STRUKTUR DAN PERANAN BAGIAN –BAGIAN SEL-
Di sini kita akan mempelajari bagaimana struktur sel
itu? dan apa saja bagian-bagian sel? dan apa peranan sel itu?
STRUKTUR DAN PERANAN BAGIAN –BAGIAN SEL
Dari pengertian tentang sel, Anda sudah mendapatkan sedikit
gambaran yang jelas tentang sel. Walaupun sel merupakan bagian terkecil
dari makhluk hidup, tetapi sel masih memiliki bagian-bagian lebih kecil lagi
yang menyusunnya. Di situlah terjadinya segala aktivitas di dalam sel. Bagian
sel tersebut dinamakan organela. Jenis organela-organela tersebut
bermacam-macam dan masing-masing memiliki karakteristik dan fungsi yang
berbeda-beda.
1. Membran Sel
Membran sel berupa selaput tipis, disebut juga plasmalema.
Tebal membran antara 5-10 nm. Apabila diamati dengan mikroskop cahaya
tidak terlihat jelas, tetapi keberadaannya dapat dibuktikan pada waktu sel
mengalami plasmolisis S. Singer dan E.Nicolson (1972) menyampaikan teori
tentang membran sel. Teori ini disebut teori membran mozaik cair, yang menjelaskan
bahwa membran sel terdiri atas protein yang tersusun seperti mozaik (tersebar)
dan masing-masing tersisip di antara dua lapis fosfolipid. Membran sel
merupakan bagian terluar sel dan tersusun secara berlapislapis. Bahan penyusun
membran sel yaitu lipoprotein yang merupakan gabungan antara lemak dan protein.
Membran sel mengandung kira-kira 50% lipid dan 50% protein. Lipid yang menyusun
membran sel terdiri atas fosfolipid dan sterol. Fosfolipid memiliki bentuk
tidak simetris dan berukuran panjang. Salah satu ujung fosfolipid bersifat
mudah larut dalam air (hidrofilik), yang disebut dengan ujung polar. Bagian
sterol bersifat tidak larut dalam air (hidrofobik) yang disebut dengan ujung
nonpolar. Fosfolipid tersusun atas dua lapis. Dalam hal ini protein dibedakan
menjadi 2 sebagai berikut.
a. Protein Ekstrinsik (Perifer)
Protein ini letaknya tersembul di antara dua lapis fosfolipid.
Protein ekstrinsik bergabung dengan permukaan luar membran dan bersifat
hidrofilik yaitu mudah larut dalam air.
b. Protein Intrinsik (Integral)
Protein ini letaknya tenggelam di antara dua lapis fosfolipid.
Protein intrinsik bergabung dengan membran dalam dan bersifat hidrofobik
yaitu tidak mudah larut dalam air. Penyusun membran sel yang berupa
karbohidrat berikatan dengan molekul protein yang bersifat hidrofilik sehingga
disebut dengan glikoprotein. Adapun karbohidrat yang berikatan dengan lipid
yang bersifat hirofilik disebut dengan glikopolid. Sifat dari membran sel
ini adalah selektif permiabel artinya adalah dapat dilalui oleh air dan zat-zat
tertentu yang terlarut di dalamnya. Membran sel memiliki fungsi antara lain:
a. sebagai pelindung sel,
b. mengendalikan pertukaran zat, dan
c. tempat terjadinya reaksi kimia.
Untuk menunjang fungsinya ini, membran sel memiliki kemampuan untuk
mengenali zat. Zat yang dibutuhkan akan diizinkan masuk, sedangkan zat yang
sudah tidak digunakan berupa sampah akan dibuang. Ada juga zat tertentu yang
dikeluarkan untuk diekspor ke sel lain. Masuknya zat dari luar melalui membran
sel yaitu melalui peristiwa transpor pasif dan transpor aktif. Agar lebih jelas
memahami struktur membran sel, coba Anda
perhatikan Gambar 1.5!
