MAKALAH BIOLOGI
KONSEP-KONSEP DASAR
BIOLOGI SEL
KELOMPOK I
PIPIT YOGANTARI
100321400858
USWATUL MUNAWAROH
100321400874
AVIV ASMARA KHAHAR
100321400884
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN FISIKA
PENDAHULUAN
Biologi sel juga sering dikenal dengan sitologi, merupakan salah satu cabang biologi yang memusatkan perhatiannya kepada gejala kehidupan yang tejadi pada tingkat sel. Sel tidak saja sebagai satuan fungsional terkecil dari kehidupan, tetapi sekaligus sel dapat menjadi satuan struktural suatu organisme tersebut. Semua aktivitas kehidupan dapat dilakukan oleh sel. Oleh karena itu dengan mempelajari kehidupan sel sangat membantu dalam memahami masalah kehidupan pada umumnya.
Ide penggunaan lensa cembung (konveks) untuk pengamatan objek biologi yang tidak terjangkau dengan mata telanjang telah dimulai sejak 600 tahun sebelum masehi (SM). Euclid, 590 SM mempelajari sifat refleksi dari benda-benda dengan permukaan cembung. Seneca, pada tahun 65 melaporkan bahwa gelas yang diisi air mampu membantu mata untuk melihat benda yang tidak bisa diamati dengan mata biasa. Da Vinci, pada tahun 1485 merintis pengembangan visualisasi sel. Pada tahun 1665 Robert Hooke ahli botani Inggris mampu menunjukkan sel gabus dengan menggunakan lensa pembesar. Marcello Malpihgi, ahli astronomi Italia, dengan kemahirannya menggunakan alat pembesar, menemukan kopus kulum darah. Jans dan Isharias
Jenssen pada tahun 1590 menyusun 2 lensa cembung pada satu tabung. Kemudian berdasarkan
pengalaman ini, pada tahun 1674 Antonie van Leeuwenhoek berhasil menyusun mikroskop yang lebih baik.
Gb. Sayatan sel gabus
Hasil penemuan tentang sel itu sampai pada puncaknya saat lahir teori sel yang dirumuskan secara terpisah oleh dua orang pada waktu berbeda.
Pertama : Scileiden pada tahun 1838. Ahli Botani (Jerman) Kedua : Schwann pada tahun 1939. Ahli Zoologi (Jerman)
Menurut Schwann , “ All organized bodies composed of essentially similiar part, namely, of cell”.
SELL
Sel merupakan unit dasar struktural dan fungsional bagi semua organisme hidup. Sel memiliki sistem organisasi molekuler dan biokimiawi yang mampu menyimpan informasi, menterjemahkan informasi untuk mensintesis molekul sel, serta menggunakan sumber energi untuk melakukan kegiatan. Setiap organisme tersusun dari salah satu diantara dua jenis sel yang secara struktural berbeda, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik contohnya pada bakteri dan arkhae. Sel eukariotik contohnya tumbuhan, hewan, jamur, dan protista.
Gb. Sel prokariotik dan eukariotik
Sel Prokariotik dan Eukariotik
Perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik ditandai dengan namanya. Kata prokariota berasal dari bahasa Yunani pro yang artinya sebelum dan karyon yang artinya karnel, yang disini disebut nukleus. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus. Materi genetik DNA terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah ini dari bagian sel lainnya. Sebaliknya sel eukariotik (Yunani, eu
selubung nukleus. Seluruh daerah diantara nukleus dan membran yang membatasi sel disebut sitoplasma. Sitoplasma ini terdiri atas medium semi cair yang disebut sitosol, yang di dalamnya terletak organel-organel yang mempunyai bentuk dan fungsi terspesialisasi, sebagian besar organel tersebut tidak terdapat pada sel prokariotik.
