MAKALAH

BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER

(SEL PROKARIOTIK DAN SEL EUKARIOTIK)

OLEH:

DIGNA FRANSISKA KONO

NIM:1346201182

KELAS/SEMESTER:B/IV

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKADAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PGRI NTT

2014

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Ku Haturkan kepada Tuhan karena izinNya, karya ilmiah ini dapat terselesaikan dengan baik dan tepat pada

waktunya. Adapun tujuan dari penulisan karya ilmiah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Biologi Sel dan Molekuler

pada semester IV tahun ajaran 2014 dengan judul “Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik”.

Dengan mengerjakan tugas ini, kami diharapkan untuk lebih mengenal tentang Struktur penyusun sel prokariotik maupun sel

eukariotik,bentuk selnya, serta perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik.

Dalam penulisan karya ilmiah ini penulis banyak cukup mengalami kesulitan karena kurangnya pengetahuan dan sarana

penunjang. Namun berkat bimbingan, doa dan Motivasi dari beberapa pihak akhirnya karya ilmiah ini dapat diselesaikan dan

terima kasih kepada:

Bpk. Moses Tokan, M.Si., dan Bpk. Yoseph Lawa,S.Pd.M.Biotech., sebagai dosen pengasuh mata kuliah Biologi Sel dan

Molekuler Prodi.Biologi, Fakultas MIPA.,Universitas PGRI NTT.

1. Pendamping yang selalu menolongku.

Penulisan karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna,oleh karena itu sangat diharapkan kritik dan saran positif yang dapat

membangun dalam penyempurnaan makalh ini.

Semoga karya ilmiah sederhana ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Penulis

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Pada era yang serba teknologi saat ini, kemajuan di bidang pendidikan sangatlah bertambah dari waktu ke waktu.

Kemajuan yang dicapai antara lain dalam bidang sosial,bidang informasi maupun bidang pendidikan,termasuk

pengetahuan dalam ilmu biologi tentang Sel terutama yang akan dibahas dalam makalah ini yaitu Sel ‘’Prokariotik

dan Sel Eukariotik’’ , struktur penyusun dan fungsinya masing-masing, juga akan dibahas tentang ‘’sel hewan dan sel

tumbuhan’’,serta perbedaan-perbedaannya.

Sel sangat mendasar bagi Ilmu Biologi sebagaimana atom dalam Ilmu Kimia. Seluruh Organisme terdiri dari sel. Dalam

hirarki organisasi biologis, sel ini merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Selain itu terdapat

beragam bentuk kehidupan yang berwujud sebagai organisme bersel tunggal. Organisme yang lebih kompleks

termasuk tumbuhan dan hewan yang bersifat multiseluler,artinya tubuhnya merupakan kerjasama antara berbagai

jenis sel terspesialisasi yang tidak akan bertahan hidup dalam jangka waktu lama jika masing-masing berdiri sendiri.

Namun demikian jika sel disusun dalam tingkat organisasi yang lebih tinggi,seperti jaringan dan organ, maka sel dapat

dipisahkan sebagai sebuah unit dasar dari struktur dan fungsi suatu organisme.

1.2 TUJUAN

1. Membantu mahasiswa agar lebih semangat untuk belajar biologi sel dan molekuler.

2.Memahami teori dan berbagai bentuk sel yang termasuk dalam golongan Prokariotik dan Eukariotik.

3. Mengetahui perbedaan antara sel Prokariotik dan sel Eukariotik.

BAB II

ISI

1.1 DEFINISI

Istilah sel berasal dari bahasa Latin yaitu cellula yang berarti ruang kecil. Istilah tersebut diberikan oleh ahli fisika-

matematika dan arsitek kebangsaan ingggris Roberth Hook tahun 1665. Ia menemukan irisan gabus botol dibawah

mikroskop, bahwa adanya unit-unit kecil yang dibatasi oleh dinding-dinding pada penampang gabus tersebut.

Pada tahun 1838 ahli botani Matthias Schleden dan ahli zoologi Theodor Schwan keduanya tertarik dengan adanya

kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan, mereka mengajukan konsep bahwa organisme

tersusun atas sel dan sel merupakan kesatuan struktural makhluk hidup. Dari semua pendapat para ahli dapat

disimpulkan bahwa sel merupakan unit struktural dan fungsi terkecil suatu makhluk hidup.

Biologi sel (juga disebut Sitologi dari bahasa Yunani:Kytos: ‘’wadah’’) adalah Ilmu yang mempelajari Sel. Pengetahuan

tentang persamaan dan perbedaan antara berbagai sel merupakan hal yang penting khususnya dalam ilmu biologi sel dan

biologi molekuler.Penelitian biologi sel sangat berkaitan erat dengan Genetika,Biokimia,Biologi Molekuler dan Biologi

Perkembangan.