2. Inti Sel (Nukleus)
Nukleus
merupakan organ terbesar sel, dengan ukuran diameter antara 10-20 nm. Nukleus
memiliki bentuk bulat atau lonjong. Hampir semua sel memiliki nukleus,
karena nukleus ini berperan penting dalam aktivitas sel, terutama dalam
melakukan sintesis protein. Namun ada beberapa sel yang tidak memiliki
nukleus antara lain sel eritrosit dan sel trombosit. Pada kedua sel ini
aktivitas metabolisme terbatas dan tidak dapat melakukan pembelahan. Biasanya
sebuah sel hanya memiliki satu nukleus saja, yang terletak di tengah. Namun ada
sel-sel yang memiliki inti lebih dari satu yaitu pada sel parenkim hati
dan sel otot jantung, yang memiliki dua buah nukleus. Adapun pada sel otot
rangka terdapat banyak nukleus. Komposisi nukleus terdiri atas membran nukleus,
matriks, dan anak inti.
a. Membran Nukleus (Karioteka)
Susunan molekul membran ini sama dengan susunan molekul membran sel, yaitu
berupa lipoprotein. Membran inti juga dilengkapi dengan poripori yang dapat
memungkinkan hubungan antara nukleoplasma dan sitoplasma. Pori-pori ini
berperan dalam memindahkan materi antara inti sel dan sitoplasmanya.
Membran inti hanya bisa dilihat dengan jelas dengan menggunakan mikroskop
elektron. Membran inti terdiri atas dua selaput yaitu selaput luar dan selaput
dalam. Selaput luar mengandung ribosom pada sisi yang menghadap sitoplasma dan
sering kali berhubungan dengan membran retikulum endoplasma.
b. Matriks (Nukleoplasma)
Nukleoplasma terdiri atas cairan inti yang tersusun dari zat protein inti
yang disebut dengan nukleoprotein.
c. Anak Inti (Nukleolus)
Di dalam nukleolus banyak terkandung kromosom, yaitu benang-benang halus
DNA. Kromosom tersebut berfungsi untuk:
1) menentukan ciri-ciri yang dimiliki sel;
2) mengatur bentuk sel;
3) menentukan generasi selanjutnya.
DNA tersusun dalam kromosom yang terdapat pada nukleoplasma, sedangkan
tempat sintesis RNA terjadi pada nukleolus. Untuk lebih memahami tentang
struktur nukleus dapat Anda lihat
3. Sitoplasma
Sitoplasma
merupakan suatu cairan sel dan segala sesuatu yang larut di dalamnya, kecuali
nukleus (inti sel) dan organela. Sitoplasma yang berada di dalam inti sel
disebut nukleoplasma. Sitoplasma bersifat koloid kompleks, yaitu tidak padat
dan tidak cair. Sifat koloid sitoplasma ini dapat berubahubah tergantung
kandungan air. Jika konsentrasi air tinggi maka koloid akan bersifat encer yang
disebut dengan sol, sedangkan jika konsentrasi air rendah maka koloid
bersifat padat lembek yang disebut dengan gel. Sitoplasma tersusun atas air
yang di dalamnya terlarut molekul-molekul kecil (mikromolekul) dan
molekul-molekul besar (makromolekul), ion-ion dan bahan hidup (organela) ukuran
partikel terlarut yaitu 0,001 – 1 mikron, dan bersifat transparan. Bagian
yang merupakan lingkungan dalam sel adalah matrik sitoplasma. Tiap-tiap
organela mempunyai struktur dan fungsi khusus. Organela yang menyusun
sitoplasma adalah sebagai berikut.
a. Mitokondria
Mitokondria merupakan organela penghasil energi dalam suatu sel.
Mitokondria memiliki bentuk bulat tongkat dan berukuran panjang
antara 0,2-5 mikrometer dengan diameter 0,5 mikrometer. Dengan bantuan
mikroskop cahaya, keberadaan mitokondria dapat terlihat, tetapi untuk
dapat melihat struktur dasarnya harus menggunakan mikroskop
elektron. Mitokondria disusun oleh bahan-bahan antara lain fosfolipid dan
protein. Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu membran luar dan
membran dalam. Permukaan pada membran luar halus, sedangkan pada membran dalam
banyak terdapat lekukan-lekukan ke dalam yang disebut krista. Adanya
lekukan-lekukan ini akan dapat memperluas bidang permukaannya. Krista berperan
dalam penyerapan oksigen untuk respirasi. Gambar 1.6 Nukleus
Dari proses respirasi inilah dapat dihasilkan energi. Jadi, mitokondria
berfungsi untuk tempat respirasi sel atau sebagai pembangkit energi.