Perbedaan selanjutnya antara prokariotik dan eukariotik adalah ukurannya. Prokariotik contohnya sel bakteri memiliki diameter 0,1-10 µm, kira-kira sepuluh kali lebih besar daripada mikoplasma. Sedangkan eukariotik 10-100 µm. Contoh yang paling mudah adalah sel tumbuhan dan sel hewan.
Gambar sel hewan secara umum ini merupakan gabungan dari seluruh struktur yang paling sering ditemukan dalam sel hewan. Di dalam sel terdapat beragam komponen yang disebut organel (organ-organ kecil) yang sebagian besar diselubungi oleh membran. Organel yang paling menonjol dalam sel hewan biasanya adalah nukleus. Kromatin dalam nukleus terdiri atas DNA, yang membawa gen, bersama-sama dengan protein. Kromatin ini sebenarnya merupakan kumpulan struktur terpisah yang disebut kromosom, yang tampak sebagai unit terpisah hanya ada sel yang sedang membelah. Bagian-bagian pada kromatin dalam nukleus yang saling bersambugan ialah satu atau lebih nucleoli.
Gambar sel tumbuhan secara umum mengungkapkan kesamaan dan perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan. Seperti sel hewan, sel tumbuhan dikelilingi oleh membran plasma dan nucleus, ribosom, RE, apparatus golgi, mitokondria, peroksisom, dan mikrofilamen,
serta mikrotubula. Akan tetapi sel tumbuhan juga mengandung sekumpulan organel terbungkus membran yang disebut plastid. Jenis plastid yang paling penting ialah kloroplas yang melaksanakan fotosintesis.
Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan
No Bagian Sel Sel Hewan Sel Tumbuhan 1 Membran plasma Ada Ada 2 Dinding sel Ada Tidak ada 3 Nukleus Ada Ada 4 Sitoplasma Ada Ada 5 RE Ada Ada 6 Ribosom Ada Ada 7 Badan Golgi Ada Ada 8 Lisosom Ada Ada 9 Mitokondria Ada Ada 10 Kloroplas Ada Tidak ada 11 Vakuola Ada Tidak ada
12 Sentriol Tidak ada Ada 13 Sentrosom Tidak ada Ada 14 Plastida Ada Tidak ada
SEL SEBAGAI SATUAN STRUKTUR BENDA HIDUP
Tak dapat disangkal setiap sel itu hidup, tetapi masing-masing dikhususkan untuk melakukan satu atau beberapa fungsi bagi organisme yang menjadikan sel itu baginya. Jadi setiap sel bergantung pada sel-sel lain untuk melakukan fungsi–fungsi yang tidak dapat dilakukan sendiri. Sebagai contoh, sel saraf dengan cepat meneruskan sinyal listrik ke dalam tubuh tetapi bergantung seluruhnya pada sel-sel darah merah untuk memberikan oksigen yang amat diperlukan, tanpa oksigen sel saraf itu mati.
Meskipun tipe sel bermacam-macam, terdapat persamaan tertentu pada sifat-sifat bentuk dan fungsional yang lazim bagi kebanyakan sel (walau tidak perlu semuanya). Tujuan utama bab ini adalah mempelajari yang paling menonjol diantara sifat-sifat ini.
1. Membran plasma
Satu sifat sel yang universal adalah membrane pembatas di luar. Membran sel ini berguna sebagai interfase antara mesin-mesin di bagian dalam sel dan fluida cair yang membasahi semua sel. Membran sel demikian tipisnya sehingga hanya dapat divisualisasikan dengan pembesaran tinggi yang dapat dicapai menggunakan mikroskop electron.
Analisis kimiawi menyatakan bahwa membrane mengandung kira-kira 50% lipid dan 50% protein. Lipid terutama merupakan fosfolipid dan koestrol. Fosfolipid adalah adalah molekul-molekul amfifilik, artinya setiap molekul mengandung “kepala” hidrofilik dan “ekor” hidrofobik.
2. Dinding Sel
Dinding sel hanya dimiliki oleh sel tumbuhan. Padas sel muda dinding selnya tersusun dari pectin, sedangakan pada sel dewasa bersifat kaku, tersusun atas polisakarida berupa selulosa dan pectin.
