SEL

A. SEJARAH PENEMUAN SEL

Pengetahuan mengenai sel dan struktur-struktur seni hanya mula bertapak apabila terciptanya mikroskop. Pada tahun 1665, Robert Hooke telah berjaya mencipta mikroskop. Spesimen yang mula sekali dicerapnya dibawah mikroskop ialah gabus. Beliau teruja melihat yang ‘gabus’ sebenarnya bukanlah satu ‘benda’ yang sekata, sebaliknya terdiri daripada puluhan ‘kotak-kotak’ kecil yang mengingatkannya kepada bilik tidur yang sempit rahib-rahib di biara, atau ‘cells’ dalam Bahasa Inggeris. Dari itu, tercetuslah sebutan ‘sel’ untuk unit paling asas sesuatu organisma. Apabila beliau membuat cerapan keatas tumbuhan hidup pula, beliau mendapati sel-sel tumbuhan ‘berisi cairan’; tetapi tiada penjelasan lanjut di sertakan mengenai hal ini.

Pada era yang sama, Van Leuwenhoek pula menggunakan sampel air untuk dicerap dibawah mikroskop. Beliau menyatakan yang tedapatnya hidupan seni yang hidup dan boleh bergerak (“animalcules”) di mana sesetengah organisma ini adalah sel tunggal ataupun unisel. Sel-sel ini bukanlah statik, malah menjalani aktiviti hidupan dengan sempurna. Buat pertama kalinya manusia menyedari tentang wujudnya makhluk hidupan seni yang sebelum ini tidak pernah dilihat oleh mata kasar.

Tidak terdapat perkembangan yang penting mengenai sel hinggalah 200 tahun kemudian. Pada tahun 1889, Theodore Schwann membuat cerapan keatas sel tulang rawan. Beliau merumuskan yang sel-sel haiwan adalah mirip tepat sel tumbuhan. Beliau seterusnya menyatakan yang sel adalah unit asas untuk semua tumbuhan dan haiwan. Perkembangan teori ini menjadi lebih mantap apabila Virchow membuat kesimpulan yang setiap satu organisma adalah gabungan berbilang unit sel; dan semua sel datang daripada sel sebelumnya. Pernyataan ini menjadi panduan sehingga hari ini.

Perkembangan teori sel:

1. Robert Hooke (1635-1703) : orang pertama yang mengamati sel. melihat gambaran suatu sayatan tipis gabus suatu kompartemen atau ruang-ruang kosong sebab yang diamati adalah sel mati disebut dengan nama Latin cellulae (ruangan kecil) yang menjadi asal mula nama sel.

2. Anton van Leeuwenhoek (October 24, 1632 - August 26, 1723) : Menggunakan lensa-lensa untuk melihat dan memerhatikan struktur bergerak (‘animalcules’) daripada sampel air. Saranan: ada struktur hidupan yang terdiri daripada sel tunggal.beragam protista, spermatozoa, bakteri

3. Schleiden dan Schwann (1830) : sel merupakan kesatuan struktural dari mahkhluk hidup. Semua makhluk hidup tersusun atas satu sel. Juga berpendapat tentang teori totipotensi.

4. Felix Dujardin : cairan dalam sel merupakan bagian yang penting, disebut sarcode (sitoplasma).

5. Johanes Purkinje : semua substani dalam sel disebut protoplasma.

6. Max Schultze : protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan / unit fungsional.

7. Robert Brown (1773-1858 ): Pada tahun 1820 merancang lensa yang dapat lebih fokus untuk mengamati sel. Mengamati adanya adanya titik buram yang selalu ada pada sel telur, sel polen, sel dari jaringan anggrek yang sedang tumbuh. Titik buram disebut sebagai nukleus yang merupakan bagian terpenting dalam sel.