Sel prokariotik merupakan sel yang tidak memiliki sistem endomembran sehingga sel tipe ini memiliki materi inti

yangtidak dibatasi oleh sistem membran. Sel prokariotik terdapat pada bakteri dan ganggang biru.

Sel eukariotik merupakan tipe sel yang memiliki sistem endomembran. Pada sel eukariotik ini tampak jelas karena

dibatasi oleh membran. Pada sel ini Sitoplasma memiliki berbagai jenis organel, seperti badan golgi, retikulum

endoplasma(RE),kloroplas (khusus pada tumbuhan),mitokondria,badan mikro dan lisosom.

1.2 Struktur dan Fungsi Sel Prokariotik.

Bakteri merupakan salah satu contoh organisme yang memiliki sel tipe prokariotik.Untuk itu mempelajari struktur dan

fungsi pada sel prokariotik, sel bakteri merupakan contoh yang cukup mewakili dari berbagai tipe sel prokariotik. Bakteri

memiliki ukuran (panjang) berkisar antara 0,15 – 15µ. Struktur sel bakteri terdiri dari bagian luar sebagai penutup sel dan

sitoplasma (Gambar 1).

Bagian luar sel bakteri terdiri dari: kapsula, dinding sel, dan membran plasma.Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa

lendir yang berfungsi untuk melindungi sel.Dinding sel terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat,protein,dan beberapa

garam anorganik serta berbagai asam amino. Berdasarkan struktur dinding selnya, bakteri dikelompokkan menjadi bakteri

Gram Negatif dan bakteri Gram Positif.

Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam

merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi.Fungsinya

serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Membran plasma pada bakteri membentuk lipatan-lipatan yang

berlapis-lapis. Lipatan ini disebut desmosom.

Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk

respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konyugasi.Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel.

Beberapa bakteri lainnya mengandung villia yang berfungsi untuk melekatkan diri.

Sitoplasma merupakan bagian dalam sel bakteri. Sitoplasma berbentuk koloid yang agak padat yang mengandung butiran-

butiran protein, glikogen, lemak dan berbagai jenis bahan lainnya.

Pada sitoplasma sel bakteri tidak ditemukan organel-organel yang memiliki sistem endomembran seperti badan Golgi,

retikulum endoplasma (RE), kloroplas,mitokondria, badan mikro, dan lisosom. Sedangkan ribosom banyak ditemukan pada

sitoplasma bakteri. Materi genetik bakteri berupa DNA atau kromosom bakteri atau genophore terdapat dalam sitoplasma,

di daerah inti yang tidak dibatasi oleh sistem membran,yang disebut nucleoid. Pada beberapa bakteri di dalam

sitoplasmanya ada yang mengandung kromophore yaitu bakteri yang mengandung krlorofil.

Gambar; Struktur umum sel prokariotik terdiri dari kapsul, dinding sel (membran luar dan

peptidoglikan merupakan anggota karbohidrat), membran plasma, sitoplasma yang

mengandung ribosom dan nukleoid.

Gambar ini melukiskan bakteri berbentuk batang karena tidak mempunyai organel yang

terbungkus, seperti pada eukariota(bentuk/struktur prokariotik lebih sederhana).

Area tempat DNA disebut daerah Nukleoid dan tidak ada membran yang memisahkan antara

DNA dengan bagian sel yang lainnya.Prokariota memiliki banyak ribosom yang merupakan

tempat sintesis protein. Batas sel ialah membran plasma. Di luar membran plasma ini terdapat

dinding sel yang cukupkaku dan seringkali berupa kapsul luar yang biasanya mirip jely. Sebagian

bakteri memiliki flagela(organel pergerakan), fili(struktur pelekatan) atau keduanya yang

menonjol dari permukaannya.

2.3 Struktur dan Fungsi Sel Eukariotik.

Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki sistem endomembran. Sel tipe ini secara

struktural memiliki sejumlah organel pada sitoplasmanya. Organel tersebut memiliki fungsi

yang sangat khas yang berkaitan satu dengan yang lainnya dan berperan penting untuk

menyokong fungsi sel. Organisme yang memiliki tipe sel ini antara lain hewan, tumbuhan,

dan jamur baik multiseluler maupun yang uniseluler.

