STRUKTUR SEL TUMBUHAN DAN FUNGSINYA I
STRUKTUR SEL TUMBUHAN DAN FUNGSINYA
I. SEL TUMBUHAN
Sel merupakan penyusun tubuh makhluk hidup sebagaimana telah dibuktikan melalui pengamatan mikroskopis oleh
Mathias Schleiden (seorang ahli anatomi tumbuhan) dan Theodor Schwann (seorang ahli anatomi hewan) yang kemudian
merumuskan bahwa : “sel merupakan kesatuan struktural kehidupan“.
II. STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Sel-sel tumbuhan dewasa berbeda satu dengan yang lain dalam ukuran, bentuk, struktur dan fungsinya. Walaupun
demikian semua sel tumbuhan memiliki persamaan dalam beberapa segi sehingga dapat dibanyangkan suatu hipotesis
sebuah sel yang segi-segi dasarnya ada dalam bentuk yang secara nisbi tidak termodifikasi. Sel hipotesis ini seperti
disajikan pada gambar 1, terdiri atas tiga bagian : (1) Membran sel yang dibagian luarnya di selubungi oleh dinding sel,
(2) selapis protoplasma yang melapisi dinding itu dan disebut protoplas, dan (3) rongga yang disebut vakuola sentral yang
menempati bagian terbesar ruang di dalam sel.
Gambar 1. Struktur anatomi sel tumbuhan
Dinding sel
Sel tumbuhan terdiri atas protoplas yang terselubungi oleh dinding sel. Dinding sel tumbuhan memiliki struktur yang
kompleks dengan memiliki tiga bagian fundamental yang dapat dibedakan yaitu lamela tengah, dinding sel primer dan
dinding sel sekunder. Semua sel memiliki lamela tengah dan dinding sel primer, sedangkan dinding sel sekunder hanya
pada sel-sel tipe tertentu.
Lamela tengah adalan suatu lapisan perekat antar sel yang menyekat dinding primer dua buah sel yang bersebelahan.
Lapisan ini sebagian besar terdiri atas air dan zat-zat pectin yang bersifat koloid dan bersifat plastik (dapat mudah
dibentuk) sehingga memungkinkan gerakaan antar sel dan penyesuaiannya yang diperlukan sebelum sel-sel dapat
mencapai ukuran dan bentuk dewasa.
Dinding sel primer adalah dinding sel sejati pertama yang dibentuk oleh sebuah sel baru. Walaupun air, zat-zat pektin dan
protein banyak dijumpai di dalamnya, dinding sel primer terutama terdiri atas selulosa dan hemiselulosa. Pada kondisi
tertentu dinding sel dapat menebal sehingga memenuhi ruang dalam sel. Zat-zat pembentuk dinding sel tambahan ini
disebut dinding sel sekunder yang terdiri atas dua atau lebih lapisan yang terpidah-pisah. Sel yang memiliki dinding sel
sekunder volumenya tidak dapat bertambah dengan pertumbuhan permukaan atau kembali ke kondisi awal/dinding sel
primer. Penyusun dinding sel sekunder sebagian besar selulosa dan zat-zat lain khususnya lignin (zat kayu).
Lignifikasi tidak terlalu mengganggu permeabilitas dinding sel terhadap air dan bahan-bahan terlarut, akan tetapi
mengubah sifat fisik dan kimiawi dinding sel. Dinding sel yang terlignifikasi menjadi lebih keras dan lebih tahan terhadap
tekanan dari pada dinding sel yang berselulosa.
Plasmodesmata
Plasmodesamata adalah benang-benang protoplasmik halus yang terletak pada tempat-tempat tertentu pada dinding sel
primer (yaitu pada noktah yang berupa bagian dinding sel yang tidak mengalami penebalan). Plasmodesamata dapat
menembus pori-pori kecil pada dinding sel primer dan lamella tengah diantara sel-sel yang bedekatan sehingga
protoplasma kedua sel dapat berhubungan. Plasmodesmata memudahkan proses transportasi bahan-bahan dari sebuah
sel ke sel berikutnya tanpa harus melalui selaput-selaput hidup. Adanya plasmodesmata menunjukkan bahwa tumbuhan
berperilaku lebih sebagai suatu organisme tunggal dari pada sebagai sekumpulan unit sel bebas.
Membran sel
Membran sel atau membran plasma merupakan bagian sel yang paling luar yang membatasi isi sel dan sekitarnya.
Membran ini tersusun dari dua lapisan yang terdiri dari fosfolipid (50%) dan protein/lipoprotein (50%). Membran plasma
bersifat semipermeabel atau selektif permeabel yang berfungsi mengatur gerakan materi atau transportasi zat-zat
terlarut masuk dan keluar dari sel.
Gambar 2. Membran plasma
Nukleus
Nukleus adalah inti sel yang memiliki membran inti dengan susunan molekul sama dengan membran sel yaitu berupa
lipoprotein. Pori-pori pada membran inti memungkinkan hubungan antara nukleoplasma dan sitoplasma. Fungsi utama
nukleus adalah sebagai pusat yang mengontrol kegiatan sel dan mengandung bahan-bahan yang menentukan sifat-sifat
turun-temurun suatu organisma. Didalam inti sel tersusun atas tiga komponen yaitu :
Nukleoulus (anak inti) yang berfungsi untuk menyintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat) yang
digunakan dalam perakitan ribosom.
Nukleoplasma (cairan inti) merupakan cairan yang tersusun dari protein
Butiran kromatin yang terdapat pada nukleoplasma, yang dapat menebal menjadi struktur seperti benang yaitu
kromosom yang mengandung DNA (asam deoksiribonukleat) yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui
sintesa protein.
Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan yang terdapat di dalam sel, kecuali di dalam inti sel dan organel sel. Sitoplasma bersifat
koloid yaitu tidak padat dan tidak cair. Sitoplasma terdiri atas air yang di dalamnya terlarut banyak molekul kecil, ion dan
protein. Bahan-bahan lain yang lazim terdapaat dalama sitoplasma adalah butir minyak dan berbagai macam kristal yang
dalam banyak hal tersusun dari kalsium oksalat. Ukuran partikel terlarut adalah 0,001 – 0,1 mikron dan bersifat
transparan.
Sitoplasma terikat pada permukaan luarnya oleh sebuah selaput yang disebut plasmolema (selaput plasma) dan pada
permukaan dalamnya, yang berbatasan dengan vaakuola sentral, oleh selaput lain yang disebut tonoplas (selaput
vakuola). Plasmolema dan tonoplas sangat penting dalam fisiologi sel-sel karena sebagian besar mengontrol pertukaran
bahan antara sitoplasma dan ruang diluar sitoplasma dan di dalam vakuola
Koloid sitoplasma dapat mengalami perubahan dari fase sol ke fase gel atau sebaliknya. Fase sol jika konsentrasi air tinggi
dan gel jika konsentrasi air rendah. Di dalam sitoplasma terkandung organel-organel sel atau daerah pada sitoplasma
hidup yang teralokasi khusus untuk fungsi tertentu. Organel-organel tersebut adalah :
Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma merupakan perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau
lubang seperti tabung di dalam sitoplasma. Dalam pengamatan mikroskop, retikulum endoplasma nampak seperti saluran
berkelok-kelok dan jala yang berongga-rongga. Saluran-saluran tersebut berfungsi membantu gerakan subsatansisubsatansi dari satu bagainsel ke bagian sel lainnya. Dalam sel terdapat dua tipe retikulum endoplasma (RE) yaitu
retikulum endoplasma kasar (REK) dan retikulum endoplasma halus (REH).
REK dikatakan kasar karena permukaannya diselubungi oleh ribosom sehingga tampak seperti helaian panjang kertas
pasir. Ribosom adalah tempat sintesa protein yang hasilnya akan melekat pada retikulum endoplasma dan biasanya
ditujukan untuk luar sel. REH tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya nampak halus. REH memiliki enzim-enzim
pada permukaannya yang berfungsi untuk sintesis lipid, glikogen dan persenyawaan steroid seperti kolesterol, gliserida
dan hormon.