Pada dinding sel terdapat bagian yang tidak menebal berupa lubang yang disebut noktah. Melalui noktah ini terjadi hubungan sitoplasma sel satu dengan sel yang lain. Hubungan tersebut dinamakan plasmodesmata, berupa juluran-juluran plasma, serta menjadi pintu keluar masuknya zat. Fungsi membran sel adalah menjaga bentuk sel, menjaga sel dari pengaruh mekanis dari luar.
3. Nukleus
Nukleus dibatasi oleh sepasang membran (membran ganda). Membran ini merupakan bilayer lipid dengan protein terkait. Selubung yang terbentuk itu tidak sinambung, tetapi mengandung pori-pori. Hal ini memungkinkan bahan-bahan berlalu-lalang dari nucleus.
Nukleus mengandung sebagian besar gen yang mengontrol sel eukariotik. Nukleus berdiameter 5µm. Dalam nukleus, DNA di organisir bersama dengan protein menjadi materi yang disebut kromatin. Fungsi : Pusat pengendalian sel, mensintesis komponen ribosom,mengontrol sintesis protein dalam sitoplasma.
4. Sitoplasma
Berbentuk cairan semitransparan dan kental. Mengandung berbagai jenis senyawa organik dan anorganik. Di dalam sitoplasma terjadi berbagai macam reaksi kimia (proses hidup). Sitoplasma
dilengkapi dengan organela seperti mitokondria, RE, ribosom, kloroplas dll. 5. Mitokondria
Mitokondria panjangnya ± 1-10µm. Mitokondria dibangun oleh selubumg yang terdiri dari 2 membran yaitu membran luar halus dan membran dalam berlekak-lekuk yang disebut
krista. Krista membuat membran dalam mitokondria mempunyai permukaan luas sehingga bisa meningkatkan produktivitas respirasi sel. Hal ini merupakan salah satu contoh korelasi antara struktur dan fungsi
Membran dalam membagi mitokondria menjadi 2 ruang yaitu : 1. Ruang intermembran
Merupakan ruangan yang sempit di antara membran luar dan membran dalam. Membran luar dapat dilalui semua molekul kecil dan tidak dapat dilalui protein dan molekul besar.
2. Matriks mitokondria
Merupakan ruang yang diselubungi oleh membran dalam. Beberapa langkah metabolism terjadi dalam matriks. Protein yang berperan dalam respirasi, termasuk enzim pembuat ATP, di buat di membran dalam.
6. Kloroplas
Berbentuk lensa berukuran 2µ x 5µm,ditemukan dalam daun. Kloropas mengandung pigmen-pigmen,yang paling utama yaitu klorofil. Fungsi : Tempat terjadinya fotosintesis. Batas luar membran melingkupi matriks yang dinamakan stroma dan suatu sistem membran
yang meluas. Membran dalam terlipat berpasangan yang disebut lamela. Secara berkala
lamela ini membesar sehingga terbentuk gelembung pipih terbungkus membran dan dinamakan tilakoid. Struktur ini tersusun dalam tumpukan, mirip koin. Tumpukan tilakoid dinamakan grana.
7. Ribosom
Ribosom mempunyai fungsi dalam sintesis protein. Ribosom membangun protein dalam dua lokasi sitoplasmik. Ribosom bebas tersuspensi dalam sitosol dan protein yang diciptakan akan berfungsi didalam sitosol contohnya enzim-enzim yang mengkatalisis proses metabolisme yang bertempat didalam sitosol. Sedangkan ribosom terikat terletak pada bagian luar jalinan membran yang disebut reticulum endoplasmik dan umumnya protein yang dibuat dimaksudkan untuk dimasukkan ke dalam membran, pembungkus organel tertentu seperti lisososm atau dikirim keluar sel. Ribosom bebas dan terikat secara struktural identik dan dapat saling bertukar tempat, dan selnya dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismnya berubah.
