Etiam placerat
Sel Sebagai Satuan Unit Fungsional
B A B I
P E N D A H U L U A N
1.1.Latar Belakang
Hingga kira-kira 125 tahun yang lalu, pengetahuan mengenai sel masih terbatas. Meskipun pada saat itu para biolog telah yakin bahwa organisme hidup selalu terdiri dari sel baik organisme yang uniseluller maupun yang multiseluller. Sel merupakan unit terkecil dari mahluk hidup, yang dapat melaksanakan kehidupan. Sel disebut sebagai unit terkecil karena sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi menjadi yang lebih yang terdiri sendiri. Sel dapat melakukan respirasi.
Kata sel berarti bilik kecil atau kotak kecil. Istilah tersebut pertama kali diperkenalkan oleh Robert Hooke, setelah melihat sayatan gabus tutup botol dengan menggunakan mikroskop sel yang dilihat pertama kali oleh Robert Hooke adalah sel mati.
Sel adalah suatu kesatuan fungsional mahluk hidup, bahwa proses yang terjadi didalam sel. Prosestersebut dilakukan oleh-oleh struktur sel yang memiliki fungsi tertentu.
Sel mengandung materi genetic yaitu materi penentu sifat-sifat Mahluk hidup.Dengan adanya materi genetic ,sifat-sifat mahluk hidup dapat diwariskan kepada keturunannya. Sifat-sifat mahluk hidup tergantung pada sifat sel secara individual.
1.2. Tujuan
Adapun tujuannya adalah untuk mengetahui teori sel, struktur sel, fungsi sel, pembelahan sel,dan cara sel mendapatkan nutrien.
1
B A B II
P E M B A H A S A N
2.1. Sejarah Sel dan Teori Sel
Perkembangan pengetahuan tentang sel, didahului dengan ditemukannya mikroskop oleh Zacharian Jansen dan Antonie Van Leuvan Hooke (1590) dari Belanda. Robert Hooke 1635-1703 dari Inggris menemukan sel pertama. Ia membuat preparat gabus dan terlihat struktur kecil berbentuk kotak yang merupakan dinding sel mati. Marcello Malpighi dengan bukunya “ Anatomy of Plants “ (1642 – 1712) Nahemia Grew (1675) menulis mengenai sistematik dan sifat-sifat sel tumbuhan. Robert Brown merupakan orang pertama yang menemukan nucleus sel tumbuhan dan Corti 1772 yang pertama melihat sel. Selanjutnya penemuan dalam biologi sel berlangsung pesat. Mathias Schleiden, ahli botani dari Jerman menyusun teori sel, Theodor Schultze pada hewan tingkat tinggi, Durjardin pada hewan tingkat rendah. Akhirnya Schultze menyatakan bahwa protoplasma merupakan basis fisik dari hewan dan tumbuhan. Hanstein membedakan bagian yang hidup dalam sel yang disebut protoplasma dan bagian yang mati disebut metaplasma. Sel dikenal sebagai satuan struktur fungsi fisiologis yang terkecil dari semua organisme hidup.
Perkembangan penemuan sel ini sejalan dengan perbaikan/ penemuan perangkat mikroskop demikian juga penemuan teknik pewarnaan yang dari waktu ke waktu semakin diperbaiki (inovasi).
2.2. Sel Sebagai Dasar Kehidupan
Tidaklah berlebihan jika dikatakan sel merupakan miniature mikro pabrik bermacam-macam zat kimia mulai dari senyawa sederhana sampai pada senyawa kompleks.
Dalam sel hidup, pengambilan nutrisi, transportasi zat, repirasi, ekresi, sintesis serta regulasi dapat berlangsung dengan sifat fisik dan sifat kimia protoplasma. Struktur sel tumbuhan maupun sel hewan tersusun atas komponen-komponen seperti yang diperlihatkan pada skema berikut.
2
plasmolemma
plastid, mitokondria dll
kariolimfa, kromatin
Dinding sel, iamella tengah, dinding primer dan dinding sekunder (pada tumbuhan)
2.3. Bahan Penyusun Protoplasma
Hasil analisa abu dangan kadari tumbuhan ditemukan unsur - unsur kimia dengan kadar relative tinggi terdapat dalam protoplasma, oksigen, karbon dan hydrogen dengan unsure nitrogen sebagai penyusun protein pembangun protoplasma. Reaksi ionisasi, reaksi enzimatis serta mineral memberikan kepekatan pada protoplasma sehingga difusi osmosis dapat berlangsung. Difusi dan osmosis ini merupakan suatu cara transportasi zat dari lingkungannya ke dalam sel. Mineral juga merupakan komponen suatu enzim misalnya enzim sitokrom yang bekerja pada respirasi sel. Kekurangan Fe pada makanan dapat menimbulkan anemia, pada tanaman hijau akan menyebabkan daun menjadi pucat. Pada tanaman, Fe berperan sebagai katalisator pada pembentukan klorofil. Molekul karbohidrat, lemak dan protein sebagai sumber energy yang dibebaskan pada proses respirasi dapat dimanfaatkan untuk melakukan proses-proses kehidupan.
