan. Organel ini mengandung enzim yang menginisiasi pengubahan asam lemak mnjadi gula, yang digunakan oleh semaian yang sedang tumbuh sebagai sumber energi dan karbon sampai tumbuhan itu dapat menghasilkan gula sendiri melalui fotosintesis.

  Berbeda dari lisosom, peroksisom tidak muncul melalui pertunasan dari sistem endomembran. Peroksisom tumbuh menjadi besar dengan cara menggabungkan protein- protein yang dibuat di sitosol, lipid yang di buat di RE, dan lipid yang disinteis di dalam peroksisom itu sendiri. Jumlah peroksisom dapat bertambah dengan cara pembelahan menjadi dua ketika telah mencapai ukuran tertentu.

10. SITOSKELETON: Jejaring serat yang mengorganisasi struktur dan aktivitas dalam sel

  Sitoskeleton merupakan rangka sel yang kuat dan lentur berupa jejaring serat yang membentang di seluruh sitoplasma. Sitoskeleton berfungsi untuk:  Memberikan sokongan mekanis kepada sel dan mempertahankan bentuknya.

  Ini sangat penting sekali bagi sel hewan, yang tidak memiliki dinding sel.  Menjadi tambatan banyak organel dan bahkan bagi molekul- molekul enzim di sitosol  Beberapa tipe motilitas (pergerakan) sel juga melibatkan sitoskeleton dan interaksi protein motorik.

   Terlibat dalam regulasi aktivitas biokimiawi dalam sel sebagai respons terhadap rangsangan mekanis.

  Sitoskeleton disusun atas tiga tipe serat: mikrotubulus, mikrofilamen dan filamen intermediet.

  1. Mikrotubulus Semua sel eukariot memiliki mikrotubulus, batang- batang berongga dengan diameter skitar 25 nm dan panjang antara 200 nm sampai 25 µm. Terbentuk dari protein globular tubulin. Setiap protein globulin merupakn dimer, molekul yang trsusun atas dua subunit.

  Pada sel hewan, mikrotubulus tumbuh keluar dari sentrosom, wilayah yang sering trletak di dekat nukleus. Dalam sentrosom terdapat sepasang sentriol, masing- msingnya terdiri dari sembilan set triplet mikrotubulus yang tersusun membentuk cincin. Pada eukariota, denyut flagela dan silia disebabkan olh susunan mikrotubulus yang terspesialisasi. Flagela dan silia merupakan penjuluran yang mengandung mikrotubulus. Fungsi utama mikrotubulus;

   Mempertahankan bentuk sel  Motilitas sel seperti pada silia dan flagel  Pergerakan kromosom dalam pembelahan sel  Pergerakan organel

  2. Mikrofilamen (filamen aktin) Adalah batang padat yang berdiameter sekitar 7 nm. Mikrofilamen disbut juga filamen aktin karena trsusun atas molekul- molekul aktin, sejenis protein globular. Suatu mikrofilamen merupakan seutas rantai ganda subunit- subunit aktin yang memuntir.

  Fungsi utama mikrofilamen adalah:  Mempertahankan bentuk sel  Prubahan bentuk sel  Kontraksi otot  Aliran sitoplasmik  Motilitas sel (sperti pada pseudopodia)  Pembelahan sel (pembntukan lekukan penyibakan)

  3. Filamen intermediet Dinamai demikian karena berdiameter 8-12 nm, lebih besar dari pada diameter mikrofilamen namun lebih kecil daripada mikrotubulus.

  Memiliki struktur protein fibrosa yang sangat mengumpar menjadi kabel yang lebih tebal. Filamen intermediet terdiri dari berbagai kelas unsur sitoskeleton. Stiap tipe tersusun daru subunit molekular berbeda yang trgolong ke dalam suatu famili protein, yang antara lain beranggotakan keratin. Fungsi utama filamen intermediet adalah

   Mempertahankan bentuk sel  Tambatan nukleus dan organel lain tertentu

   Pembentukan lamina nukleus

D. Dinding sel Tumbuhan

  Dinding sel adalah struktur ekstraseluler sel tumbuhan yang membedakan sel tersebut dari sel hewan. Prokariota, fungi dan beberapa protista juga memiliki dinding sel.

  Dinding sel tumbuhan jauh lebih tebal daripada membran plasma, berkisar dari 0,1 µm sampai beberapa mikrometer. Komposisi kimiawi dinding sel bervariasi antara spesies satu dengan spesies lain. Mikrofibril yang terbuat dari polisakarida selulosa disintesis oelh enzim selulosa sentase dan disekresikan ke dalam ruang ekstraselular. Disitu, mikrofibril tertanam dalam matriks yang terdiri dari polisakarida lain dan protein.

  

Susunan selulosa dalam dinding sel tumbuhan

  Sel tumbuhan muda pertama- tama menyekresikan dinding yang relatif tipis dan fleksibel, disebut dinding sel primer. Diantara dinding primer sel- sel yang bersebelahan, terdapat lamela tengah, lapisan tipis yang kaya akan polisakarida lengket yang disebut pektin. Lamela tengah melekatkan sel- sel yang bersebelahan.

  Ketika sel menjadi dewasa dan berhnti bertumbuh, pektin akan memperkuat sel. Beberapa tumbuhan melakukan hal ini hanya dengan mnyekresikan zat- zat pengeras ke dalam dinding primer. Sel- sel lain menambahkan dinding sel sekunder diantara membran plasma dan dinding primer.

  

Dinding sel tumbuhan Dinding sekunder, seringkali dideposit dalam beberapa lembar lapisan, memiliki matriks kuat dan tahan lama yang memberikan perlindungan dan sokongan pada sel. Kayu, misalnya, terutama terdiri dari dinding sekunder. Dinding sel tumbuhan umumnya berlubang- lubang akibat saluran di antara sel- sel yang bersebelahan, yang disebut plasmodesmata. Adapun fungsi dari dinding sel adalah;

   Melindungi sel  Mencegah penyerapan air berlebihan  Mempertahankan bentuk sel.

  Sumber: Biologi Campbell jilid 1 Bahan ajar biologi umum, FMIPA UNP