Gambar 3. Organel sel tumbuhan : (1) Nukleus, (2) Pori-pori nuklear, (3). RE kasar, (4) RE halus, (5) Ribosom pada RE
kasar, (6) Protein yang ditranspor, (7) Vesikel transpor, (8) Badan golgi, (9) Bagian cis dari badan golgi, (10) Bagian trans
dari badan golgi dan (11) Cisternae badan golgi
Badan golgi.
Badan golgi adalah sekelompok kantong (vesikula) pipih yang dikelilingi membran. Organel ini terdapat hampir di semua
sel eukariotik. Badan golgi pada sel tumbuhan biasa disebut diktiosom. Badan golgi dibangun oleh membran yang
berbentuk sisterna, tubulus dan vesikula. Sisterna mebentuk pembuluh halus (tubulus). Dari tubulus diepaskan kantongkantong kecil yang berisi bahan-bahanyang diperlukan seperti enzim-enzim atau pembentuk dinding sel. Fungsi badan
golgi dalam sel yaitu :
Membentuk kantong-kantong (vesikula) yang bersisi enzim-enzim dan bahan lain untuk sekresi, terutama pada sel-sel
kelenjar.
Membentuk membran plasma
Membentuk dinding sel
Membentuk akrosom pada sel spermatozoa yang berisis enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan
lisosom.
Ribosom
Ribosom adalah organel kecil bergaris tengah 17 – 20 mikron yang tersusun oleh RNA ribosom dan protein. Ribosom
terdapat pada semua sel hidup dan terdapat bebas dalam sitoplasma atau melekat pada REK. Tiap ribosom terdiri atas
dua sub unit yang saling behubungan dalam suatu ikatan yang distabilkan oleh ion magnesium. Ribosom berfungsi untuk
sintesis protein, dimana pada waktu sintesis protein, ribosom mengelompok membentuk poliribosom (polisom).
Peroksisom dan glioksisom
Peroksisom adalah kantong-kantong yang memiliki membran tunggal. Peroksisom berisi berbagai enzim dan yang paling
khas adalah enzim katalase. Fungsi enzim tersebut adalah mengkatalisis perombakan hydrogen peroksida (H 2O2).
Senyawa tersebut merupakan produk metabolisme sel yang berpotensi membahayakan sel. Peroksisom juga berperan
dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat.
Glioksisom hanya terdapat pada sel tumbuhan mislnya pada lapisan aleuron biji padi-padian . aleuron merupakan bentuk
dari protein atau kristal yang terdapat dlam vakuola. Glioksisom sering ditemukan pada jaringan penyimpan lemak dari
biji yang berkecambah. Gioksisom berisi enzim pengubah lemak menjadi gula. Proses perubahan tersebut menghasilkan
energi yang diperlukan dalam perkecambahan.
Mitokondria
Mitokondria adalah organel sel penghasil energi sel. Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu membran dalam
dan membran luar. Membran luar memiliki permukaan halus, sedangkan membran dalam berlekuk-lekuk yang disebut
kista. Mitokondria adalah struktur yang mampu bereproduksi sendiri. Pada pembelahan sel, semua kitokondria membelah
diri, setenganhnya menuju ke sel anak yang satu dan setengahnya ke sela anak yang lain. Mitokondria mengandung
enzim-enzim untuk fosforilasi oksidatif dan sistem transpor electron. Pada bagian membran dalam dihasilkan enzim
pembuatn ATP dan protein yang diperlukan untuk pernafasan antar sel.
Membran dalam mitokondria terbagi menjadi dua ruang yaitu :
Ruang intermembran yaitu ruangan diantara membran luar dan membran dalam. Membran luar dapat dilalui oleh semua
molekul kecil tetapi tidak dapat dilalui protein dan molekul besar.
Matriks mitokondria : merupakan ruangan yang diselubungi oleh membran dalam. Didalam matriks tersebut tahapan
metabolisme terjadi, mengandung enzim untuk siklus Krebs dan oksidasi asam lemak, mengandung banyak butiran
protein dan DNA, ribosom dan beberapa jenis RNA. Mitokondria dapat menyintesis protein sendiri karena memiliki DNA,
RNA dan ribosom.
Plastida
Plastida adalah organel sitoplasma yang tersebar pada sel tumbuhan dan terlihat jelas di bawah mikroskop sederhana.
Plastida sangat bervariasi ukuran dan bentuknya, pada sel-sel tumbuhan berbunga biasanya berbentuk piringan kecil
bikonveks. Meskipun macam-macam plastida dihubungkan dengan fungsi-fungsi fisiologis yang tetap, namun macam
tersebut diklasifikan berdasarkan warnanya yaitu :
Gambar 4. Kloroplast dan klorofil
Leukoplast (tidak berwarna) : biasanya lazim terdapat dalam sel-sel yang tidak terkena cahaya matahari, misalnya pada
jaringan yang terletak sangat dalam pada bagian tumbuhan baik di atas maupun di dalam tanah. Fungsinya adalah
sebagai pusat sintesis dan penyimpanan makanan cadangan seperti pati.
Kloroplast yang mengandung klorofil yaitu suatu campuran pigmen yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Fungsinya
adalah menangkap energi cahaya yang diperlukan untuk proses potosintesis.
Kromoplast yang mengandung pigmen-pigmen lain yang menentukan timbulnya warna merah, jingga dan kuning pada
bagian-bagian tumbuhan. Fungsinya masih belum jelas, tetapi berhubungan dengan kemasakan buah dari mulai hijau
sampai dengan berwarna merah berhubungan dengan penurunan dan peningkatan jumlah kromoplast.
Vakuola sentral
Vakuola adalah rongga besar di bagian dalam sel yang berisi cairan vakuola yang merupakan suatu larutan cair berbagai
bahan organik dan anorganik yang kebanyakan adalah cadangan makanan atau hasil sampingan metabolisme. Vakuola
diselubungi oleh selaput vakuola yang disebut tonoplas. Umumnya vakuola tidak berwarna, namun dapat berwarna
kebiru-biruan atau kemerah-merahan karena adanya pigmen terlarut yang termasuk bahan kimia kelompok antosianin.
Pada tumbuhan muda berisi banyak vakuola berukuran kecil, akan tetapi dengan semakin matangnya usia sel maka
terbentuk vakuola yang semakin membesar. Vakuola berisi bahan-bahan antara lain : asam organik, asam amino, glukosa,
gas, garam-garam kristal, alkaloid (nikotin, kafein, kinin, tein, teobromin, solanin dan lain-lain)
Vakuola dijuluki sebagai “tangki” bahan simpanan atau eksresi. Kehadiran vakuola menjadikan sitoplasma terdorong ke
pinggiran sel sehingga protoplas dekat dengan permukaan. Dengan demikian pertukaran bahan antara sebuah sel
dengan sekelilingnya menjadi lebih efifisien. Vakuola sentral mempunyai fungsi rangka yang penting karena biasanya
volume cairan yang dikandungnya cukup besar untuk menyebabkan dinding sel bagian luar akan meregang. Tekanan ke
arah dalam pada cairan vakuola yang disebabkan oleh dinding sel yang meregang tadi menimbulkan ketegaran pada
dinding sel, dan karena itu juga pada sel secara keseluruhan. Jika terjadi penghilangan cairan dalam vakuola lebih cepat
dari pada penggantinya, tumbuhan akan mengalami kelayuan, daunnya berguguran dan batangnya merunduk. Kondisi ini
akan pulih apabila vakuola segera kembali “mengembung” sebagai akibat penyerapan air oleh akar lebih cepat dari pada
hilangnya air dari bagian-bagian lain tumbuhan itu.
STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Sel Tumbuhan
Di tinjau dari bagian-bagiannya, sel tumbuhan memiliki sedikit perbedaan dengan sel hewan. Perbedaan tersebut yakni:
pada sel tumbuhan memiliki dinding sel, plasmodesma, kloroplas, dan vakuola besar, sedangkan pada sel hewan tidak.
Bagian-bagian lain yang terdapat pada sel tumbuhan umumnya sama dengan sel hewan.
Dinding sel
Dinding sel tumbuhan terbentuk dari bahan polisakarida yaitu selulosa. Fungsi dinding sel yaitu melindungi sitoplasma
dan membran sitoplasma. Pada beberapa sel tumbuhan sel yang satu dengan sel lainnya dihubungkan dengan
plasmodesmata.
Gambar 11. Dinding sel
Plastida
Umumnya sel tumbuhan mengandung plastid, ukuran diameternya 4 -6 mikron(μ). Plastida ada yang berwarna ada yang
tidak. Plastida yang tidak berwarna disebut leukoplas sedangkan yang berwarna disebut kromoplas. Leukoplas yang
berfungsi untuk membuat amilum disebut amiloplas dan yang membuat lemak disebut lipoplas. Sedangkan kromoplas
yang mengandung klorofil disebut
kloroplas. Dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Dikenal tiga jenis plastida yaitu :
1.
Leukoplas (plastida berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan), terdiri dari:
Amiloplas (untak menyimpan amilum) dan,
Elaioplas (Lipidoplas) (untukmenyimpan lemak/minyak).
Proteoplas (untuk menyimpan protein).
2.
Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat
berlangsungnya fotosintesis.
Gambar 12. Kloroplas
1.
Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :
Karotin (kuning)
Fikodanin (biru)
Fikosantin (kuning)
Fikoeritrin (merah)
Gambar 13. Kelompok plastida
Vakuola
Vakuola terdapat baik pada sel tumbuhan maupun sel hewan, tetapi pada sel tumbuhan tampak lebih besar dan jelas
terutama pada sel yang sudah tua.Vakuola pada sel tumbuhan dikelilingi membran tunggal disebut tonoplas. Vakuola sel
tumbuhan umumnya berisi: air, phenol, antosianin dan protein, glikosida , garam-garam organic, protein, tanin (zat
penyamak), minyak eteris (misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawarZingiberine pada jahe), alkaloid (misalnya
Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain), enzim , butir-butir pati Pada boberapa spesies dikenal adanya vakuola
kontraktil dan vaknola non kontraktil. Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat
dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas vakuola.
Gambar 14. Vakuola
Peroksisom (Badan Mikro)
Peroksisom merupakan ruang metabolisme khusus yang dilingkupi oleh membran tunggal. Peroksisom mengandung
enzim yang mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen, yang menghasilkan hidrogen peroksida (H 202)
sebagai produk-samping, dari sinilah organel tersebut mengambil namanya. H202 yang dibentuk oleh metabolisme
peroksisom itu sendiri beracun, tetapi organel ini mengandung suatu enzim yang mengubah H 202 menjadi air.
Gambar 15. Peroksisom
Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim
oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati). Peroksisom tumbuh dengan cara menggabungkan protein
dan lipid yang dibuat dalam sitosol, dan memperbanyak jumlahnya dengan membelah diri menjadi dua setelah mencapai
ukuran tertentu.
Plasmodesmata
Merupakan suatu saluran terbuka pada dinding sel tumbuhan untuk memfasilitasi, komunikasi, dan transportasi bahanbahan antara sel-sel tanaman. Fungsi plasmodesmata menghubungkan ruang sitoplasmik dengan saluran khusus yang
memungkinkan pergerakan antar air, berbagai nutrisi dan molekul lainnya. Plasmodesmata berada di daerah dinding sel
yang disebut bidang pit primer.
Gambar 16. Plasmodesmata
Ringkasan sel Tumbuhan
Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil dari mahluk hidup seluler. Sel pada makhuk hidup dibedakan atas dasar
struktur sel dan ada tidaknya membran inti menjadi dua kelompok yaitu kelompok sel prokariotik dan sel eukariotik.
Sel prokariotik contohnya bakteri dan ganggang biru. Sel prokariotik tidak memiliki membran nukleus yang jelas untuk
melindungi DNA, sel eukariotik contohnya sel tumbuhan dan hewan tingkat tinggi. Sel eukaryotik memiliki kompartemen
sitoplasma yang dikelilingi membran yang jelas, nukleus berisikan DNA. Tumbuhan, fungi, dan hewan adalah eukariota.
Terdapat perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan, perbedaan tersebut
Sel Hewan terdiri atas:
Membran Plasma, Retikulum Endoplasma (RE) (RE halus (REH) dan RE kasar (REK)), Badan Golgi, Lisosom, Mitokondria,
Sentrosom, Inti atau Nukleus, Mikrotubulus, Mikrofilamen.
Sel Tumbuhan terdiri atas:
Dinding sel, Plastida, Vakuola, Peroksisom (Badan Mikro), plasmodesmata.
Tentang Kami
Kelas X
Kelas XI
Kelas XII
Download
Berdasarkan penemuan sel oleh Robert Hooke, berkembanglah teori-teori mengenai sel. Jacob Schleiden dan Theodor
Schwan mengemukakan bahwa sel merupakan unit struktural terkecil pada makhluk hidup. Menurut Max Schultze, sel
merupakan kesatuan fungsional kehidupan. Rudolph Virchow berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae (semua sel
berasal dari sel sebelumnya). Adapun teori mengenai sel sebagai unit hereditas makhluk hidup dikemukakan oleh Robert
Brown, Felix Durjadin, dan Johanes Purkinye.
Berdasarkan ada-tidaknya membran inti sel, sel dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotikdan sel eukariotik.
Sel prokariotik hanya ditemukan pada Bakteri (Eubacteria dan Archaebacteria). 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. Proartinya
sebelum dan karyonartinya
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
dibandingkan sel prokariotik. Berikut ini tabel perbedaan antara sel prokariotik dan sel eukariotik.
Tabel 1. Perbedaaan antara sel prokariotik dan eukariotik
Tabel 2. Perbandingan struktur dan organel sel prokariotik dengan sel eukariotik
1. Struktur Sel Prokariotik
Sel prokariotik yaitu sel yang tidak memiliki membran inti. Makhluk hidup uniseluler termasuk golongan sel prokariotik,
contoh bakteri (Bacteria) dan sianobakteri (Cyanobacteria). Struktur sel prokariotik sebagai berikut.
a.
Dinding sel tersusun dari peptidoglikan, lipid, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi
bentuk tubuh.
b. Membran plasma tersusun dari molekul lipid atau protein. Membran plasma berfungsi sebagai pelindung
molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya.
c. Sitoplasma tersusun dari air, protein, lipid, mineral, dan enzim-enzim. Enzim-enzim untuk mencerna makanan
secara intraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel.
d. Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Pada membran mesosom terdapat enzim-enzim pernapasan
yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.
e. Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein.
f. DNA tersusun dari gula deoksiribosa, fosfat, dan basabasa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi
genetik yaitu sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya.
g. RNA merupakan persenyawaan hasil transkripsi DNA. RNA berfungsi membuat kode-kode genetik sesuai
pesanan DNA, kemudian akan
diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesis protein.
2. Struktur Sel Eukariotik
Sel eukariotik yaitu sel yang memiliki membran inti dan sistem endomembran. Sistem endomembran yaitu
organelorganel bermembran seperti retikulum
endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, dan lisosom. Sel hewan dan sel tumbuhan tergolong sel eukariotik. Struktur sel
eukariotik terdiri atas tiga komponen utama yaitu membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel.
Gambar: Struktur umum sel eukariotik
Sel eukariotik pada sel tumbuhan dan sel hewan berbeda. Berikut ini gambar perbandingan antara sel hewan dengan sel
tumbuhan.
Gambar struktur sel tumbuhan (atas) dan sel hewan (bawah).
Adapun keterangan mengenai struktur selnya sebagai berikut.
a. Membran Plasma
Membran plasma merupakan bagian terluar sel yang melindungi protoplasma. Membran plasma bersifat selektif
permeabel, artinya hanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion.
Membran plasma berfungsi melindungi isi sel, mengatur ke luar masuknya berbagai zat, dan sebagai tempat reaksi
respirasi dan oksidasi.