3
2.4. Komponen Protoplasma
Sitoplasma dibedakan atas :
a. Plasmolemma = plasmaderm = ectoplasma
b. Polioplasma adalah sitoplasma bagian tengah mengandung butir-butir halus.
c. Tonoplasma, bagian sitoplasma yang berbatasan dengan vakuola.
d. Mitokondria, besarnya 0,2-5 mikrometer, menganduna enzim-enzim respirasi. Berselubung rangkap dua, membrane sebelah dalam bentuk Kristal dan sebelah luarnya bersifat elastic memungkinkan respirasi lebih lancer dan kuat.
e. Ribosom merupakan partikel-partikel yang berisi DNA, berperan membantu inti dalam mensintesa protein dari asam amino.
f. Ribosom pada sel hewan, berperan sebagai tempat mensintesa enzim-enzim dan menyimpannya
g. Badan golgi, berlapis-lapis, membrane halus, terletak disisi luar inti sel, didalamnya terdapat dua sentriol. Jika sel mulai membelah kedua sentriol ini memisah.
h. Plastida hanya dijumpai pada sel tumbuhan dan beberapa sel hewan yang bersel tunggal (protozoa). Ukurannya kedua setelah inti, berwarana, bentuk bulat memanjang, spiral, bintang.
i. Plastida dapat dibedakan atas :
- Leukoplas : plastid yang tidak berwarna, terdapat pada bagian tumbuhan yang masih muda yang tidak terkena sinar matahari.
- Klorofil a dengan rumus kimia : C55H72N4Mg warnanya hijau tua.
- Klorofil b dengan rumus kimia : C55H70O6N4Mg warnanya hijau muda.
- Kromoplas : umumnya berwarna kuning atau jingga, mengandung karotenoid terdapat pada wortel
- Retikulum endoplasma (RE) adalah saluran yang kecil dibatasi oleh membrane, berstruktur sebagai anyaman, berkelok-kelok didalam sitoplasma. Membran ini juga berhubungan
2.5. Komponen Non Protoplasma
a. Vakuola (V)
Pada sel tumbuhan yang masih muda jumlah vakuolanya banyak tersebar, berisi cairan. Pada sel tua jumlahnya lebih sedikit dan lebih besar. Secara umum peranan vakuola adalah mengatur tekanan osmosa sel dengan mengatur kepekatan plasma sel. Pada sel hewan vakuola berperan menimbun dan memindahkan senyawa, kadang-kadang berisi cairan yang didalamnya terdapat beberapa sel antara lain pigmen. Pada hewan tertentu membrane sel membentuk kantung yang mengelilingi partikel makanan, kemudian akan membentuk vakuola makan yang berperan mencerna makanan.
4
Pada hewan dapat menampung kelebihan air dan akan dibuang secara teratur bersama-sama sisa metabolisme, vakuola ini disebut vakuola kontraktil. Pada sel tumbuhan vakuola ini berisi cairan yang didalamnya terlarut zat-zat koloid, minyak atsiri dan antosian (pada bunga).
b. Dinding Sel
Pada waktu sel selesai membelah dinding selnya sangat tipis, zat penyusunnya adalahpektin dan protopektin. Dengan pertumbuhan pengembangan plasma, dinding sel dari dalam dipertebal oleh plasma dengan zat selulosa.
c. Plasmodesmata dan Noktah
Dinding sel pada waktu masih muda dan tipis, tertembus oleh benang-benang plasma (plasmodesmata). Plasmodesmata memungkinkan danya pertukaran zat antar sel, distribusi makanan dan meneruskan rangsangan. Setelah penebalan dinding sel berlangsung, tempat plasmodesmata tetap dipertahankan.