8. Retikulum Endoplasma
R.E terdiri dari jaringan tubula dan gelembung membran yang disebut sisterne. Terdapat R.E yang struktur dan fungsinya berbeda
1. R.E Halus
RE halus permukaannya tidak ditempeli ribosom. Sel hati merupakan salah satu contoh peran RE halus dalam metabolism karbohidrat. Sel hati menyimpan karbohidrat dalam bentuk glikogen, suatu polisakarida. Hidrolisis glikogen menyebabkan pelepasan glukosa dari sel hati, yang penting dalam pengaturan konsentrasi gula dalam darah. Akan tetapi produk pertama hidrolisis glikogen adalah glukosa fosfat, suatu bentuk ionic gula yang tidak apat keluar dari sel dan memasuki darah. Enzim dalam membrane RE halus sel hati membuang fosfat dri glukosa yang kemudian dapat meninggalkan selnya.
Fungsi : Sintesis lipid, membantu menawarkan obat dan sel racun dalam sel hati.
2. R.E Kasar
Disebut RE kasar karena permukaannya diselubungi oleh banyak ribosom sehingga membrane ribosom kelihatan seperti helaian panjang kertas pasir. Ribosom adalah tempat sintesis protein. Protein yang disintesis pada ribosom yang melekat pada RE biasanya ditujukan untuk luar sel.
Fungsi : mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel dengan sitoplasma.
8. Badan Golgi
Merupakan tumpukan kantong pipih atau sisterne. Badan golgi berperan dalam memodifikasi bahan-bahan yang dihasilkan oleh RE, berperan dalam proses sekresi (pengeluaran zat sisa) sel dan membentuk lisosom. Badan golgi memiliki polaritas yang jelas, membran-membran sisterne pada
ujung-ujung berlawanan merupakan suatu tumpukan yang berbeda ketebalan dan komposisi molekulernya. Kedua kutub tumpukan golgi disebut muka cis dan muka trans; yang masing-masing bertindak sebagai bagian penerima dan pengirim. Badan golgi ini menerima vesikula transpor serta produk yang dikandungnya. Materi yang diterima dari
RE dimodifikasi dan disimpan dalam badan golgi dan akhirnya dikirim ke permukaan sel atau tujuan lainnya.
9. Lisosom
Organela berbentuk kantung yang berisi enzim pencernaan yang disebut enzim lisosim. Enzim lisosom bekerja sangat baik dalam lingkungan asam kira-kira pada pH 5. Membrane lisosom mempertahankan pH rendah ini dengan cara memompakan ion hydrogen dari sitosol ke dalam lumen lisosom. RE dan badan golgi umumnya bekerja sama dalam memproduksi lisosom yang mengandung enzim aktif. Lisosom berperan dlm pencernaan intrasel . Jika lisosom pecah, maka enzim di dalamnya akan keluar dan mencerna/menghancuran organela sel. Akibatnya sel akan mati.
10. Peroksisom
Peroksisom merupakan ruangan metabolisme khusus yang di lengkapi oleh membran tunggal. Mengandung enzim yang mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen sehingga dapat menghasilkan zatg berbahaya (H2O2). Berperan dalam perubahan lemak
menjadi karbohidrat.
11. Vakuola
Merupakan organel sitoplasmik yang berisi cairan. Merupakan tempat penyimpanan bahan makanan bagi sel tumbuhan,juga sebagai tempat penimbunan bahan buangan dan juga bahan organik seperti protein
12. Mikrofilamen
Merupakan serat tipis panjang yang berdiameter 5-6µm. Terdiri dari protein yang disebut aktin. Berperan dalam sitem pergerakan sel,khususnya sebagai alat kontraksi sel otot. Hampir Semua sel eukariotik memiliki mikrofilamen.
13. Filamen Intermediet
Filamen intermediet adalah serat sitoplasmik yang panjang dengan diameter sekitar 10 nm. Disebut intermediet karena diameternya lebih besar daripada diameter mikrofilamen (6nm) dan lebi kecil dari diameter mikrotubula (25 nm) dan filament “tebal” (15 nm) pada serat otot kerangka.