Tipe sel eukariotik pada tumbuhan sedikit berbeda dengan pada hewan. Pada sel

hewan, pada bagian luar sel tidak ditemukan adanya dinding sel, sebaliknya pada tumbuhan

dan jamur ditemukan adanya dinding sel. Walaupun demikian dinding sel tumbuhan dan sel

jamur secara kimiawi berbeda penyusunnya. Pada jamur didominasi oleh chitin sedangkan

pada tumbuhan selulosa. Pada tumbuhan ditemukan adanya organel kloroplas sedangkan

pada jamur dan hewan tidak ditemukan. Selain perbedaan tersebut pada dasarnya baik sel

hewan, tumbuhan, dan jamur memiliki struktur yang serupa.

Membran Internal Memisah-misahkan Fungsi Sel Eukariotik.

Untuk melengkapi membran plassma pada permukaan telurnya,suatu sel eukariotik mempunyai membran

internal yang sangat besar dan diatur dengan teliti, yang membagi-bagi(mempartisi) sel menjadi ruangan-

ruangan.

Membran tersebut juga berperan langsung dalam metabolisme sel; banyak enzim dibentuk tepat di

dalammembran tersebut. Karena ruangan-ruangan sel menyediakan lingkungan lokal berbeda-beda yang

melayani fungsi metabolik tertentu,proses yang tidak sesuai bisa berlangsung secara bersamaan di dalam

sel yang sama.

Jenis membran yang bermacam-macam merupakan dasar bagi pengaturan sel. Secara umum, membran

biologis terdiri dari fosfolipid lapis ganda(double layer),dan lipid yang lainnya.

Setiap membram mempunyai komposisi lipid dan protein yang unik,sesuai dengan fungsi spesifik

membran tersebut. Misalnya enzim yang berfungsi dalam respirasi seluler berada di dalam membran

organel yang disebut mitokondria.

Gambar umum sel hewan ini merupakan gabungan dari seluruh struktur yang paling sering

ditemukan dalam sel hewan.

Di dalam sel terdapat berbagai komponen yang disebut organel-organel kecil yang sebagian besar

diselubungi oleh membran. Organel yang paling menonjol dalam sel hewan biasanya adalah

Nukleus. Kromatin di dalam nukleus terdiri dari DNA yang membawa gen, bersama-sama

dengan protein. Kromatin ini sebenarnya merupakan kumpulan struktur terpisah yang disebut

Kromosom,yang tampak sebagai unit terpisah hanya pada sel yang sedang membelah.Bagian-

bagan pada kromatin dalamnukleus yang saling bersambungan ialah satu atau lebih

nukleoli(nukleolus tunggal). Nukleoli terlibat dalam produksi partikel yang disebut

Ribosom,yang mensintesis protein.Nukleus dibatasi oleh selubung berpori yang terdiri dari dua

membran.Sebagian besar kegiatan metabolisme sel terjadi di dalam sitoplasma,seluruh daerah

antara nukleus dan membran plasma yang melindungi sel.

Gambar Sel tumbuhan; tampak dalam gambar di atas struktur sel tumbuhan yang

memiliki sistem endomembran sehingga pada sel tipe ini ditemukan berbagai

organel pada sitoplasmanya. Pada gambar tampak organel kloroplas, hanya

terdapat pada tumbuhan, selain organel yang serupa ditemukan pada sel

hewan. Selain itu tampak adanya beberapa bagian sel yang hanya dimiliki

oleh tumbuhan seperti : dinding sel dan plasmodesmata.

Secara Anatomi, sel dibagi menjadi 3 bagian utama, yaitu: Selaput Plasma (Membran Plasma atau

Plasmalemma), Sitoplasma dan Organel Sel, Inti Sel (Nukleus).

1. Membran sel

Membran sel tersusun oleh lipoprotein. Membran sel adalah meliputi luar dari sel yang melindungi

organel internal. Atau dikenal sebagai membran plasma, melaksanakan berbagai fungsi vital.

Ini adalah fakta umum bahwa sel adalah blok bangunan dasar kehidupan. Sebuah sel membentuk unit

struktural dan fungsional dasar dari setiap makhluk hidup. Sementara beberapa organisme, seperti

bakteri bersel tunggal, sebagian besar makhluk hidup lainnya yang multiseluler. Dalam kasus organisme

multiseluler, ada berbagai jenis sel, yang ditugaskan dengan tugas yang berbeda. Ketika fungsi dari

berbagai jenis sel bervariasi, bagian-bagian individu dari sel juga memiliki tugas mereka sendiri.

Pada dasarnya ada dua jenis sel – eukariotik serta prokariotik. Sedangkan tanaman, hewan, jamur,

protozoa, dll memiliki sel eukariotik, sel prokariotik ditemukan pada bakteri saja. Struktur dasar sel

eukariotik yang bersangkutan termasuk bagian seperti Ribosom, DNA, vesikel, retikulum endoplasma (RE)

aparatus Golgi, sitoskeleton, mitokondria, vakuola, sentriol, lisosom, sitoplasma, membran plasma dan

dinding sel. Sementara sel-sel tumbuhan memiliki vakuola besar dan dinding sel tertentu, sel-sel hewan

tidak memiliki dinding sel tetapi beberapa mungkin memiliki vakuola yang sangat kecil. Jadi dalam kasus

sel hewan, membran sel adalah penutup terluar.

a. Struktur membran sel

membran plasma atau plasmalemma, membran sel adalah salah satu bagian penting dari sebuah sel yang

membungkus organel internal. Membran ini memisahkan interior sel dari lingkungan luar. Lebih tepatnya,

membran ini secara fisik memisahkan isi sel dari lingkungan luar, tetapi pada tanaman, jamur, dan

beberapa bakteri, ada dinding sel yang mengelilingi membran ini. Namun, dinding sel bertindak sebagai

dukungan mekanis yang pejal. Fungsi sebenarnya dari membran sel adalah sama dalam kedua kasus dan

tidak banyak diubah oleh kehadiran semata dari dinding sel.

Fosfolipid

Membran sel terbuat dari dua lapis fosfolipid dan setiap molekul fosfolipid memiliki kepala dan sepasang

ekor. Kepala daerah hidrofilik (ketertarikan terhadap molekul air) dan ujung ekor hidrofobik (tinggal jauh

dari molekul air). Kedua lapisan fosfolipid yang diatur sedemikian rupa sehingga daerah kepala

membentuk permukaan luar dan dalam membran ini dan ekor berakhir mendekati ke tengah membran

sel. Selain fosfolipid, membran sel menampung jenis molekul protein, yang tertanam di lapisan fosfolipid.

Sebagian besar dari molekul protein ini serta fosfolipid ini mampu pergerakan lateral.

Protein membran

Protein ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga subdivisi utama – integral, protein perifer dan lipid-

anchored. Bagian integral menjangkau seluruh lebar membran sel, sedangkan yang perifer ditemukan

pada permukaan bagian dalam atau luarnya. Mereka yang berada di kategori ketiga ditemukan berlabuh

ke membran dengan bantuan molekul lipid. Sementara beberapa molekul protein memberikan dukungan

struktural pada membran, beberapa lainnya yang melekat pada sitoskeleton yang tersuspensi dalam

sitoplasma. Ada protein tertentu yang bertanggung jawab untuk transportasi ion dan molekul melintasi

membran sel. Beberapa protein memiliki fungsi lain, seperti sel untuk komunikasi sel, identifikasi,

aktivitas enzimatik dan sinyal.

Beberapa protein membran plasma yang terletak di lapisan ganda lipid dan disebut protein integral.

Protein lain, yang disebut protein perifer, berada di luar dari lapisan ganda lipid. Protein perifer dapat

ditemukan di kedua sisi lapisan ganda lipid: dalam sel atau di luar sel. Membran protein dapat berfungsi

sebagai enzim untuk mempercepat reaksi kimia, bertindak sebagai reseptor untuk molekul tertentu, atau

bahan transportasi melintasi membran sel.

Komponen lain: Komponen utama dari membran sel fosfolipid dan protein. Namun, ia memiliki molekul

kolesterol yang membuat membran kaku dan fleksibel. Mereka juga membuat sulit untuk zat larut air

untuk melewati membran. Pada permukaan luar membran sel, glikolipid dan glikoprotein ditemukan.

Mereka adalah apa-apa selain lipid dan molekul protein melekat pada karbohidrat rantai pendek. Semua

komponen ini bekerja bersama-sama untuk melaksanakan fungsi membran sel.

Kolesterol

Ketika Anda mendengar kata kolesterol, hal pertama yang Anda mungkin pikirkan adalah bahwa itu

buruk. Namun, kolesterol sebenarnya merupakan komponen yang sangat penting dari membran sel.

Molekul kolesterol terdiri dari empat cincin hidrogen dan atom karbon. Mereka adalah hidrofobik dan

ditemukan di antara ekor hidrofobik dalam lipid bilayer.

Molekul kolesterol sangat penting untuk menjaga konsistensi dari membran sel. Mereka memperkuat

membran dengan mencegah beberapa molekul kecil dari persimpangan itu. Molekul kolesterol juga

menjaga ekor fosfolipid sampai bersentuhan dan pemadatan. Hal ini memastikan bahwa membran sel

tetap cairan dan fleksibel.