8. Rudolf Virchow (1821-1902) : Seorang ahli fisiologi. Menyatakan bahwa sel membelah menjadi dua sel. Setiap sel berasal dari sel yang sudah ada. sel merupakan kesatuan pertumbuhan (omne cellula e cellula=sel berasal dari sel sebelumnya)

9. Matthias Jakob Schleiden : Pada tahun 1838 berpendapat bahwa ada hubungan yang erat antara nukleus dan perkembangan sel

10. Watson dan Crick : sel merupakan kesatuan hereditas.

11. Lynn Margulis: mempublikasikan penemuannya tentang Symbiosis in Cell Evolution yang disebut sebagai teori endosimbiotik.

Tiga Prinsip Teori Sel :

a. Setiap organisma hidup terbina daripada satu atau lebih sel

b. Organisma hidupan yang paling kecil ialah sel tunggal, dan sel adalah unit berfungsi organisma multisel.

c. Semua sel terbentuk daripada sel yang wujud sebelumnya.

B. JENIS SEL

1. Sel Prokariotik

· Ukurannya relatif kecil (Ø 0,5-1 μm)

· Tidak memiliki membran nukleus (inti)

· DNAnya kontak dengan sitoplasmanya secara tidak langsung

· Dalam sitoplasmanya mengandung ribosom

· Sel dibungkus oleh plasma membran, dinding luar sel yang kompleks, pili, kadang-kadang berflagela

2. Sel Eukariotik

· Ukurannya relatif besar (Ø 10-100 μm)

· Bagian dalam sangat kompleks dengan organel-organel yang dibatasi membran maupun yang tidak dibatasi membran

· Memiliki inti sejati yang dibatasi membran

· Organel lain yang dibatasi membran adalah endoplasmik retikulum, Golgi aparatus, mitokondria, lisosom, dan mikrobodies.

· Organel yang tidak dibatasi membran adalah ribosom, mikrotubul, sentriol, flagela, dan sitoskeleton

Sel eukariot hewan dibatasi oleh plasma membran saja, sering juga dengan flagela. Tidak memiliki dinding sel. Sel eukariot tanaman dibatasi plasma membran dan dinding sel yang kaku. Memiliki vakuola pusat, kloroplast, tidak mempunyai sentriol, biasanya tidak mempunyai flagela.

C. STRUKTUR SEL EUKARIOTIK

1. Memban Plasma

Selaput atau membran sel terletak paling luar yang tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau Lipid dan senyawa Protein). Lipoprotein ini tersusun atas 3 lapisan yaitu Protein - Lipid - Protein  Trilaminer Layer. Selaput plasma bersifat Selektif Permeabel atau Semi Permeabel (teori dari Overton), sehingga hanya dapat dilewati oleh molekul tertentu saja.

Membran plasma atau membran sitoplasma ini berfungsi sebagai pembatas sel dengan lingkungannya dan sebagai media transportasi partikel, molekul atau ion.

2. Sitoplasma dan Organel Sel

Bagian yang cair dalam sel dinamakan Sitoplasma khusus untuk cairan yang berada dalam inti sel dinamakan Nukleoplasma), sedang bagian yang padat dan memiliki fungsi tertentu digunakan Organel Sel. Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kirnia sel. Organel sel adalah benda-benda solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup (menjalankan fungsi-fungsi kehidupan).

Organel Sel tersebut antara lain :

a. Nucleus

Nucleus tersusun dari nuclear envelope, nucleolus, chromatin dan nucleoplasm. Nuclear Envelope merupakan dua unit membran berisi cairan, memiliki pori nuclear dan bagian luarnya berhubungan langsung dengan retikulum endoplasmik (ER). Nuclear envelope ini berfungsi sebagai permeable selektif yang mengontrol pergerakan material ke dalam atau ke luar nucleus. Chromatin tersusun dari dua untai panjang DNA, yang berfungsi mengatur metabolisme sel dan hereditas. Nucleolus merupakan matriks RNA (ribonucleic acid) dan protein yang berfungsi mengatur untuk mengkopi DNA dan bekerjasama dengan ribosom dalam mensintesa protein. Nucleolus biasanya dapat dilihat di bawah mikroskop electron berupa spot gelap di dalam nucleus.