Membran plasma terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid, glikolipid,
dan sterol. Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan yaitu
lapisan protein perifer dan integral. Perhatikan struktur membran plasma berikut!
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 Fosfolipid membran sel. Sumber: biomoocnews.blogspot.com
b. Sitoplasma
Sitoplasma adalah cairan sel yang berada di luar membran inti. Komponen utama penyusun sitoplasma sebagai berikut.
1) Cairan seperti gel yang disebut sitosol.
2) Substansi genetik simpanan dalam sitoplasma.
3) Sitoskeleton yang berfungsi sebagai kerangka sel.
4) Organel-organel sel.
Gambar : Sitoplasma
Sifat-sifat fisikawi matriks sitoplasma meliputi efek Tyndal, gerak Brown, gerak siklosis, memiliki tegangan permukaan,
dan bersifat elektrolit. Sifat biologis matriks sitoplasma meliputi mampu mengenali rangsang (iritabilita) dan mengantar
rangsang (konduktivitas). Adapun fungsi sitoplasma yaitu sebagai sumber bahan kimia penting bagi sel dan tempat
terjadinya reaksi metabolisme.
c. Organel-Organel Sel
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. Organel-organel sel terdapat dalam sitoplasma. Macam-macam organel penyusun sel
sebagai berikut.
1) Inti Sel (Nukleus)
Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter sekitar 10 µm. Nukleus berfungsi sebagai
pengatur pembelahan sel, pengendali seluruh kegiatan sel, dan pembawa informasi genetik.
Gambar Inti sel (nukleus).
Inti sel terdiri atas beberapa bagian, yaitu membran, kromatin, anak inti (nukleolus), dan cairan inti (nuclear sap). Cairan
inti merupakan cairan yang di dalamnya terdapat nukleolus dan kromatin. Kromatin mengandung materi genetik berupa
DNA serta protein. Ketika sel membelah, kromosom dapat terlihat sebagai bentuk tebal dan memanjang. Kromosom
adalah cetak-biru (blue print) sel. Kromosom mengatur kapan dan bagaimana sel membelah diri, menghasilkan proteinprotein tertentu, serta berdiferensiasi.
Nukleus merupakan struktur yang jelas terlihat pada saat sel belum membelah diri. Nukleus terlibat dalam pembentukan
ribosom–suatu organel sel yang berperan dalam pembentukan protein. Nukleus mengatur sintesis protein dalam
sitoplasma dengan mengirimkan pesan genetik dalam bentuk ribonucleic acid(RNA). RNA ini disebut messengerRNA
(mRNA). Pembentukan mRNA terjadi di nukleus berdasarkan instruksi yang diberikan DNA. Setelah itu, mRNA membawa
pesan genetik ke sitoplasma melalui pori membran inti untuk diterjemahkan di ribosom menjadi protein.
Protein ini akan digunakan untuk menggantikan protein yang hilang, membentuk enzim, atau mengirimkan sinyal pada
bagian sel yang lain. Membran inti memiliki struktur yang sama dengan struktur membran sel. Di membran inti, terdapat
pori atau lubang-lubang yang memungkinkan keluar-masuknya benda atau zat tertentu. Dengan kata lain, melalui lubanglubang tersebut, inti sel ‘berkomunikasi’ dengan bagian-bagian sel serta sel yang lain.
2). Retikulum Endoplasma (RE)
Retikulum endoplasma merupakan jaringan yang tersusun oleh membran yang berbentuk seperti jala. Terdapat dua tipe
retikulum endoplasma yaitu RE kasar dan RE halus. RE kasar adalah RE yang ditempeli ribosom dan tampak berbintilbintil. RE halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom. RE memiliki beberapa fungsi berikut.
a) Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus).
b) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar).
c) Transportasi molekul-molekul (RE kasar dan RE halus).
d) Menetralkan racun (detoksifikasi).
Gambar 1: Posisi Retikulum endoplasma
Dilihat secara tiga dimensi, sistem membran pada retikulum endoplasma bersatu dengan membran sel dan membran inti.
Retikulum endoplasma ada yang tampak kasar (RE kasar) dan ada pula yang tampak halus (RE halus). Pada permukaan
membran RE kasar terdapat ribosom yang menempel. Ribosom yang menempel membuat RE terlihat kasar (Gambar
bawah kiri). RE kasar berperan dalam pembentukan membran dan protein. Adapun RE halus berperan dalam
pembentukan lemak, menetralisir racun, dan penyimpanan kalsium yang berguna pada kontraksi sel otot.
Gambar: RE kasar (kiri) dan RE halus (kanan)
3).Ribosom
Pada permukaan dalam membran retikulum endoplasma sel eukariotik tersebar organel-organel. Salah satu organel
tersebut adalah ribosom. Ribosom berperan penting dalam proses pembentukan protein. Pada sel yang aktif, terdapat
ribosom dalam yang banyak. Selain di RE, ribosom banyak terdapat juga di anak inti (nukleolus).
Gambar: Wujud Ribosom di bawah mikroskop elektron
Gambar: Ribosom ada yang menempel pada RE ada yang bebas melayang di sitoplasma
Gambar: Struktur sub unit ribosom yang terdiri atas sub unit kecil dan besar
Gambar: Ribosom sedang melaksanakan tugasnya untuk menyintesis protein.
4).Kompleks Golgi/ Badan Golgi
Kompleks Golgi tersebar dalam sitoplasma dan merupakan salah satu komponen terbesar dalam sel. Kompleks Golgi
mempunyai hubungan yang erat dengan RE dalam sintesis protein. Selain itu, kompleks Golgi juga mempunyai beberapa
fungsi sebagai berikut.
a) Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin.
b) Membentuk membran plasma.
c) Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel.
d) Membentuk akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur, dan lisosom.
Gambar: Badan Golgi
Badan Golgi berbentuk seperti kantung yang pipih, dibatasi oleh membran. Beberapa badan Golgi sering terlihat
berdekatan dan membentuk kantung-kantung yang bertumpuk. Badan Golgi diduga sebagai salah satu bentuk dari sistem
membran pada RE. Badan Golgi kadang terlihat berada berdekatan dengan RE.
Fungsi badan Golgi terutama dalam pengolahan protein yang baru disintesis. Badan Golgi memotong protein berukuran
besar yang dihasilkan ribosom menjadi protein-protein berukuran kecil seperti hormon dan neurotransmiter(bahan
penerus informasi pada sistem saraf). Badan Golgi juga berfungsi menambahkan molekul glukosa ketika proses sintesis
glikoprotein. Pada sel-sel kelenjar, jumlah badan Golgi lebih melimpah dibandingkan sel-sel lain. Hal ini berhubungan
dengan pembentukan sekresi mukus berupa mukopolisakarida yang melibatkan badan Golgi.
Sumber gambar: medcell.med.yale.edu
5). Mitokondria
Mitokondria memiliki dua jenis membran yaitu membran luar dan membran dalam. Kedua membran ini bersifat kuat,
fleksibel, stabil, dan tersusun dari lipoprotein. Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan yang disebut krista. Tonjolantonjolan tersebut berfungsi untuk memperluas permukaan agar penyerapan oksigen lebih efektif.
Gambar: Mitokondria dengan dua lapis membran dan krista
Ruangan dalam mitokondria berisi cairan yang disebut matriks mitokondria. Di dalam matriks mitokondria terdapat enzim
pernapasan, DNA, RNA, dan protein. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi,
fosforilasi oksidatif, dan sistem transfer elektron. Secara sederhana, reaksi oksidasi makanan dapat ditulis sebagai
berikut.
Banyaknya jumlah mitokondria dalam sel, bergantung pada seberapa aktif sel-sel tersebut. Misalnya, pada sel otot,
memiliki mitokondria lebih banyak dibandingkan sel yang pasif. Semakin banyak mitokondria, semakin tinggi frekuensi
proses respirasi.
Organel-organel yang telah diuraikan sebelumnya adalah organel-organel yang dimiliki oleh sel hewan dan sel tumbuhan.
Beberapa organel berikutnya, hanya ditemukan pada sel hewan atau sel tumbuhan saja.
