Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel

Struktur dan Fungsi Bagian-Bagian Sel – Di depan telah dibahas mengenai teori sel. Menurut Schleiden dan Schwan serta didukung Max Schultze, sel merupakan unit struktural terkecil dan merupakan kesatuan fungsional kehidupan. Setiap sel mempunyai struktur dan fungsi yang jelas untuk menjaga kelangsungan aktivitas kehidupan. Uraian berikut akan menjelaskan tentang struktur sel dan fungsi bagian-bagian sel tersebut.

Para ahli menggunakan mikroskop elektron yang dapat memperbesar objek pengamatan sampai 1.000.000×. Dengan perbesaran ini, isi sel dalam sitoplasma yang menjalankan berbagai fungsi dapat dilihat. Sebuah sel mempunyai tiga bagian utama yaitu membran sel (selaput plasma), sitoplasma, dan organel-organel sel. Nukleus atau inti sel merupakan organel terbesar.

Struktur sel dibagi menjadi struktur sel prokariotik dan eukariotik. Setiap organisme tersusun dari salah satu tipe struktur sel tersebut, yaitu prokariotik atau eukariotik. Sel prokariotik hanya terdapat pada kingdom atau dunia Monera, dunia Archaebacteria (Archae), dan dunia Eubacteria (Bacteria). Adapun dunia Animalia, Plantae, Fungi, dan dunia Protista mempunyai struktur sel eukariotik. Apa perbedaan struktur sel prokariotik dengan eukariotik?

Struktur Sel Prokariotik

Semua sel prokariotik mempunyai membran plasma, nukleoid berupa DNA dan RNA, serta sitoplasma yang mengandung ribosom. Sel prokariotik tidak memiliki membran inti sehingga bahan inti yang berada dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Sel prokariotik juga tidak memiliki sistem endomembran (membran dalam), seperti retikulum endoplasma dan kompleks Golgi. Selain itu, sel prokariotik juga tidak memiliki mitokondria dan kloroplas, tetapi mempunyai struktur yang berfungsi sama dengan keduanya, yaitu mesosom dan kromatofor. Contoh sel prokariotik adalah bakteri (Bacteria) dan Sianobakteri (Cyanobacteria).

Adapun bagian-bagian sel bakteri sebagai berikut.

• Dinding Sel. Dinding sel bakteri dan Archae tersusun atas peptidoglikan, lipid, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk yang tetap. Pada dinding sel terdapat pori-pori sebagai jalan keluar masuknya molekul-molekul.
• Membran Plasma. Membran sel atau membran plasma tersusun atas molekul lipid dan protein. Membran plasma berfungsi sebagai pelindung molekular sel terhadap lingkungan di sekitarnya, dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan ion-ion dari dalam.
• Sitoplasma. Sitoplasma tersusun atas air, protein, lipid, mineral, dan enzim-enzim. Enzim-enzim digunakan untuk mencerna makanan secara ekstraselular dan untuk melakukan proses metabolisme sel. Metabolisme sel meliputi proses penyusunan (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) zat-zat.
• Mesosom. Kadang-kadang pada tempat tertentu, membran plasma melekuk ke dalam membentuk bangunan yang disebut mesosom. Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Biasanya mesosom terletak dekat dinding sel yang baru terbentuk pada saat pembelahan biner sel bakteri. Pada membran mesosom terdapat enzim-enzim pernapasan yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.
• Ribosom. Ribosom merupakan organel tempat berlangsungnya sintesis protein. Ukurannya sangat kecil, berdiameter antara 15–20 nm (1 nanometer = 10–9 meter). Di dalam sel E. coli terkandung 15.000 butir ribosom atau sekitar 25% massa total sel bakteri.
• DNA. DNA atau asam deoksiribonukleat merupakan persenyawaan yang tersusun atas gula deoksiribosa, fosfat, dan basa-basa nitrogen. DNA berfungsi sebagai pembawa informasi genetik, yaitu sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya. Oleh sebab itu, DNA disebut pula sebagai materi genetik. Pembahasan lebih mendetail akan Anda jumpai di kelas XII.
• RNA. RNA atau asam ribonukleat merupakan persenyawaan hasil transkripsi DNA. Jadi, bagian tertentu DNA melakukan transkripsi membentuk RNA. RNA membawa kode-kode genetik sesuai pesanan DNA. Selanjutnya, kode-kode genetik itu akan diterjemahkan dalam bentuk urutan asam amino dalam proses sintesis protein.

Demikianlah struktur sel prokariotik pada bakteri E. coli. Ternyata, bakteri mempunyai bagian-bagian sel yang rumit. Setiap bagian sel ini mempunyai peranan yang penting bagi kelangsungan hidup sebuah sel. Namun, bagian-bagian sel itu tidak dapat berdiri sendiri dalam menjalankan fungsi sebuah sel, melainkan harus bekerja sama dengan bagian sel lain membentuk satu kesatuan. Bagaimana dengan sel eukariotik?

Struktur Sel Eukariotik

Semua sel eukariotik memiliki membran inti. Selain itu, sel eukariotik memiliki sistem endomembran, yakni memiliki organelorganel bermembran seperti retikulum endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, dan lisosom. Sel eukariotik juga memiliki sentriol.