Mitokondria mempunyai enzim yang dapat mengubah energi potensial dari
makanan kemudian disimpan dalam bentuk ATP. ATP inilah yang
merupakan sumber energi sebagai bahan bakar untuk melakukan proses
kegiatan untuk hidup. Sel-sel mana saja yang banyak terdapat mitokondria pada
tubuh manusia? Tentu saja sel-sel yang banyak melakukan aktivitas kerja.
Pada bagian organ mana dalam tubuh Anda yang paling aktif dan giat
bekerja? Misalnya jika seorang olahragawan melakukan aktivitas
berolahraga, maka bagian tubuh yang paling aktif bekerja adalah otot. Otot akan
selalu berkontraksi ketika seseorang bergerak. Bahkan, ketika Anda tidur
pun sel selalu melakukan pemecahan ATP. Coba analisalah kegunaan ATP ketika
kita dalam keadaan tidur. Kegunaan ATP yaitu sebagai energi yang digunakan
untuk mengganti sel-sel yang rusak, untuk memompa jantung, dan lainlain. Mitokondria
banyak terdapat pada bagian tubuh antara lain otot, hati, jantung, ginjal,
karena bagian tubuh tersebut paling aktif melakukan kerja dan menghasilkan
energi. Struktur mitokondria dapat dilihat pada Gambar 1.7.
b. Retikulum Endoplasma
Untuk
memahami struktur retikulum endoplasma, perhatikan Gambar 1.8!
Retikulum endoplasma merupakan sistem yang sangat luas, membran di dalam
sel berupa saluran-saluran dan tabung pipih. Membran ini lebih tipis dari
membran plasma. Komposisi kimia tersusun atas lipoprotein. Retikulum endoplasma
ada dua macam, yaitu retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus.
1) Retikulum Endoplasma Kasar (REK)
Retikulum endoplasma kasar ditempeli dengan ribosom yang tersebar merata
pada permukaannya. Ribosom merupakan tempat sintesis protein. Protein yang
sudah terbentuk kemudian akan diangkut ke bagian dalam retikulum endoplasma,
dan kemudian disimpan di dalam membran yang berkantong yang disebut
vesikula.
2) Retikulum Endoplasma Halus (REH)
Retikulum endoplasma halus tidak ditempeli oleh ribosom. Permukaan REH ini
menghasilkan enzim yang dapat mensintesis fosfolipid, glikolipid, dan
steroid. Jadi, secara umum fungsi retikulum endoplasma antara lain:
1) penghubung selaput luar inti dengan sitoplasma, sehingga menjadi penghubung
materi genetik antara inti sel dengan sitoplasma;
2) transpor protein yang disintesis dalam ribosom; dan
3) biosintesis fosfolipid, glikolipid, dan sterol.
c. Ribosom
Ribosom merupakan struktur terkecil yang bergaris tengah 17-20 mikron,
letaknya di dalam sitoplasma sehingga hanya bisa dilihat dengan
bantuan mikroskop elektron. Semua sel hidup memiliki ribosom. Ribosom
berfungsi untuk sintesis protein, yang selanjutnya digunakan untuk
pertumbuhan, perkembangbiakan atau perbaikan sel yang rusak. Pada sel-sel
yang aktif dalam sintesis protein, ribosom dapat berjumlah 25% dari bobot
kering sel. Coba sebutkan pada bagian organ mana saja pada tubuh manusia
yang paling banyak terdapat ribosom? Keberadaan ribosom secara acak tersebar di
dalam sitoplasma, tetapi ada beberapa yang terikat pada membran retikulum
endoplasma kasar (REK). Sel hati merupakan sel yang banyak mengandung ribosom,
karena sel hati terlibat aktif dalam melakukan sintesis protein.
d. Badan Golgi
Coba Anda
perhatikan Gambar 1.9! Gambar itu menunjukkan badan golgi. Perhatikan
strukturnya!