I. SEL TUMBUHAN
Sel merupakan penyusun tubuh makhluk hidup sebagaimana telah dibuktikan melalui pengamatan mikroskopis oleh
Mathias Schleiden (seorang ahli anatomi tumbuhan) dan Theodor Schwann (seorang ahli anatomi hewan) yang kemudian
merumuskan bahwa : “sel merupakan kesatuan struktural kehidupan“.
II. STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Sel-sel tumbuhan dewasa berbeda satu dengan yang lain dalam ukuran, bentuk, struktur dan fungsinya. Walaupun
demikian semua sel tumbuhan memiliki persamaan dalam beberapa segi sehingga dapat dibanyangkan suatu hipotesis
sebuah sel yang segi-segi dasarnya ada dalam bentuk yang secara nisbi tidak termodifikasi. Sel hipotesis ini seperti
disajikan pada gambar 1, terdiri atas tiga bagian : (1) Membran sel yang dibagian luarnya di selubungi oleh dinding sel,
(2) selapis protoplasma yang melapisi dinding itu dan disebut protoplas, dan (3) rongga yang disebut vakuola sentral yang
menempati bagian terbesar ruang di dalam sel.
Gambar 1. Struktur anatomi sel tumbuhan
Dinding sel
Sel tumbuhan terdiri atas protoplas yang terselubungi oleh dinding sel. Dinding sel tumbuhan memiliki struktur yang
kompleks dengan memiliki tiga bagian fundamental yang dapat dibedakan yaitu lamela tengah, dinding sel primer dan
dinding sel sekunder. Semua sel memiliki lamela tengah dan dinding sel primer, sedangkan dinding sel sekunder hanya
pada sel-sel tipe tertentu.
Lamela tengah adalan suatu lapisan perekat antar sel yang menyekat dinding primer dua buah sel yang bersebelahan.
Lapisan ini sebagian besar terdiri atas air dan zat-zat pectin yang bersifat koloid dan bersifat plastik (dapat mudah
dibentuk) sehingga memungkinkan gerakaan antar sel dan penyesuaiannya yang diperlukan sebelum sel-sel dapat
mencapai ukuran dan bentuk dewasa.
Dinding sel primer adalah dinding sel sejati pertama yang dibentuk oleh sebuah sel baru. Walaupun air, zat-zat pektin dan
protein banyak dijumpai di dalamnya, dinding sel primer terutama terdiri atas selulosa dan hemiselulosa. Pada kondisi
tertentu dinding sel dapat menebal sehingga memenuhi ruang dalam sel. Zat-zat pembentuk dinding sel tambahan ini
disebut dinding sel sekunder yang terdiri atas dua atau lebih lapisan yang terpidah-pisah. Sel yang memiliki dinding sel
sekunder volumenya tidak dapat bertambah dengan pertumbuhan permukaan atau kembali ke kondisi awal/dinding sel
primer. Penyusun dinding sel sekunder sebagian besar selulosa dan zat-zat lain khususnya lignin (zat kayu).
Lignifikasi tidak terlalu mengganggu permeabilitas dinding sel terhadap air dan bahan-bahan terlarut, akan tetapi
mengubah sifat fisik dan kimiawi dinding sel. Dinding sel yang terlignifikasi menjadi lebih keras dan lebih tahan terhadap
tekanan dari pada dinding sel yang berselulosa.
Plasmodesmata
Plasmodesamata adalah benang-benang protoplasmik halus yang terletak pada tempat-tempat tertentu pada dinding sel
primer (yaitu pada noktah yang berupa bagian dinding sel yang tidak mengalami penebalan). Plasmodesamata dapat
menembus pori-pori kecil pada dinding sel primer dan lamella tengah diantara sel-sel yang bedekatan sehingga
protoplasma kedua sel dapat berhubungan. Plasmodesmata memudahkan proses transportasi bahan-bahan dari sebuah
sel ke sel berikutnya tanpa harus melalui selaput-selaput hidup. Adanya plasmodesmata menunjukkan bahwa tumbuhan
berperilaku lebih sebagai suatu organisme tunggal dari pada sebagai sekumpulan unit sel bebas.
Membran sel
Membran sel atau membran plasma merupakan bagian sel yang paling luar yang membatasi isi sel dan sekitarnya.
Membran ini tersusun dari dua lapisan yang terdiri dari fosfolipid (50%) dan protein/lipoprotein (50%). Membran plasma
bersifat semipermeabel atau selektif permeabel yang berfungsi mengatur gerakan materi atau transportasi zat-zat
terlarut masuk dan keluar dari sel.
Gambar 2. Membran plasma
Nukleus
Nukleus adalah inti sel yang memiliki membran inti dengan susunan molekul sama dengan membran sel yaitu berupa
lipoprotein. Pori-pori pada membran inti memungkinkan hubungan antara nukleoplasma dan sitoplasma. Fungsi utama
nukleus adalah sebagai pusat yang mengontrol kegiatan sel dan mengandung bahan-bahan yang menentukan sifat-sifat
turun-temurun suatu organisma. Didalam inti sel tersusun atas tiga komponen yaitu :
Nukleoulus (anak inti) yang berfungsi untuk menyintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat) yang
digunakan dalam perakitan ribosom.
Nukleoplasma (cairan inti) merupakan cairan yang tersusun dari protein
Butiran kromatin yang terdapat pada nukleoplasma, yang dapat menebal menjadi struktur seperti benang yaitu
kromosom yang mengandung DNA (asam deoksiribonukleat) yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui
sintesa protein.
Sitoplasma
Sitoplasma merupakan cairan yang terdapat di dalam sel, kecuali di dalam inti sel dan organel sel. Sitoplasma bersifat
koloid yaitu tidak padat dan tidak cair. Sitoplasma terdiri atas air yang di dalamnya terlarut banyak molekul kecil, ion dan
protein. Bahan-bahan lain yang lazim terdapaat dalama sitoplasma adalah butir minyak dan berbagai macam kristal yang
dalam banyak hal tersusun dari kalsium oksalat. Ukuran partikel terlarut adalah 0,001 – 0,1 mikron dan bersifat
transparan.
Sitoplasma terikat pada permukaan luarnya oleh sebuah selaput yang disebut plasmolema (selaput plasma) dan pada
permukaan dalamnya, yang berbatasan dengan vaakuola sentral, oleh selaput lain yang disebut tonoplas (selaput
vakuola). Plasmolema dan tonoplas sangat penting dalam fisiologi sel-sel karena sebagian besar mengontrol pertukaran
bahan antara sitoplasma dan ruang diluar sitoplasma dan di dalam vakuola
Koloid sitoplasma dapat mengalami perubahan dari fase sol ke fase gel atau sebaliknya. Fase sol jika konsentrasi air tinggi
dan gel jika konsentrasi air rendah. Di dalam sitoplasma terkandung organel-organel sel atau daerah pada sitoplasma
hidup yang teralokasi khusus untuk fungsi tertentu. Organel-organel tersebut adalah :
Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma merupakan perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau
lubang seperti tabung di dalam sitoplasma. Dalam pengamatan mikroskop, retikulum endoplasma nampak seperti saluran
berkelok-kelok dan jala yang berongga-rongga. Saluran-saluran tersebut berfungsi membantu gerakan subsatansisubsatansi dari satu bagainsel ke bagian sel lainnya. Dalam sel terdapat dua tipe retikulum endoplasma (RE) yaitu
retikulum endoplasma kasar (REK) dan retikulum endoplasma halus (REH).
REK dikatakan kasar karena permukaannya diselubungi oleh ribosom sehingga tampak seperti helaian panjang kertas
pasir. Ribosom adalah tempat sintesa protein yang hasilnya akan melekat pada retikulum endoplasma dan biasanya
ditujukan untuk luar sel. REH tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya nampak halus. REH memiliki enzim-enzim
pada permukaannya yang berfungsi untuk sintesis lipid, glikogen dan persenyawaan steroid seperti kolesterol, gliserida
dan hormon.
