Sel merupakan unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Untuk melakukan fungsinya sel telah dilengkapi dengan berbagai organel.
Teori Sel
Penelitian menunjukkan bahwa satuan unit terkecil dari kehidupan adalah Sel. Kata sel itu sendiri dikemukakan oleh Robert Hooke (1635-1703) yang berarti kotak-kotak kosong, setelah ia mengamati sayatan gabus dengan mikroskop.
Selanjutnya disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat yang dinamakan protoplasma. Istilah protoplasma pertama kali dipakai oleh Johannes Purkinje. Menurut Johannes Purkinje protoplasma dibagi menjadi dua bagian yaitu sitoplasma dan nukleoplasma.
Schwann dan Schleiden (1838), menyatakan bahwa tumbuhan dan hewan mempunyai persamaan, yaitu tubuhnya tersusun oleh sel-sel. Selanjutnya, teori tersebut dikembangkan menjadi suatu teori sebagai berikut:
- Sel merupakan satuan struktural terkecil organisme hidup.
- Sel merupakan satuan fungsional terkecil organisme hidup.
- Sel berasal dari sel dan organisme tersusun oleh sel.
Semua sel hidup melakukan aktivitas metabolisme. Material secara konstan datang dan keluar dari sel. Informasi genetik dari inti dikirim ke sitoplasma, protein serta substansi lain dirombak, kemudian disintesis oleh organel-organel sel. Sel juga melakukan respirasi untuk menghasilkan energi.
Struktur Sel dan Fungsi Bagian-Bagian Sel
Sel merupakan unit terkecil kehidupan. Kehidupan dimulai di dalam sel. Sel adalah suatu pabrik yang di dalamnya dapat disintesis ribuan molekul yang sangat dibutuhkan oleh organisme. Ukuran sel bervariasi tergantung fungsinya. Bentuk sel juga tergantung fungsinya.
Garis tengah sel bervariasi antara 1 -100 µm. Sel paling besar adalah sel telur angsa, sedangkan sel terpanjang adalah sel otot dan sel saraf.
Perhatikan kisaran ukuran sel pada gambar di atas, berdasarkan jumlah sel penyusunnya, maka organisme dibedakan menjadi organisme uniseluler (terdiri atas satu sel, misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan Protozoa) dan multiseluler (terdiri atas banyak sel).
Struktur Sel
Pada organisme multiseluler terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel penyusunnya. Sel yang hidup mempunyai struktur yang sama, yaitu: membran sel/membran plasma, inti sel (nukleus), sitoplasma, dan organel sel.
1. Membran Sel/Membran Plasma
Membran sel adalah selaput yang terletak paling luar dan tersusun dari senyawa kimia lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau lipid dengan senyawa protein). Membran sel disebut juga membran plasma atau selaput plasma.
Lemak bersifat hidrofobik karena tidak larut dalam air, sedangkan protein bersifat hidrofilik karena larut dalam air. Oleh karena itu, selaput plasma bersifat selektif permeabel (hanya dapat memasukkan/dilewati molekul tertentu saja) atau semipermeabel.
Membran sel membatasi segala kegiatan yang terjadi di dalam sel sehingga tidak mudah terganggu oleh pengaruh dari luar.
Perhatikan gambar di atas, pada sel tumbuhan, membran sel dalam keadaan normal melekat pada dinding sel akibat tekanan turgor dari dalam sel.
Fungsi dari membran sel ini adalah sebagai pintu gerbang yang dilalui zat, baik menuju atau meninggalkan sel. Khusus pada sel tumbuhan, selain mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut dinding sel.
Umumnya dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa selulosa, di antara kedua lapisan selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan lamela tengah yang dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti lignin, kitin, pektin, suberin, dan lain-lain.
Selain itu, pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah yang disebut noktah. Pada noktah/pit sering terdapat penjuluran sitoplasma yang disebut plasmodesma yang berfungsi menghubungkan sel satu dengan yang lain.
2. Inti Sel (Nukleus)
Nukleus bertugas mengontrol kegiatan yang terjadi di sitoplasma. Di dalam nukleus terdapat kromosom yang berisi DNA yang merupakan cetak biru bagi pembentukan berbagai protein terutama enzim.
Enzim diperlukan dalam menjalankan berbagai fungsi di sitoplasma. Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu:
- Selaput inti (karioteka),
- Nukleoplasma (kariolimfa),
- Kromatin/kromosom,
- Nukleolus (anak inti).
Fungsi dari inti sel adalah mengatur semua aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang berisi DNA untuk mengatur sintesis protein.
3. Sitoplasma dan Organel Sel
Bagian yang cair dalam sel dinamakan sitoplasma, khusus untuk cairan yang berada dalam inti sel dinamakan nukleoplasma. Fungsi utama kehidupan berlangsung di sitoplasma. Hampir semua kegiatan metabolisme berlangsung di dalam ruangan berisi cairan kental ini.
Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel yang melayang-layang dalam cairan kental (merupakan koloid, namun tidak homogen) yang disebut matriks.
Organel menjalankan banyak fungsi kehidupan seperti sintesis bahan, respirasi (perombakan), penyimpanan, serta reaksi terhadap rangsang. Sebagian besar proses di dalam sitoplasma diatur secara enzimatik.
Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kimia sel. Organel sel adalah benda-benda yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup serta menjalankan fungsi-fungsi kehidupan.
Struktur Organel Sel
Organel Sel tersebut antara lain ribosom, retikulum endoplasma, mitokondria, lisosom, badan golgi, sentrosom, plastida, vakuola, mikrotubulus, mikrofilamen, dan peroksisom.
a. Ribosom (ergastoplasma)
Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang retikulum endoplasma dan ada pula yang soliter atau bebas. Ribosom merupakan organel sel terkecil di dalam sel. Fungsi dari ribosom adalah tempat sintesis protein. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
b. Retikulum endoplasma (RE)
Retikulum endoplasma yaitu struktur berbentuk benang-benang yang bermuara di inti sel.
Dikenal dua jenis retikulum endoplasma, yaitu:
- Retikulum endoplasma granuler (retikulum endoplasma kasar). RE kasar tampak kasar karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membran.
- Retikulum endoplasma agranuler (retikulum endoplasma halus). RE halus diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmanya tidak mempunyai ribosom.
Fungsi retikulum endoplasma adalah sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri. Struktur retikulum endoplasma hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.
c. Mitokondria (the power house)
Struktur mitokondria berbentuk seperti cerutu ini, mempunyai dua lapis membran. Lapisan dalamnya berlekuk-lekuk dan dinamakan krista.
Fungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak energi ATP. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup, karena itu mitokondria diberi julukan the power house (pembangkit tenaga) bagi sel.
Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs yang berlangsung di dalam mitokondria.
d. Lisosom
Fungsi dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler. Contohnya enzim lisozim, yang berfungsi untuk menghancurkan struktur sel, misalnya dinding sel.
e. Badan golgi (aparatus golgi/diktiosom)
Badan golgi terdiri dari kantung membran yang pipih (sisterne) yang tampak sebagai tumpukan pita. Kedua permukaan tumpukan membran pipih (sisterne) disebut sebagai muka cis dan muka trans.
Muka cis berfungsi sebagai penerima vesikula transpor dari RE, sedangkan muka trans berfungsi mengirim vesikula transpor.
Vesikula transpor adalah bentuk transfer dari protein yang disintesis RE. Apabila protein ini tidak dikeluarkan oleh badan golgi, maka akan disimpan di dalam sel sebagai lisosom.Badan golgi berhubungan dengan fungsi menyortir dan mengirim produk sel.
Badan golgi berperan penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.
f. Sentrosom (sentriol)
Struktur sentrosom berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel baik mitosis maupun meiosis.
Sentrosom bertindak sebagai benda kutub yang merupakan tempat melekatnya ujung benang gelendong pada kedua kutub tersebut. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.
g. Plastida
Plastida berperan dalam fotosintesis. Plastida adalah bagian dari sel yang bisa ditemui pada alga dan tumbuhan (kingdom plantae). Plastida dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Dikenal tiga jenis plastida, yaitu:
1. Leukoplas
Plastida jenis ini berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan, terdiri atas:
- Amiloplas, berfungsi untuk menyimpan amilum.
- Elaioplas (lipidoplas), berfungsi untuk menyimpan lemak/minyak.
- Proteoplas, berfungsi untuk menyimpan protein.
2. Kloroplas
Kloroplas adalah plastida berwarna hijau. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.
3. Kromoplas
Kromoplas merupakan plastida yang mengandung pigmen, misalnya:
- Karoten (kuning).
- Fikosianin (biru).
- Fikosantin (cokelat).
- Fikoeritrin (merah).
h. Vakuola (rongga sel)
Beberapa ahli tidak memasukkan vakuola sebagai organel sel karena tidak menjalankan sebuah fungsi tertentu secara aktif. Benda ini dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut tonoplas. Vakuola berisi:
- garam-garam organik
- glikosida
- tanin (zat penyamak)
- minyak eteris (misalnya jasmine pada melati, roseine pada mawar, zingiberine pada jahe)
- alkaloid (misalnya kafein, kinin, nikotin, likopersin, dan lain-lain)
- enzim
- butir-butir pati
Pada beberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan vakuola non kontraktil.
i. Mikrofilamen
Mikrofilamen seperti mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel.
j. Peroksisom (badan mikro)
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).
Sumber: Buku Biologi untuk Kelas XI SMA/MA, diterbitkan oleh Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2009, Disusun oleh Renni Diastuti.