2.6. Cara Sel Memperoleh Nutrien
a. Difussi
Yaitu penyebaran zat padat, zat cair atau gas sampai mencapai konsentrasi yang seimbang pada suatu ruang. Penyebaran itu ditimbulkan sutatu gaya yang identik dengan energi kinetik. Baik zat padat molekul-molekulnya mempunyai kecenderungan untuk menyebar kesegala arah, sampai mencapai sutatu konsentrasi yang sama. Dari ketiga zat tersebut, gaslah yang paling mudah berdifusi
b. Osmosis
Pada hakikatnya osmosis adalah suatu proses difusi. Osmosis adalah difusi dari tiap pelarut melalui suatu slaput yang permiabel secara diferensial. Membrane sel yang meloloskan molekul tertentu, tetapi menghalangi molekul lain, disebut permaebel diferensial. Air merupakan pelarut universal. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permiabel secara diferensial dari suatu tempat berkosentrasi tinggi ketempat berkosentrasi rendah. Perlu ditekankan bahwa kosentrasi disini adalah kosentrasi pelarutnya.
5
c. Transpor Aktif
Transpor aktif adalah transport yang memerlukan energy di dalam sel energy yang digunakan adalah ATP (Adenosin Tri Phospat) yaitu simpanan energy kimia tinggi yang berasal dari energy hasil respirasi sel. Transpor aktif bersifat melawan gradient konsentrasi pada transport aktif terjadi pemompaan melewati membrane dan melawan gradient konsentrasi juga memerlukan energy yang berupa ATP. Transpor aktif berfungsi memelihara keseimbangan didalam sel contoh : sitoplasma sel darah manusia.
d. Endositesis
Suatu mekanisme yang lain dimana sel mengangkut bahan dari CES ke dalam sel, ialah dengan membungkus bahan tersebut dengan cara melekukkan sebagian dari membrane sel kearah dalam. Kantung yang terbentuk kemudian melepaskan diri dari bagian luar membrane dan membentuk vakuola di dalam sitoplasma.Pada beberapa sel partikel-partikel padat seperti bakteri, dapat dibungkus dengan cara ini. Amoeba mendapatkan makanan dengan membungkus mikroorganisme yang kecil dengan cara ini. Sel-sel darah putih mempunyai fungsi yang sangat penting dalam pembungkusan partikel, seperti bakteri yang mungkn masuk ke dalam tubuh hewan atau manusia peristiwa ini disebut pagositosis.
Endositosis memungkinkan makromolekul seperti protein, yang terlalu besar dan terlalu hidrofilik untuk difusi sederhana untuk masuk kedalam sel. Lekukan kecil membrane sel dapat dilihat dengan jelas. Kebanyakan dari lekukan itu membungkus CES dari ruang saringan, tetapi beberapa diantaranya terdapat disebelah lain dari dinding dan tampaknya seperti membungkus cairan dari dalam.
e. Eksositosis
Eksositosis adalah kebalikan dari endositosis. Pada sel-sel yang mengeluarkan protein dalam jumlah yang besar, protein tersebut pertama-tama berkumpul di dalam sebuah kantung yang dilapisi membrane di dalam sparat golgi, yang kemudian bergerak kepermukaan sel di mana membrannya lalu melekat pada membrane sel dan mengosongkan isinya keluar. Sel-sel yang melapisi usus kita. Mensintesis butir-butir lemak dan mengeluarkannya dengan eksositosis. Ada kemungkinan bahwa beberapa vakuola hanya mengeluarkan bahan buangan dengan cara eksositosis dan tidak didahului oleh endositosis.
6
2.7. Pembelahan Sel
Anak biasanya mirip orang tuanya. Namun selelu ada perbedaan yang menarik. Sifat-sifat orang tua atau induk, bukan hanya sifat-sifat fisiknya saja akan tetapi juga ciri-ciri kepribadian, temperamen, kemampuan mental akan Nampak dalam kombinasi yang khas pada tiap-tiap anak. Ini bukan hal yang kebetulan. Sifat-sifat herediter akan muncul, menghilang dan muncul kembali darisatu generasi kegenerasi berikutnya sebagai akibat dari proses yang teratur, dan bukan hal yang kebetulan.
a. Dasar-dasar Seluler Hereditas
Karena ciri-ciri fisik seperti tinggi badan, warna rambut dan warna mata serta bentuk hidung merupakan sifat-sifat herediter yang paling menonjol yang sering kita lupa bahwa sebenarnya hereditas adalah sifat sel. Mungkin kebenaran dari pernyataan ini akan lebih Nampak bila kita melihat bahwa kehidupan kita bermula dari satu sel tunggal, telur yang dibuahi yang dihasilkan dari penggabungan dengan sperma dari jantan. Apa yang terjadi selanjutnya sebagian besar ditentukan oleh warisan genetic yang terdapat pada telur yang dibuahi tersebut.