Gambar 3. Organel sel tumbuhan : (1) Nukleus, (2) Pori-pori nuklear, (3). RE kasar, (4) RE halus, (5) Ribosom pada RE
kasar, (6) Protein yang ditranspor, (7) Vesikel transpor, (8) Badan golgi, (9) Bagian cis dari badan golgi, (10) Bagian trans
dari badan golgi dan (11) Cisternae badan golgi
Badan golgi.
Badan golgi adalah sekelompok kantong (vesikula) pipih yang dikelilingi membran. Organel ini terdapat hampir di semua
sel eukariotik. Badan golgi pada sel tumbuhan biasa disebut diktiosom. Badan golgi dibangun oleh membran yang
berbentuk sisterna, tubulus dan vesikula. Sisterna mebentuk pembuluh halus (tubulus). Dari tubulus diepaskan kantongkantong kecil yang berisi bahan-bahanyang diperlukan seperti enzim-enzim atau pembentuk dinding sel. Fungsi badan
golgi dalam sel yaitu :
Membentuk kantong-kantong (vesikula) yang bersisi enzim-enzim dan bahan lain untuk sekresi, terutama pada sel-sel
kelenjar.
Membentuk membran plasma
Membentuk dinding sel
Membentuk akrosom pada sel spermatozoa yang berisis enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan
lisosom.
Ribosom
Ribosom adalah organel kecil bergaris tengah 17 – 20 mikron yang tersusun oleh RNA ribosom dan protein. Ribosom
terdapat pada semua sel hidup dan terdapat bebas dalam sitoplasma atau melekat pada REK. Tiap ribosom terdiri atas
dua sub unit yang saling behubungan dalam suatu ikatan yang distabilkan oleh ion magnesium. Ribosom berfungsi untuk
sintesis protein, dimana pada waktu sintesis protein, ribosom mengelompok membentuk poliribosom (polisom).
Peroksisom dan glioksisom
Peroksisom adalah kantong-kantong yang memiliki membran tunggal. Peroksisom berisi berbagai enzim dan yang paling
khas adalah enzim katalase. Fungsi enzim tersebut adalah mengkatalisis perombakan hydrogen peroksida (H 2O2).
Senyawa tersebut merupakan produk metabolisme sel yang berpotensi membahayakan sel. Peroksisom juga berperan
dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat.
Glioksisom hanya terdapat pada sel tumbuhan mislnya pada lapisan aleuron biji padi-padian . aleuron merupakan bentuk
dari protein atau kristal yang terdapat dlam vakuola. Glioksisom sering ditemukan pada jaringan penyimpan lemak dari
biji yang berkecambah. Gioksisom berisi enzim pengubah lemak menjadi gula. Proses perubahan tersebut menghasilkan
energi yang diperlukan dalam perkecambahan.
Mitokondria
Mitokondria adalah organel sel penghasil energi sel. Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu membran dalam
dan membran luar. Membran luar memiliki permukaan halus, sedangkan membran dalam berlekuk-lekuk yang disebut
kista. Mitokondria adalah struktur yang mampu bereproduksi sendiri. Pada pembelahan sel, semua kitokondria membelah
diri, setenganhnya menuju ke sel anak yang satu dan setengahnya ke sela anak yang lain. Mitokondria mengandung
enzim-enzim untuk fosforilasi oksidatif dan sistem transpor electron. Pada bagian membran dalam dihasilkan enzim
pembuatn ATP dan protein yang diperlukan untuk pernafasan antar sel.
Membran dalam mitokondria terbagi menjadi dua ruang yaitu :
Ruang intermembran yaitu ruangan diantara membran luar dan membran dalam. Membran luar dapat dilalui oleh semua
molekul kecil tetapi tidak dapat dilalui protein dan molekul besar.
Matriks mitokondria : merupakan ruangan yang diselubungi oleh membran dalam. Didalam matriks tersebut tahapan
metabolisme terjadi, mengandung enzim untuk siklus Krebs dan oksidasi asam lemak, mengandung banyak butiran
protein dan DNA, ribosom dan beberapa jenis RNA. Mitokondria dapat menyintesis protein sendiri karena memiliki DNA,
RNA dan ribosom.
Plastida
Plastida adalah organel sitoplasma yang tersebar pada sel tumbuhan dan terlihat jelas di bawah mikroskop sederhana.
Plastida sangat bervariasi ukuran dan bentuknya, pada sel-sel tumbuhan berbunga biasanya berbentuk piringan kecil
bikonveks. Meskipun macam-macam plastida dihubungkan dengan fungsi-fungsi fisiologis yang tetap, namun macam
tersebut diklasifikan berdasarkan warnanya yaitu :
Gambar 4. Kloroplast dan klorofil
Leukoplast (tidak berwarna) : biasanya lazim terdapat dalam sel-sel yang tidak terkena cahaya matahari, misalnya pada
jaringan yang terletak sangat dalam pada bagian tumbuhan baik di atas maupun di dalam tanah. Fungsinya adalah
sebagai pusat sintesis dan penyimpanan makanan cadangan seperti pati.
Kloroplast yang mengandung klorofil yaitu suatu campuran pigmen yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Fungsinya
adalah menangkap energi cahaya yang diperlukan untuk proses potosintesis.
Kromoplast yang mengandung pigmen-pigmen lain yang menentukan timbulnya warna merah, jingga dan kuning pada
bagian-bagian tumbuhan. Fungsinya masih belum jelas, tetapi berhubungan dengan kemasakan buah dari mulai hijau
sampai dengan berwarna merah berhubungan dengan penurunan dan peningkatan jumlah kromoplast.
Vakuola sentral
Vakuola adalah rongga besar di bagian dalam sel yang berisi cairan vakuola yang merupakan suatu larutan cair berbagai
bahan organik dan anorganik yang kebanyakan adalah cadangan makanan atau hasil sampingan metabolisme. Vakuola
diselubungi oleh selaput vakuola yang disebut tonoplas. Umumnya vakuola tidak berwarna, namun dapat berwarna
kebiru-biruan atau kemerah-merahan karena adanya pigmen terlarut yang termasuk bahan kimia kelompok antosianin.
Pada tumbuhan muda berisi banyak vakuola berukuran kecil, akan tetapi dengan semakin matangnya usia sel maka
terbentuk vakuola yang semakin membesar. Vakuola berisi bahan-bahan antara lain : asam organik, asam amino, glukosa,
gas, garam-garam kristal, alkaloid (nikotin, kafein, kinin, tein, teobromin, solanin dan lain-lain)
Vakuola dijuluki sebagai “tangki” bahan simpanan atau eksresi. Kehadiran vakuola menjadikan sitoplasma terdorong ke
pinggiran sel sehingga protoplas dekat dengan permukaan. Dengan demikian pertukaran bahan antara sebuah sel
dengan sekelilingnya menjadi lebih efifisien. Vakuola sentral mempunyai fungsi rangka yang penting karena biasanya
volume cairan yang dikandungnya cukup besar untuk menyebabkan dinding sel bagian luar akan meregang. Tekanan ke
arah dalam pada cairan vakuola yang disebabkan oleh dinding sel yang meregang tadi menimbulkan ketegaran pada
dinding sel, dan karena itu juga pada sel secara keseluruhan. Jika terjadi penghilangan cairan dalam vakuola lebih cepat
dari pada penggantinya, tumbuhan akan mengalami kelayuan, daunnya berguguran dan batangnya merunduk. Kondisi ini
akan pulih apabila vakuola segera kembali “mengembung” sebagai akibat penyerapan air oleh akar lebih cepat dari pada
hilangnya air dari bagian-bagian lain tumbuhan itu.
STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Sel Tumbuhan
Di tinjau dari bagian-bagiannya, sel tumbuhan memiliki sedikit perbedaan dengan sel hewan. Perbedaan tersebut yakni:
pada sel tumbuhan memiliki dinding sel, plasmodesma, kloroplas, dan vakuola besar, sedangkan pada sel hewan tidak.
Bagian-bagian lain yang terdapat pada sel tumbuhan umumnya sama dengan sel hewan.