Berikut ini akan dibahas mengenai struktur sel eukariotik yang meliputi membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel (ribosom, kompleks Golgi, mitokondria, lisosom, badan mikro, dan mikrotubulus).

Membran Sel (Selaput Plasma)

Membran sel merupakan bagian terluar sel yang membatasi bagian dalam sel dengan lingkungan luar. Membran sel merupakan selaput selektif permeabel, artinya hanya dapat dilalui molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion.

Membran sel mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.

1. Sebagai reseptor (penerima) rangsang dari luar, seperti hormon dan bahan kimia lain, baik dari lingkungan luar maupun dari bagian lain dalam organisme itu sendiri.
2. Melindungi agar isi sel tidak keluar meninggalkan sel.
3. Mengontrol zat-zat yang boleh masuk maupun keluar meninggalkan sel. Hal inilah yang menyebabkan membran plasma bersifat semipermeabel (selektif permeabel).
4. Sebagai tempat terjadinya kegiatan biokimiawi, seperti reaksi oksidasi dan respirasi.

Berdasarkan analisis kimiawi dapat diketahui bahwa hampir seluruh membran sel terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu berupa lapisan lipid rangkap dua (lipid bilayer).

Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid. Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugus fosfat dan terdiri atas bagian kepala (polar head) dan bagian ekor (nonpolar tail). Bagian kepala bersifat hidrofilik  (suka air), sedangkan bagian ekor bersifat hidrofobik (tidak suka air). Lipid terdiri atas fosfolipid, glikolipid, dan sterol.

• Fosfolipid, yaitu lipid yang mengandung gugusan fosfat.
• Glikolipid, yaitu lipid yang mengandung karbohidrat.
• Sterol, yaitu lipid alkohol terutama kolesterol.

Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan, yaitu lapisan protein perifer atau ekstrinsik dan lapisan protein integral atau intrinsik. Lapisan protein perifer membungkus bagian kepala (polar head) lipid rangkap dua bagian luar. Lapisan protein integral membungkus bagian kepala (polar head) lipid rangkap dua bagian dalam.

Di depan telah dijelaskan bahwa membran plasma bersifat selektif permeabel (semipermeabel) yang artinya membran plasma dapat dilalui oleh molekul atau ion tertentu. Perpindahan molekul atau ion melewati membran ada dua macam, yaitu transpor pasif dan transpor aktif.

1. Transpor pasif adalah perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul tersebut terjadi  secara spontan dari konsentrasi tinggi ke rendah. Contoh transpor pasif adalah difusi dan osmosis.
2. Transpor aktif adalah perpindahan molekul atau ion menggunakan energi dari sel itu. Contoh transpor aktif adalah pompa ion natrium (Na+)/kalium (K+), endositosis, dan eksositosis.

Apa perbedaan antara difusi dengan osmosis? Uraian berikut akan membahas proses terjadinya transpor pasif dan transpor aktif dengan lebih rinci.

Difusi

Difusi adalah perpindahan molekul-molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah baik melalui membran plasma ataupun tidak. Molekul dan ion yang terlarut dalam air bergerak secara acak dengan konstan. Gerakan acak ini mendorong terjadinya difusi.Difusi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu difusi sederhana dan difusi terbantu (facilitated diffusion). a) Difusi Sederhana Molekul zat dapat berdifusi secara spontan hingga dicapai kerapatan yang sama dalam suatu ruangan. Sebagai contoh, setetes parfum akan menyebar ke seluruh ruangan (difusi gas di dalam medium udara). Peristiwa difusi sederhana dapat diamati ketika kita memasukkan segumpal gula ke dalam air (a), molekulmolekulnya terlarut (b), dan tersebar (berdifusi) (c). Pada akhirnya proses difusi menyebabkan gula tersebar merata ke dalam air (d).

Difusi Terbantu

Difusi terbantu merupakan proses difusi dengan perantara protein pembawa (carrier protein). Arah perpindahan molekul seperti halnya pada difusi biasa  yaitu dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, hanya saja protein pembawa membantu proses perpindahan molekul ini. Difusi terbantu merupakan transpor melalui media pembawa. Pada proses ini, molekul diikat oleh reseptor pada sisi luar sel dan dilewatkan melalui membran plasma oleh Skema difusi terbantu semula. Protein pembawa juga dapat membuat celah yang dapat dilalui oleh ion-ion seperti Cl– dan Na+.

Osmosis

Osmosis adalah perpindahan molekul air melalui membran semipermeabel dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi ke larutan yang konsentrasi airnya rendah. Dengan kata lain, osmosis juga berarti perpindahan molekul dari larutan berkepekatan rendah (hipotonis) ke larutan berkepekatan tinggi (hipertonis) melalui selaput (membran) semipermeabel.

• Lubang bawah tabung gelas yang berisi larutan garam ditutup dengan membran selektif permeabel, yang dapat dilewati molekul air tetapi tidak dapat dilewati garam.
• Ketika tabung dimasukkan dalam gelas beker berisi akuades, molekul air berosmosis ke dalam tabung sehingga volume larutan dalam tabung bertambah.
• Larutan berhenti naik ketika tekanan berat akuades mampu mengimbangi tekanan osmotik.[pi]

Tags: