BIOLOGI SEL

Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel. Sel sendiri adalah kesatuan structural dan fungsional makhluk hidup

Teori-teori tentang sel

-          Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel (cellula)

-          Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi)

-          Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”

-          Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma

-          Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.

-          Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus)

-          Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup

-          Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omnis celulla ex celulla)

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti

·         sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma (sel yang memiliki satu system membran. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru

·          sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru.

Struktur sel prokariotik lebih sederhana dibandingkan struktur sel eukariotik. Akan tetapi, sel prokariotik mempunyai ribosom (tempat protein dibentuk) yang sangat banyak. 

PERBEDAAN SEL PROKARIOTIK DAN SEL EUKARIOTIK

Sel Prokariotik

- Tidak memiliki inti sel yang jelas karena tidak memiliki membran inti sel yang dinamakan nucleoid

- Organel-organelnya tidak dibatasi membrane

- Membran sel tersusun atas senyawa peptidoglikan

- Diameter sel antara 1-10mm

- Mengandung 4 subunit RNA polymerase

- Susunan kromosomnya sirkuler

Sel Eukariotik

- Memiliki inti sel yang dibatasi oleh membran inti dan dinamakan nucleus
- Organel-organelnya dibatasi membrane

- Membran selnya tersusun atas fosfolipid

- Diameter selnya antara 10-100mm

- Mengandungbanyak subunit RNA polymerase

- Susunan kromosomnya linier

STRUKTUR SEL PROKARIOTIK

            Prokariotik meliputi archaebakteria (bakteri purba) dan eubakteria (bakteri modern/bakteri sejati) yang beranggotakan bakteri, mikoplasma dan alga hijau-biru. Ukuran sel prokariotik berkisar antara 0,5 -3 mm. Struktur umum sel prokariotik yang diwakili oleh bakteri berturut-turut mulai dari luar ke dalam adalah dinding sel, membran sel, mesosom, sitoplasma, ribosom dan materi inti (DNA dan RNA).

           Dinding sel bakteri berfungsi untuk menahan tekanan osmotic sitoplasma, sehingga sel tidak mudah pecah akibat masuknya air kedalam sel, dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan atau mukopepetida yang dapat dipergunakan sebagai dasar penggolongan bakteri menjadi dua golongan , yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negative.

           Selaput sitoplasma atau membran sel bakteri berfungsi dalam seleksi dan pengangkutan larutan ke dalam sel; berperan dalam transfer elektron dan fosforilasi oksidatil; pada bakteri aerob berperan dalam pengeluaran enzim hidrolitik; sebagai tempat enzim dan molekul pembawa yang berfungsi dalam biosintesis DNA, polimer dinding sel dan lipid selaput.

STRUKTUR SEL EUKARIOTIK

             Sel eukariotik biasanya merupakan penyusun struktur makhluk hidup multi seluler. Sel eukariotik tersusun atas membrane sel, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma, ribosom, komplek golgi, lisosom, badan mikro, mitrokondria, mikrotubulus dan mikro filamen. Organelorganel di dalam sel memiliki peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup sel tersebut. Setiap organel di dalam sel memiliki fungsi yang berbeda - beda.

Berikut ini akan diuraikan tentang struktur dan fungsi :

a.      Membran Sel

             Sel memiliki struktur khusus yang berfungsi untuk memisahkan isi sel dengan lingkungan luarnya, struktur ini dinamakan membrane plasma atau membran sel. Membran plasma ini memiliki ketebalan antara 5 sampai 10 nm (nanometer), oleh karena itu hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Membran sel memiliki beberapa fungsi, antara lain yaitu:

·         Sebagai pembungkus isi sel dan membentuk sistem endomembran di dalam sel, misalnya retikulum endoplasma, aparatus Golgi, dan lisosom.

·         Menyediakan selaput atau penghalang yang bersifat selektif permeabel. Membran sel berfungsi untuk menyaring masuknya zat-zat ke dalam sel sehingga tidak semua zat dapat menembus membran sel.

·         Sebagai sarana transpor larutan dari dan ke dalam sel. Membran sel berfungsi dalam membantu memasukkan dan mengeluarkan senyawa – senyawa tertentu dari dan ke dalam sel.

·         Merespons terhadap sinyal dari luar. Pada membran sel terdapat protein integral yang berfungsi sebagai reseptor untuk menerima sinyal dari lingkungan sel.