Telur yang dibuahi menerima setengah dari informasi herediter dari tiap sel kelamin yang membentuknya. Sementara mengalami pertumbuhan, telur yang telah dibuahi ini akan menduplikasi material genetiknya sehingga pada saat membelah akan menghasilkan sel-sel baru yang identik secara genetic. Tentu saja berjuta-juta sel yang akhirnya menyusun tubuh individu dalam beberapa hal akan berbeda satu sama lain.
Variasi diantara sel-sel tubuh dapat disebabkan oleh banyak factor, termasuk interaksi sel yang menyebabkan perbedaan ekspresi sifat-sifat herediter. Walaupun pembelahan sel menghasilkan sel-sel anak yang memiliki informasi genetic yang sama, akan tetapi memiliki juga perangkat dalam menginterprestasikan instruksi tersebut. Ini meliputi mitokondria, ribosom dan terutama enzim yang menghasilkan proses-proses metebolik. Produk zat-zat ini merupakan aktifitas sel yang utama.
b. Mitosis
Mitosis adalah salah satu bentuk pembelahan sel yang menjamin bahwa sel-sel anak secara genetic akan identik dengan sel-sel induknya. Ini melibatkan empat fase, yakni profase, metafhase, anafhase dan telofhase.
7
- Interfase
adalah bagian siklus sel saat dimana mitosis tidak terjadi dan selama fase ini sel akan tumbuh dengan mensintesa molekul-molekul nutrient. Karena interfase merupakan bagian terpanjang dari siklus sel, maka kebanyakan siklus sel yang diteliti secara mikroskopis adalah sel-sel interfase.
- Profase
Pada awal fase mitosis kromosom perlahan-lahan menebal dan sudah terlihat rangkap. Duo kromatid dari kromosom rangkap ini identik secara genetic. Setiap pasang kromatid terikat bersama pada satu daerah lekukan yang disebut sentromer. Juga selama profase, membrane ini mulai berdisintegrasi dan anak ini (nucleolus) tidak Nampak. Pada saat yang sam berkembang spindel mitosis yang tersusun dari mikrotubul-mikrotubul panjang diantara sepasang sentriol yang terletak berlawanan. Tiap sentromer kromosom rangkap terikat pada mikrotubul spindle. “serabut spindle ini terlibat dalam gerakan kromosom. Semakin mendekati profase, kromosom rangkap mulai bergerak menuju tengah-tengah spindle mitosis dan menempatkan diri pada sudut-sudut kanan terhadap aksis panjang spindle.
- Metafase
Saat kromosom telah mencapai bidang ekuator, sel dikatakan dalam tahap metaphase, metaphase ini berlangsung sangat singkat, yang tersingkat dari semua fase. Pada akhirnya metaphase, sentromer memisah sehingga tiap kromatid memiliki satu sentromer.
- Anafase
Mulainya anaphase ditandai dengan pemisahan kromosom anggota pasangan bergerak dalam arah yang berlawanan menjauhi garis tengah sel. Pada saat ini tiap kromatid dapat disebut kromosom.
Dari studi mikroskop electron dapat disimpulkan bahwa pengikatan serabut spindle pada kromosom sangat diperlukan untuk gerakan ini. Walaupun mekanismenya belum diketahui, serabut spindel tampaknya menarik sentromer dengan lengan kromosom mengikuti dibelakangnya.
- Telofase
Anafase dinyatakan selesai bila kromosom telah mencapai kutub yang berlawanan. Segera kromosom akan hilang dari pandangan dan mulai lagi kondisi interfase. Perlu diperhatiken bahwa pembelahan sitoplasma hanya sekedar pemisahan menjadi dua bagian tanpa jaringan kandungan bagian-bagiannya akan sama. Beberapa organel dalam sitoplasma dapat menduplikasi diri atau terbentuk dari struktur situplasma itu sendiri. Pada banyak kasus, pembagian sitoplasma yang tidak sam merupakan langkah awal proses diferensiasi sel.
8
- Meiosis
Mitosis menjamin bahwa sel-sel anak akan menerima jumlah kromosom yang sama dengan sel induknya. Sel-sel tubuh yang tidak dihasilkan dengan cara ini hanya sel telur dan spermatozoa.
1. Meiosis I
- Profase I
Peristiwa-peristiwa yang terjadi di dalam sitoplasma selama profase 1 menyerupai apa yang terjadi pada mitosis, membrane inti tak tampak dan sentriol mengorganisasi membentuk spindel. Sintesa DNA sudah sempurna pada awal profase pada saat nampaknya kromosom rangkap . Akan tetapi berbeda dengan perilaku kromosom mitosis, pada meiosis dua kromosom pada tiap pasangan mengelompok dalam suatu pola gen ke gen yang sangat spesifik.
Karena tiap kromosom dalam pasanganitu atau terdiri dari dua kromatid, maka tiap pasangan mengandung empat set material genetic, dua maternal dan dua peternal. Pasangan kromosom semacam ini membentuk suatu tedrad. Selama pasangan yang berdekatan ini atau sinapsis, kromatid yang berdekatan terjalin dan sering patah dan berkombinasi. Pertukaran yang dihasilkan dari pindah silang (Crosover) ini akan membawa keuntungan dalam variabilitas genetic. Hal inilah yang penting dalam proses evolusi pada akhir profase 1 pasangan kromosom tersebut (sinapsis) akan bergerak ketengah-tengah spindal sel.
- Metafase I
Kromosom hasil duplikasi (tetrad) ini berjajar berhadap-hadapan di sepanjang ekwator nucleus dan melekat pada benang gelendong, yaitu pada sentromer kromosom.
- Anafase I
Pada anafase II kromosom tedrad memisah. Satu anggota pasangan bermigrasi menuju kesatu kutub sedang pasangan yang lain menuju ke kutub berlawanan. Perlu diperhatikan bahwa sentromer tidak memisah pada meiosis I, berbeda dengan perilakunya pada mitosis. Sebagai gantinya, satu kromosom rangkap pada tiap pasangan bermigrasi kesatu kutub spindel, sedangkan kromosom rangkap yang lain kekutub yang lain.
- Telofase I
Pada telofase I kromosom telah mencapai kutub masing-masing. Sitoplasma sekarang membelah, menghasilkan 2 sel anak. Pemisahan ini merupakan akhir dari meiosis I.
9
1. Meiosis II
Periode antara telofase I dua sel anak tak perlu berduplikasi sebab masing-masing sudah rangkap. Pada profase II, masing-masing sel anak membentuk spindel yang lain dan pada metaphase II kromosom rangkap tersusun pada spindel tersebut. Tahapan ini berbeda dengan metaphase mitosis yang mana saat ini hanya ada satu pasangan kromosom pada tiap sel, walaupun tiap kromosom mengandung dua kromatid. Sentromer kromosom-kromosom ini segera akan memisah dan kromosom anak yang baru akan bermigrasi ke kutub. Pada telofase II sitoplasma akan membelah dan akan nampak kembali struktur interfase seperti biasanya. Masing-masing dari empat sel baru yang dihasilkan dari meiosis adalah gamet haploid.
2. Spermatogenesis dan Oogenesis
Pada laki-laki dewasa, sel-sel sperma yang fungsional dihasilkan dalam tubulus seminiferus di testis. Bagian tepi tubulus seminiferus mengandung sel-sel yang mempunyai fungsi khusus yang dikenal sebagai spermatogonia. Spermatogonia merupakan sel diploid pada tahap awal perkembangan embrio. Spermatogonia mengalami pembelahan secara mitosis untuk menghasilkan lebih banyak spermatogonia dan secara meiosis untuk menghasilkan spermatid.
Oogenesis merupakan proses pembentukan ovum (haploid) dan terjadi di dalam ovarium.
Oogenesis dan spermatogenesis berbeda dalam tiga hal penting yaitu sebagai berikut :
- Selama pembelahan meiosis dalam oogenesis sitokinesis bersifat tidak sama sitoplasma dipenuhi oleh oosit sekunder. Sel yang sempurna dengan sitoplasma akan terus berkembang menjadi ovum, sedangkan sel yang kecil akan mengalami (badan polar) kemudian mengalami regenerasi.
- Saat seorang wanita dilahirkan ovariumnya telah mengandung sel yang akan berkembang menjadi sel telur
- Proses oogenesis memiliki siklus yang panjang dan melalui periode istirahat.
10
B A B III
P E N U T U P
2.1. KESIMPULAN
11
DAFTAR PUSTAKA
Wijaya, 2007. Aktif Biologi. Ganeca exact, Jakarta
Anonim, 2000. Garis-garis Besar Program Pengajaran. Palu
Sri Maryati, 2004. Biologi. : Erlangga, Jakarta
22.53
|
Label:
Biologi Umum
|
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
You can replace this text by going to "Layout" and then "Page Elements" section. Edit " About "
Diberdayakan oleh Blogger.
Translate
About Me
- Unknown
Cuteki widget gadget
Blog Archive
Pages
1 komentar:
Makasaih banyak yah :)
sangat membantu !
Posting Komentar