b. Sentriol/Sentrosom

Sentriol hanya dijumpai pada sel hewan dan tidak terdapat pada sel tumbuhan. Organel ini berukuran kecil , jumlahnya sepasang dan letaknya dekat membrane inti dalam posisi tegak lurus antar keduanya. Organel ini akan memisah satu sama lain untuk membentuk gelendong pembelahan pada saat terjadi pembelahan sel. Setiap satu sentriol tersusun atas sembilan triplet microtubule, dan setiap dua sentriol akan membentuk satu sentroma. Struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel (Mitosis maupun Meiosis). Sentrosom bertindak sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis. Fungsi dari sentriol adalah untuk membentuk gelendong serabut untuk memisahkan kromosom selama proses pembelahan sel.

c. Retikulum Endoplasmik (RE)

Retikulum endoplasmic (ER) berbentuk saluran atau gang berliku-liku yang disebut sistema yang merupakan set unit membran yang bagian luarnya berhubungan dengan ribosom dan merupakan formasi jalinan (network) tubular melalui sel. Organel ini berfungsi sebagai sarana transport kimia pada sel dan antar sel, serta menyediakan luas permukaan yang cukup untuk mengorganisasi reaksi-reaksi kimia dan sintesis. Dikenal dua jenis RE yaitu : RE granuler (Rough E.R) dan RE. agranuler (Smooth E.R)

d. Ribosom

Ribosom adalah granula atau butir kecil yang menempel pada organel reticulum endoplasmic atau tersebar bebas pada sitoplasma sel. Fungsi ribosom adalah mensintesis molekul protein untuk kebutuhan sel. Ribosom eukariotik lebih besar dibandingkan dengan ribosom prokariotik. Secara struktur ribosom terdiri dari subunit besar dan subunit kecil seperti pada gambar 8. Secara biokimia ribosom mengandung ribosomal RNA (rRNA) dan 50 protein struktural.

e. Badan golgi (golgy apparatus)

Badan golgi berupa kantung pipih yang dibungkus oleh selapis membran. Organel ini dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.

Badan golgi ini berfungsi sebagai gudang tempat senyawa-senyawa yang diproduksi oleh sel, memodifikasi secara kimia sehingga senyawa - senyawa tersebut menjadi fungsional, mengsekresikan senyawa kimia dalam tiny vesicles, dan diduga juga memproduksi reticulum endoplasmik.

f. Lisosom

Lisosom merupakan organel sel bermembran yang hanya ditemukan pada sel hewan berbentuk gelembung atau kantung, ditemukan bebas pada sitoplasma sel. Organel ini berisi enzim hidrolitik, misalnya lipase dan protease Organel ini berfungsi dalam proses pencernaan intraseluler. Lisosom banyak ditemukan pada fagosit atau sel –sel yang berfungang masuk ke dalam jaringmasuk kedalam jaringan tubuh. Salah satu enzimnya itu bernama Lisozym.

g. Mitokondria

Mitokondria berbentuk seperti biji kacang atau panjang berbentuk tongkat yang ukurannya berkisar antara 0.2 – 5.0 mikrometer tersusun atas unit membrane dobel yang mengalami modifikasi (protein, lipid), bagian dalamnya membentuk formasi cristae. Fungsi utama mitokondria adalah tempat dimana reaksi-reaksi siklus metabolisma terjadi seperti siklus utama asam sitrat, siklus urea, dan yang paling penting adalah tempat dimana molekul ATP disintesis yang merupakan sumber bioenergi utama sel. karena itu mitokondria diberi julukan "The Power House". Dengan reaksi : Glukosa + Oksigen ------> Karbon Dioksida + Air + Energi (ATP).

h. Mikrofilamen

Mikrofilamen berbentuk tongkat solid yang terbuat dari protein globular yang disebut dengan actin. Filamen ini merupakan struktur primer fungsional dan sangat penting sebagai komponen cytoskeleton.

i. Mikrotubul

Mikrotubul berbentuk silinder lurus yang kosong, banyak ditemukan pada sitoplasma sel eukariotik. Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai “rangka sel”.