Dinding sel
Dinding sel tumbuhan terbentuk dari bahan polisakarida yaitu selulosa. Fungsi dinding sel yaitu melindungi sitoplasma
dan membran sitoplasma. Pada beberapa sel tumbuhan sel yang satu dengan sel lainnya dihubungkan dengan
plasmodesmata.
Gambar 11. Dinding sel
Plastida
Umumnya sel tumbuhan mengandung plastid, ukuran diameternya 4 -6 mikron(μ). Plastida ada yang berwarna ada yang
tidak. Plastida yang tidak berwarna disebut leukoplas sedangkan yang berwarna disebut kromoplas. Leukoplas yang
berfungsi untuk membuat amilum disebut amiloplas dan yang membuat lemak disebut lipoplas. Sedangkan kromoplas
yang mengandung klorofil disebut
kloroplas. Dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Dikenal tiga jenis plastida yaitu :
1.
Leukoplas (plastida berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan), terdiri dari:
Amiloplas (untak menyimpan amilum) dan,
Elaioplas (Lipidoplas) (untukmenyimpan lemak/minyak).
Proteoplas (untuk menyimpan protein).
2.
Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat
berlangsungnya fotosintesis.
Gambar 12. Kloroplas
1.
Kromoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya :
Karotin (kuning)
Fikodanin (biru)
Fikosantin (kuning)
Fikoeritrin (merah)
Gambar 13. Kelompok plastida
Vakuola
Vakuola terdapat baik pada sel tumbuhan maupun sel hewan, tetapi pada sel tumbuhan tampak lebih besar dan jelas
terutama pada sel yang sudah tua.Vakuola pada sel tumbuhan dikelilingi membran tunggal disebut tonoplas. Vakuola sel
tumbuhan umumnya berisi: air, phenol, antosianin dan protein, glikosida , garam-garam organic, protein, tanin (zat
penyamak), minyak eteris (misalnya Jasmine pada melati, Roseine pada mawarZingiberine pada jahe), alkaloid (misalnya
Kafein, Kinin, Nikotin, Likopersin dan lain-lain), enzim , butir-butir pati Pada boberapa spesies dikenal adanya vakuola
kontraktil dan vaknola non kontraktil. Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel. Benda ini dapat
dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas vakuola.
Gambar 14. Vakuola
Peroksisom (Badan Mikro)
Peroksisom merupakan ruang metabolisme khusus yang dilingkupi oleh membran tunggal. Peroksisom mengandung
enzim yang mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen, yang menghasilkan hidrogen peroksida (H 202)
sebagai produk-samping, dari sinilah organel tersebut mengambil namanya. H202 yang dibentuk oleh metabolisme
peroksisom itu sendiri beracun, tetapi organel ini mengandung suatu enzim yang mengubah H 202 menjadi air.
Gambar 15. Peroksisom
Ukurannya sama seperti Lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim
oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati). Peroksisom tumbuh dengan cara menggabungkan protein
dan lipid yang dibuat dalam sitosol, dan memperbanyak jumlahnya dengan membelah diri menjadi dua setelah mencapai
ukuran tertentu.
Plasmodesmata
Merupakan suatu saluran terbuka pada dinding sel tumbuhan untuk memfasilitasi, komunikasi, dan transportasi bahanbahan antara sel-sel tanaman. Fungsi plasmodesmata menghubungkan ruang sitoplasmik dengan saluran khusus yang
memungkinkan pergerakan antar air, berbagai nutrisi dan molekul lainnya. Plasmodesmata berada di daerah dinding sel
yang disebut bidang pit primer.
Gambar 16. Plasmodesmata
Ringkasan sel Tumbuhan
Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil dari mahluk hidup seluler. Sel pada makhuk hidup dibedakan atas dasar
struktur sel dan ada tidaknya membran inti menjadi dua kelompok yaitu kelompok sel prokariotik dan sel eukariotik.
Sel prokariotik contohnya bakteri dan ganggang biru. Sel prokariotik tidak memiliki membran nukleus yang jelas untuk
melindungi DNA, sel eukariotik contohnya sel tumbuhan dan hewan tingkat tinggi. Sel eukaryotik memiliki kompartemen
sitoplasma yang dikelilingi membran yang jelas, nukleus berisikan DNA. Tumbuhan, fungi, dan hewan adalah eukariota.
Terdapat perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan, perbedaan tersebut
Sel Hewan terdiri atas:
Membran Plasma, Retikulum Endoplasma (RE) (RE halus (REH) dan RE kasar (REK)), Badan Golgi, Lisosom, Mitokondria,
Sentrosom, Inti atau Nukleus, Mikrotubulus, Mikrofilamen.
Sel Tumbuhan terdiri atas:
Dinding sel, Plastida, Vakuola, Peroksisom (Badan Mikro), plasmodesmata.
Tentang Kami
Kelas X
Kelas XI
Kelas XII
Download
Berdasarkan penemuan sel oleh Robert Hooke, berkembanglah teori-teori mengenai sel. Jacob Schleiden dan Theodor
Schwan mengemukakan bahwa sel merupakan unit struktural terkecil pada makhluk hidup. Menurut Max Schultze, sel
merupakan kesatuan fungsional kehidupan. Rudolph Virchow berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae (semua sel
berasal dari sel sebelumnya). Adapun teori mengenai sel sebagai unit hereditas makhluk hidup dikemukakan oleh Robert
Brown, Felix Durjadin, dan Johanes Purkinye.
Berdasarkan ada-tidaknya membran inti sel, sel dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotikdan sel eukariotik.
Sel prokariotik hanya ditemukan pada Bakteri (Eubacteria dan Archaebacteria). 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. Proartinya
sebelum dan karyonartinya
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
dibandingkan sel prokariotik. Berikut ini tabel perbedaan antara sel prokariotik dan sel eukariotik.
Tabel 1. Perbedaaan antara sel prokariotik dan eukariotik
Tabel 2. Perbandingan struktur dan organel sel prokariotik dengan sel eukariotik
1. Struktur Sel Prokariotik
Sel prokariotik yaitu sel yang tidak memiliki membran inti. Makhluk hidup uniseluler termasuk golongan sel prokariotik,
contoh bakteri (Bacteria) dan sianobakteri (Cyanobacteria). Struktur sel prokariotik sebagai berikut.
a.
Dinding sel tersusun dari peptidoglikan, lipid, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi
bentuk tubuh.
b. Membran plasma tersusun dari molekul lipid atau protein. Membran plasma berfungsi sebagai pelindung
molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya.
c. Sitoplasma tersusun dari air, protein, lipid, mineral, dan enzim-enzim. Enzim-enzim untuk mencerna makanan
secara intraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel.
d. Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Pada membran mesosom terdapat enzim-enzim pernapasan
yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.
e. Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein.
f. DNA tersusun dari gula deoksiribosa, fosfat, dan basabasa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi
genetik yaitu sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya.
g. RNA merupakan persenyawaan hasil transkripsi DNA. RNA berfungsi membuat kode-kode genetik sesuai
pesanan DNA, kemudian akan
diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesis protein.
2. Struktur Sel Eukariotik
Sel eukariotik yaitu sel yang memiliki membran inti dan sistem endomembran. Sistem endomembran yaitu
organelorganel bermembran seperti retikulum
endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, dan lisosom. Sel hewan dan sel tumbuhan tergolong sel eukariotik. Struktur sel
eukariotik terdiri atas tiga komponen utama yaitu membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel.
Gambar: Struktur umum sel eukariotik
Sel eukariotik pada sel tumbuhan dan sel hewan berbeda. Berikut ini gambar perbandingan antara sel hewan dengan sel
tumbuhan.
Gambar struktur sel tumbuhan (atas) dan sel hewan (bawah).
Adapun keterangan mengenai struktur selnya sebagai berikut.
a. Membran Plasma
Membran plasma merupakan bagian terluar sel yang melindungi protoplasma. Membran plasma bersifat selektif
permeabel, artinya hanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion.
Membran plasma berfungsi melindungi isi sel, mengatur ke luar masuknya berbagai zat, dan sebagai tempat reaksi
respirasi dan oksidasi.