Telah dibedakan lima macam filament intermediet. Masing-masing dibangun oleh satu atau lebih protein yang amat khas bagi tipe filament tersebut. Walau kimianya beragam, semua filament intermediet tampaknya memainkan peranan yang sama dalam sel. Hal ini untuk mengadakan kerangkan penunjang di dalam sel. Sebagai contoh, nucleus sel epithelium (seperti sel kulit) tetap letaknya karena jarring berbentuk keranjang dari filament intermediet.
Filamen intermediet terdapat dalam semua tipe sel otot yang fungsinya mengikat bagian-bagian kontraktil sel pada tempat yang tetap. Sel saraf mempunyai sambungan yang panjang, dinamai akson, yang menjadi jalan bagi impuls saraf. Akson beberapa sel saraf berjuta-juta kali lebih panjang daripada diameternya. Walau bentuknya yanglemah ini, akso tidak mudah dicabik-cabik, karena kekuatan yang diberikan oleh filament intermediet yang memadat di dalam sitoplasmanya.
14. Mikrotubula
Mikrotubula adalah silinder protein yang dapat ditemukan dalam sitoplasma semua sel eukariotik dan berdiameter 25µm. Setiap molekul tubulin terdiri atas dua subunitpolipetida yang serupa yaitu α-tubulin dan β-tubulin. Memberi bentuk dan mendukung sel. Peranan dalam pembelahan sel sangat penting.
15. Silia dan Flagela
Banyak sel memiliki perpanjangan seperti cemeti, baik yang pendek-pendek (silia) maupun yang panjang-panjang (flagella). Pada mikrorganisme, silia dan flagella digunakan untuk bergerak. Akan tetapi, banyak hewan mempunyai sel-sel bersilia untuk menghalau bahan-bahan daripadanya saja. Sel-sel yang melapisi permukaan dalam pada trakea kita bersilia.
Asal dan struktur silia dan flagella pada dasarnya sama. Masing-masing tumbuh dari benda basal. Strukturnya sama dengan sentriol.
Silia atau flagella itu sendiri tidak saja mempunyai cincin luar dengan Sembilan mikrotubula tetapi juga dua fibril tengah yang identik dengan mikrotubula dalam konstruksinya. Pada silia dan flagella, perakitan keseluruhan hanya merupakan perpanjangan membrane sel.
16. Sentriol
Berperan dalam pembelahan sel. Terdapat pada sitoplasma di dekat permukaan sebelah luar nucleus. Pada beberapa sel,sentriol berduplikasi untuk membentuk benda basal silia dan flagela
17. Diferensiasi
Telah kita ketahui bahwa benda hidup terdiri dari satu atau lebih sel. Alga hijau yang mikrosopik Chlamdomonas merupakan organism bersel satu. Di dalam sel tunggalnya itu terdapat peralatan yang diperlukan untuk melakukan berbagai fungsi dalam kehidupan. Terkadang, Chlamdomonas membelah dan membentuk dua individu yang sebelumya hanya satu. Setiap sel menerima seperangkat lengkap pengendali nuklir yang terdapat pada sel induknya. Sebelum pembelahan sel yang sebenarnya itu, setiap kromosom dalam nucleus berganda. Kemudian selama proses pembelahan sel itu sendiri, kromosom diperbanyak tersebut terpisah-pisah. Dengan ketepatan yang luar biasa, seperangkat lengkap berpindah ke anak se masing-masing. Mitosis adalah istilah yang digunakan untuk menerangkan proses ini.
Dalam banyak hal diferensiasi terjadi sekali dan pada awal perkembangan. Sebagai contoh, mungkin tidak ada diferensiasi lebih lanjut lagi dari sel-sel saraf setelah masa kanak. Dalam kasus lain, diferensiasi berlanjut dalam seluruh kehidupan