Contoh organel ini antara lain benang-benang gelembung pembelahan Selain itu mikrotubulus berguna dalam pembentakan Sentriol, Flagela dan Silia. Organel ini menjalankan berbagai fungsi, terutama sebagai sarana transport material di dalam sel serta sebagai struktur sporting bagi fungsi-fungsi organel lainnya.

D. PERBEDAAN SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

Sel tumbuhan	Sel hewan
Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan.	Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan.
Mempunyai bentuk yang tetap.	Tidak mempunyai bentuk yang tetap.
Mempunyai dinding sel [cell wall] dari selulosa.	Tidak mempunyai dinding sel [cell wall].
Mempunyai vakuola [vacuole] atau rongga sel yang besar.	Tidak mempunyai vakuola [vacuole], walaupun terkadang sel beberapa hewan uniseluler memiliki vakuola (tapi tidak sebesar yang dimiliki tumbuhan). Yang biasa dimiliki hewan adalah vesikel atau [vesicle].
Tidak Mempunyai sentrosom [centrosome].	Mempunyai sentrosom [centrosome].
Tidak memiliki lisosom [lysosome].	Memiliki lisosom [lysosome].
Nukleus lebih kecil daripada vakuola.	Nukleus lebih besar daripada vesikel.

E. SEL TUMBUHAN

1. Dinding Sel

Dinding sel hanya ditemukan pada sel tumbuhan, sehingga sel tumbuhan bersifat kokoh dan kaku atau tidak lentur seperti sel hewan. Dinding sel tumbuhan banyak tersusun atas selulosa, suatu polisakarida yang terdiri atas polimer glukan (polimer glukosa). Dinding sel tumbuhan berfungsi untuk melindungi, mempertahankan bentuknya serta mencegah kehilangan air secara berlebihan. Adanya dinding sel yang kuat, menyebabkan tumbuhan dapat berdiri tegak melawan gravitasi bumi.

Beberapa senyawa penyusun dinding sel, antara lain:

a. Hemiselulosa

Hemiselulosa merupakan polisakarida yang tersusun atas glukosa, xilosa, manosa dan asam glukoronat. Di dalam dinding sel, hemiselulosa berfungsi sebagai perekat antar mikrofibril selulosa.

b. Pektin

Pektin merupakan polisakarida yang tersusun atas galaktosa, arabinosa, dan asam galakturonat.

c. Lignin

Lignin hanya dijumpai pada dinding sel yang dewasa dan berfungsi untuk melindungi sel tumbuhan terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan.

d. Kutin

Kutin merupakan suatu selubung atau lapisan pada permukaan atas daun atau batang dan berfungsi untuk mencegah dehidrasi akibat penguapan dan melindungi kerusakan sel akibat patogen dari luar.

e. Protein dan lemak

Di dalam dinding sel ditemukan dalam jumlah yang sedikit.

2. Plastida

Dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Dikenal 3 jenis plastida, yaitu:

a. Lekoplas

Plastida berwarna putih yang berfungsi sebagai penyimpan makanan. Terdiri dari:

· Amiloplas, untuk menyimpan amilum;

· Elaioplas (Lipidoplas), untuk menyimpan lemak atau minyak; dan

· Proteoplas, untuk menyimpan protein.

b. Kloroplas

Plastida berwarna hijau yang berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis.

c. Kromoplas

Plastida yang mengandung pigmen.

· Karotin (kuning)

· Fikodanin (biru)

· Fikoeritrin (merah)

3. Vakuola/Rongga Sel

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 berisi: garam – garam organic, glikosida, tannin, minyak eateries (misalnya jasmine pada melati, rosein pada mawar), alkaloid (misal kafein, kinin, nikotin dll), enzim, dan butir – butir padi. Vakuola sentral merupakan organel bermembran sel, berukuran besar yaitu hampir setengah dari volume sel. Fungsi organel ini adalah sebagai tempat menyimpan air dan cadangan makanan pada sel tumbuhan. Pada organisme bersel satu seperti paramaecium dan Amoeba. juga ditemukan adanya organel ini. Vakuola pada organisme ini dinamakan vakuola kontraktil dan vakuola makanan dengan ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan vakuola yang terdapat pada sel tumbuhan.