Membran plasma terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid, glikolipid,
dan sterol. Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan yaitu
lapisan protein perifer dan integral. Perhatikan struktur membran plasma berikut!
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 Fosfolipid membran sel. Sumber: biomoocnews.blogspot.com
b. Sitoplasma
Sitoplasma adalah cairan sel yang berada di luar membran inti. Komponen utama penyusun sitoplasma sebagai berikut.
1) Cairan seperti gel yang disebut sitosol.
2) Substansi genetik simpanan dalam sitoplasma.
3) Sitoskeleton yang berfungsi sebagai kerangka sel.
4) Organel-organel sel.
Gambar : Sitoplasma
Sifat-sifat fisikawi matriks sitoplasma meliputi efek Tyndal, gerak Brown, gerak siklosis, memiliki tegangan permukaan,
dan bersifat elektrolit. Sifat biologis matriks sitoplasma meliputi mampu mengenali rangsang (iritabilita) dan mengantar
rangsang (konduktivitas). Adapun fungsi sitoplasma yaitu sebagai sumber bahan kimia penting bagi sel dan tempat
terjadinya reaksi metabolisme.
c. Organel-Organel Sel
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. Organel-organel sel terdapat dalam sitoplasma. Macam-macam organel penyusun sel
sebagai berikut.
1) Inti Sel (Nukleus)
Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter sekitar 10 µm. Nukleus berfungsi sebagai
pengatur pembelahan sel, pengendali seluruh kegiatan sel, dan pembawa informasi genetik.
Gambar Inti sel (nukleus).
Inti sel terdiri atas beberapa bagian, yaitu membran, kromatin, anak inti (nukleolus), dan cairan inti (nuclear sap). Cairan
inti merupakan cairan yang di dalamnya terdapat nukleolus dan kromatin. Kromatin mengandung materi genetik berupa
DNA serta protein. Ketika sel membelah, kromosom dapat terlihat sebagai bentuk tebal dan memanjang. Kromosom
adalah cetak-biru (blue print) sel. Kromosom mengatur kapan dan bagaimana sel membelah diri, menghasilkan proteinprotein tertentu, serta berdiferensiasi.
Nukleus merupakan struktur yang jelas terlihat pada saat sel belum membelah diri. Nukleus terlibat dalam pembentukan
ribosom–suatu organel sel yang berperan dalam pembentukan protein. Nukleus mengatur sintesis protein dalam
sitoplasma dengan mengirimkan pesan genetik dalam bentuk ribonucleic acid(RNA). RNA ini disebut messengerRNA
(mRNA). Pembentukan mRNA terjadi di nukleus berdasarkan instruksi yang diberikan DNA. Setelah itu, mRNA membawa
pesan genetik ke sitoplasma melalui pori membran inti untuk diterjemahkan di ribosom menjadi protein.
Protein ini akan digunakan untuk menggantikan protein yang hilang, membentuk enzim, atau mengirimkan sinyal pada
bagian sel yang lain. Membran inti memiliki struktur yang sama dengan struktur membran sel. Di membran inti, terdapat
pori atau lubang-lubang yang memungkinkan keluar-masuknya benda atau zat tertentu. Dengan kata lain, melalui lubanglubang tersebut, inti sel ‘berkomunikasi’ dengan bagian-bagian sel serta sel yang lain.
2). Retikulum Endoplasma (RE)
Retikulum endoplasma merupakan jaringan yang tersusun oleh membran yang berbentuk seperti jala. Terdapat dua tipe
retikulum endoplasma yaitu RE kasar dan RE halus. RE kasar adalah RE yang ditempeli ribosom dan tampak berbintilbintil. RE halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom. RE memiliki beberapa fungsi berikut.
a) Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus).
b) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar).
c) Transportasi molekul-molekul (RE kasar dan RE halus).
d) Menetralkan racun (detoksifikasi).
Gambar 1: Posisi Retikulum endoplasma
Dilihat secara tiga dimensi, sistem membran pada retikulum endoplasma bersatu dengan membran sel dan membran inti.
Retikulum endoplasma ada yang tampak kasar (RE kasar) dan ada pula yang tampak halus (RE halus). Pada permukaan
membran RE kasar terdapat ribosom yang menempel. Ribosom yang menempel membuat RE terlihat kasar (Gambar
bawah kiri). RE kasar berperan dalam pembentukan membran dan protein. Adapun RE halus berperan dalam
pembentukan lemak, menetralisir racun, dan penyimpanan kalsium yang berguna pada kontraksi sel otot.
Gambar: RE kasar (kiri) dan RE halus (kanan)
3).Ribosom
Pada permukaan dalam membran retikulum endoplasma sel eukariotik tersebar organel-organel. Salah satu organel
tersebut adalah ribosom. Ribosom berperan penting dalam proses pembentukan protein. Pada sel yang aktif, terdapat
ribosom dalam yang banyak. Selain di RE, ribosom banyak terdapat juga di anak inti (nukleolus).
Gambar: Wujud Ribosom di bawah mikroskop elektron
Gambar: Ribosom ada yang menempel pada RE ada yang bebas melayang di sitoplasma
Gambar: Struktur sub unit ribosom yang terdiri atas sub unit kecil dan besar
Gambar: Ribosom sedang melaksanakan tugasnya untuk menyintesis protein.
4).Kompleks Golgi/ Badan Golgi
Kompleks Golgi tersebar dalam sitoplasma dan merupakan salah satu komponen terbesar dalam sel. Kompleks Golgi
mempunyai hubungan yang erat dengan RE dalam sintesis protein. Selain itu, kompleks Golgi juga mempunyai beberapa
fungsi sebagai berikut.
a) Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin.
b) Membentuk membran plasma.
c) Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel.
d) Membentuk akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur, dan lisosom.
Gambar: Badan Golgi
Badan Golgi berbentuk seperti kantung yang pipih, dibatasi oleh membran. Beberapa badan Golgi sering terlihat
berdekatan dan membentuk kantung-kantung yang bertumpuk. Badan Golgi diduga sebagai salah satu bentuk dari sistem
membran pada RE. Badan Golgi kadang terlihat berada berdekatan dengan RE.
Fungsi badan Golgi terutama dalam pengolahan protein yang baru disintesis. Badan Golgi memotong protein berukuran
besar yang dihasilkan ribosom menjadi protein-protein berukuran kecil seperti hormon dan neurotransmiter(bahan
penerus informasi pada sistem saraf). Badan Golgi juga berfungsi menambahkan molekul glukosa ketika proses sintesis
glikoprotein. Pada sel-sel kelenjar, jumlah badan Golgi lebih melimpah dibandingkan sel-sel lain. Hal ini berhubungan
dengan pembentukan sekresi mukus berupa mukopolisakarida yang melibatkan badan Golgi.
Sumber gambar: medcell.med.yale.edu
5). Mitokondria
Mitokondria memiliki dua jenis membran yaitu membran luar dan membran dalam. Kedua membran ini bersifat kuat,
fleksibel, stabil, dan tersusun dari lipoprotein. Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan yang disebut krista. Tonjolantonjolan tersebut berfungsi untuk memperluas permukaan agar penyerapan oksigen lebih efektif.
Gambar: Mitokondria dengan dua lapis membran dan krista
Ruangan dalam mitokondria berisi cairan yang disebut matriks mitokondria. Di dalam matriks mitokondria terdapat enzim
pernapasan, DNA, RNA, dan protein. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi,
fosforilasi oksidatif, dan sistem transfer elektron. Secara sederhana, reaksi oksidasi makanan dapat ditulis sebagai
berikut.
Banyaknya jumlah mitokondria dalam sel, bergantung pada seberapa aktif sel-sel tersebut. Misalnya, pada sel otot,
memiliki mitokondria lebih banyak dibandingkan sel yang pasif. Semakin banyak mitokondria, semakin tinggi frekuensi
proses respirasi.
Organel-organel yang telah diuraikan sebelumnya adalah organel-organel yang dimiliki oleh sel hewan dan sel tumbuhan.
Beberapa organel berikutnya, hanya ditemukan pada sel hewan atau sel tumbuhan saja.