Organela ini ditemukan pertama kali oleh Camilio Golgi, seorang ilmuwan
dari Italia. Badan golgi biasa dijumpai pada sel tumbuhan maupun hewan.
Pada sel hewan terdapat 10-20 badan golgi. Lain halnya dengan tumbuhan yang
memiliki ratusan badan golgi pada setiap sel. Badan golgi terdiri atas
sekelompok kantong pipih yang dibatasi membran yang dinamakan saccula. Di dekat
saccula terdapat vesikel sekretori yang berupa gelembung bulat. Badan
golgi pada tumbuhan disebut dengan diktiosom. Pada diktiosom terjadi pembuatan
polisakarida dalam bentuk selulosa yang digunakan sebagai bahan penyusun
dinding sel. Secara umum fungsi dari badan golgi antara lain:
1) secara aktif terlibat dalam proses sekresi, terutama pada sel-sel
kelenjar;
2) membentuk dinding sel pada tumbuhan;
3) menghasilkan lisosom;
4) membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah
dinding sel telur.
e. Lisosom
Lisosom hanya ditemukan pada sel hewan saja. Lisosom merupakan struktur
agak bulat yang dibatasi membran tunggal, memiliki ukuran diameter 1,5
mikron. Lisosom berperan aktif melakukan fungsi imunitas. Lisosom berisi
enzim-enzim hidrolitik untuk memecah polisakarida, lipid, fosfolipid, dan
protein. Lisosom berperan dalam pencernaan intrasel, misalnya pada protozoa
atau sel darah putih. Lisosom juga berperan penting dalam matinya sel-sel.
Lisosom banyak terdapat pada sel-sel darah terutama leukosit, limfosit, dan
monosit. Di dalam sel-sel tersebut lisosom berperan mensintesis
enzim-enzim hidrolitik untuk mencernakan bakteri-bakteri patogen yang menyerang
tubuh. Agar dapat memahami struktur lisosom. Lisosom membantu
menghancurkan sel yang luka atau mati dan menggantikan dengan yang baru yang
disebut dengan autofagus. Contohnya lisosom banyak terdapat pada sel-sel
ekor kecebong. Ekor kecebong secara bertahap akan diserap dan mati. Hasil
penghancurannya digunakan untuk pertumbuhan sel-sel baru bagi katak yang
sedang dalam masa pertumbuhan. Begitu pula selaput antara jari-jari tangan dan
kaki manusia ketika berujud embrio akan hilang setelah embrio tersebut
lahir.
f. Sentrosom
Sentrosom hanya dijumpai pada sel hewan. Bentuk sentrosom bulat kecil.
Organela ini terdapat di dekat inti, berperan dalam proses pembelahan sel.
Sentrosom menyerupai bola-bola duri karena adanya serat-serat radial.
g. Vakuola
Vakuola
ialah organela sitoplasmik yang berisi cairan dan dibatasi selaput tipis yang
disebut tonoplas. Vakuola berbentuk cairan yang di dalamnya terlarut
berbagai zat seperti enzim, lipid, alkaloid, garam mineral, asam, dan basa. Pada
sel tumbuhan, vakuola selalu ada. Semakin tua suatu tumbuhan, maka vakuola
yang terbentuk semakin besar. Vakuola berperan untuk menyimpan zat makanan
berupa sukrosa dan garam mineral, selain juga berfungsi sebagai tempat
penimbunan sisa metabolisme, seperti getah pada batang tumbuhan karet.
Untuk memahami struktur vakuola pada tumbuhan Anda dapat melihat Gambar
1.11!
Vakuola juga terdapat pada protozoa. Vakuola protozoa berupa vakuola
kontraktil dan vakuola nonkontraktil.
1)Vakuola kontraktil
Vakuola kontraktil disebut juga vakuola berdenyut. Vakuola kontraktil
memiliki fungsi sebagai osmoregulator yaitu mengatur nilai osmotik dalam sel.
2) Vakuola nonkontraktil
Vakuola nonkontraktil disebut juga vakuola makanan, yang berfungsi untuk
mencerna makanan dan mengedarkan hasil pencernaan makanan ke seluruh tubuh.
h. Plastida
Plastida juga merupakan organela spesifik yang terdapat pada sel tumbuhan.
Di dalam plastida terdapat zat pigmen. Mekanisme kerja plastida sangat
dipengaruhi oleh rangsang cahaya. Pada lingkungan yang banyak terdapat
penyinaran matahari, maka plastida menghasilkan pigmen warna yang disebut
kloroplas, antara lain pigmen hijau (klorofil), kuning (xantin), dan kuning
kemerah-merahan (xantofil). Plastida yang tidak terkena cahaya matahari
tidak akan menghasilkan pigmen warna yang disebut leukoplas atau amiloplas
yaitu untuk tempat amilum.
i. Kloroplas
Pada sel tumbuhan ada bagian paling spesifik yang tidak terdapat pada sel
hewan, yaitu bagian yang berperan dalam proses fotosintesis. Bagian manakah
itu? Tentu Anda sudah mengetahui bahwa bagian yang dimaksud adalah klorofil.
Klorofil dihasilkan oleh suatu struktur yang disebut kloroplas. Coba
perhatikan tumbuh-tumbuhan yang ada di sekitar lingkungan Anda! Bagaimanakah
warna daun-daun tumbuhan tersebut? Kloroplas hanya terdapat dalam sel
tumbuhan dan ganggang tertentu. Pada sel-sel tumbuhan, kloroplas berbentuk
cakram dengan diameter 5-8 um dengan tebal 2-4 um. Kloroplas dapat dilihat
pada Gambar 1.12!
Pada gambar tersebut terlihat bahwa kloroplas dibungkus oleh membran ganda,
yaitu membran internal (dalam) dan membran eksternal (luar).
1) Membran Internal (Dalam)
Pada membran ini tidak terdapat lipatan (halus), dan terdapat banyak pigmen
fotosintesis yang terletak pada thilakoid. Pigmen ini akan
menangkap cahaya matahari dan mengubah energi cahaya ini menjadi energi
kimia dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat), melalui proses fotosintesis.
Tumpukan dari beberapa thilakoid akan membentuk granum. Thilakoid yang
memanjang menghubungkan granum satu dengan lainnya disebut stroma.
Pigmen fotosintesis tersebut antara lain klorofil dan karotenoid.
a) Klorofil
Klorofil meliputi klorofil a dan b. Klorofil merupakan pigmen hijau untuk
menangkap energi cahaya matahari, misalnya sinar merah, biru, ungu, dan
memantulkan sinar hijau.
b) Karotenoid
Karotenoid merupakan pigmen kuning sampai jingga. Karotenoid menyerap sinar
gelombang antara hijau-biru.
2) Membran Eksternal (Luar)
Pada membran ekternal ini tidak mengandung klorofil maupun karotenoid, melainkan
mengandung pigmen xanthofil yang disebut violaxanthin. Dari uraian di atas
dapat kita ketahui bahwa di dalam sel yang masih hidup selalu terdapat
unsur-unsur pokok seperti disebutkan di atas. Sel hidup masih selalu
melakukan aktivitas tumbuh dan berkembang. Aktivitas ini dilakukan oleh
bagian-bagian pokok sel tersebut. Coba Anda bayangkan jika sel tidak
memiliki organela-organela seperti di atas, apakah yang akan terjadi? Tentunya
kita tidak dapat tumbuh dan berkembang, tetapi perlu Anda ketahui bahwa
pertumbuhan sel ini bersifat terarah dan terkendali. Contohnya sel-sel
janin, ia tahu persis kapan harus membelah dan kapan harus berhenti, sehingga
hanya ada 2 kaki, 2 tangan, 2 mata, 2 ginjal, bahkan jika kita perhatikan
jari kelingking tidak lebih panjang dari jari manis dan sebagainya. Contoh
tersebut menggambarkan pembelahan sel yang terarah dan terkendali.