·         Untuk interaksi interseluler. Protein - protein membran sel dan glikoprotein sebagai perantara sel untuk berinteraksi dengan sel lain atau dengan lingkungan luarnya.

·         Tempat aktivitas biokimiawi. Beberapa reaksi kimia dikatalisis oleh protein integral membran yang berfungsi sebagai katalisator.

·         Untuk transduksi energi. Membran dalam (inner membrane) kloroplas berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dalam proses fotosintesis

Semua membran sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu lemak (lipid) dan protein yang terikat secara non kovalen dan tersusun dalam suatu struktur yang menyerupai lembaran. Lembaran tersebut tersusun atas dua lapisan lemak yang dinamakan lipid bilayer. sedangkan protein terletak di antara lemak atau di permukaan lapisan lipid bilayer.

b.      Sitoplasma

       Sitoplasma merupakan cairan sel yang dibungkus oleh membrane plasma. sitoplasma mengandung gula, asam amino, lemak,ion-ion dan senyawa kimia lain yang digunakan untuk metabolisme sel. Di dalam sitoplasma terdapat membran intrasel yang membungkus organel sel, misalnya membran yang membungkus mitokrondria, kloroplas, lisosom, peroksisom, retikulum endoplasma, dan badan Golgi.

c.       Dinding sel

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel.Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu. Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg

MITOKONDRIA

 

  Pengertian Mitokondria

Mitokondria (mitochondrion', plural: mitochondria') ataukondriosomchondriosome) merupakan organ sangat kecil dalam sel tubuh. Mitokondria berperan sebagai pembangkit tenaga sel yang menyediakan energy selular (ATP). Mitokondria memakai oksigen, lemak dan gula untuk membuat adenosin trifosfat (ATP). Proses ini dikenal sebagai ‘respirasi sel’. Jika membutuhkan tenaga, sel menguraikan (molekul ATP untuk melepaskan tenaga yang disimpan.

Semakin banyak tenaga yang dibutuhkan sel tertentu, semakin banyak mitokondria dikandungnya. Satu sel dapat mempunyai hanya beberapa mitokondria atau dapat mempunyai ribuan. Jumlah yang paling besar ditemukan di sel saraf, otot, dan hati.

Fungsi Mitokondria

Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O₂¬ menjadi CO₂ dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada membran bagian dalam mitokondria

Struktur

Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari : membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran, ribosom, krista, oksisom, inklusi, dan DNA mitokondria.

 

 Toksisitas mitokondria

Toksisitas mitokondria adalah kerusakan yang mengurangi jumlah mitokondria. Bila jumlah mitokondria dalam sel terlalu sedikit, sel tersebut dapat berhenti bekerja sebagaimana mestinya. Tidak jelas tingkat kehilangan mitokondria yang mempengaruhi fungsi sel.

Salah satu tanda paling umum toksisitas mitokondria adalah kelemahan otot (miopati). Jika sel otot tidak memperoleh cukup tenaga melalui respirasi sel, sel tersebut harus mendapat tenaga tanpa oksigenSangat sulit mengetahui bila kita mengalami toksisitas mitokondria. Berikut ini adalah tanda asidosis laktik :

·         Mual

·         Muntah

·         Kelelahan yang berat

·         Kehilangan berat badan yang baru terjadi

·         Napas yang cepat dan dalam

·         Kram, ototnya pegal dan mati rasa atau semutan

·         Kelemahan otot yang cepat semakin berat

Asidosis laktik dapat mematikan

Toksisitas mitokondria juga dapat mengakibatkan kerusakan saraf (neuropati perifer). Toksisitas mitokondria dapat dikaitkan dengan kerusakan ginjal dan kehilangan pendengaran. Beberapa peneliti juga menganggap toksisitas mitokondria bertanggung jawab untuk pemindahan lemak tubuh (lipodistrofi) pada orang yang memakai obat antiretroviral (ARV).

Mitokondria mempunyai sebuah enzim yang membantunya menggandakan diri. Enzim ini dikenal sebagai polymerase gamma atau pol gamma. Enzim ini sangat mirip dengan enzim reverse transcriptase HIV. Pemakaian ARV dapat menghambat reverse transcriptase juga dapat menghambat pol gamma. Jika ini terjadi, lebih sedikit mitokondria baru yang dibuat.