Karbohidrat

Karbohidrat, atau gula, kadang-kadang ditemukan menempel pada protein atau lipid pada bagian luar

membran sel. Artinya, mereka hanya ditemukan di sisi ekstraseluler membran sel. Bersama karbohidrat

ini membentuk glikokaliks.

Glikokaliks sel memiliki banyak fungsi. Hal ini dapat memberikan bantalan dan perlindungan bagi

membran plasma, dan juga penting dalam pengenalan sel. Berdasarkan struktur dan jenis karbohidrat

dalam glikokaliks, tubuh Anda dapat mengenali sel dan menentukan apakah mereka harus berada di sana

atau tidak. Mereka Glikokaliks juga dapat bertindak sebagai perekat untuk menempelkan sel bersama-

sama.

Membran sel sendiri mempunyai mirip seperti ‘rangka’ yang akan memberikan dukungan bentuk pada sel

yang dinamakan dengan jangkar Sitoskeleton, dan membran sel juga berperan dalam tranportasi atau

keluar masuknya zat dalam sel. Membran sel juga berfungsi untuk: Interaksi dengan sel lain; Komunikasi

dengan sel lain; Melakukan Aktivitas Metabolik. Uraian topik ini akan dibahas pada judul lain yaitu

transportasi membran sel pada artikel berikutnya.

b. Fungsi membran sebagai penghalang fisik

Membran sel penting karena memisahkan dan melindungi sel dari lingkungannya. Hal ini memungkinkan

kondisi intraseluler sel menjadi sangat berbeda dengan kondisi ekstraseluler. Sebagai contoh, sel-sel saraf

dalam tubuh Anda akan mempertahankan konsentrasi tinggi kalium dibagian dalam. Di luar, dalam cairan

ekstraselular, ada sangat sedikit kalium dan banyak sodium. Perbedaan konsentrasi ini mutlak diperlukan

untuk fungsi sel-sel saraf, yang mengirim sinyal atau impuls saraf.

c. Fungsi membran sebagai selektif permeabel

Suatu struktur membran sel dan sifat, seperti memiliki daerah luar hidrofilik dan daerah bagian

hidrofobik, mencegah banyak zat memasuki atau meninggalkan sel. Ini bagus karena itu berarti bahwa

bahan-bahan yang tidak diinginkan tidak sengaja masuk ke dalam sel. Namun, banyak bahan, seperti

glukosa nutrisi, perlu untuk menyeberangi membran sel. Selain itu, zat-zat limbah harus keluar dari sel.

Jika mereka tidak, limbah akan menumpuk dan menjadi racun bagi sel.

Membran sel mampu mengatur apa yang masuk dan apa yang keluar dari sel. Ini disebut permeabilitas

selektif. Hanya molekul yang sangat kecil, seperti air, oksigen atau karbon dioksida, dapat dengan mudah

melewati lipid bilayer dari membran sel. Setiap zat lain yang harus melintasi membran sel harus melewati

protein transport. Protein ini sangat spesifik tentang apa yang mereka transportasikan. Misalnya,

membran sel Anda memiliki transporter yang hanya akan memungkinkan pergerakan molekul glukosa.

Ada yang lain dengan struktur yang berbeda yang hanya mengangkut sodium.

2. Sitoplasma dan Organel-organel sel.

Sitoplasma merupakan zat yang terdapat di antara inti sel dan membran plasma.

Substansi sitoplasma yang permanen dan berperan aktif dalam proses metabolisme disebut organel.

Organel terdiri atas: retikulum endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, kloroplas(khusus tumbuhan),

lisosom, dan badan mikro merupakan kelompok organel yang dikelilingi oleh membran, sedangkan organel

lainnya yang tidak dikelilingi oleh membran antara lain ribosom dan sentriol. Organel-organel tersebut

memiliki struktur dan fungsi masing-masing yang khas yang membentuk satu kesatuan untuk mendukung

aktivitas sel. Selain itu,sitoskelet sebagai bagian dari sitoplama merupakan bagian yang cukup penting dari

sel.

Bagian sitoplasma yang tidak termasuk organel disebut dengan sitosol, biasanya berupa hasil metabolisme

sel atau substansi yang dimakan sel, misalnya butir-butir sekret; cadangan makanan seperti lemak,

karbohidrat, dan protein; kristal dan pigmen. Selain itu juga ditemukan adanya vakuola, pada hewan

biasanya relatif kecil.Sedangkan pada tumbuhan relatif lebih besar, dan bila sel sudah tua sel didominasi

oleh vakuola. Vakuola pada tumbuhan berfungsi antara lain tempat penyimpanan cadangan makanan.

Pada sel tumbuhan, sitoplasma dibedakan menjadi dua, yaitu yang berbatasan dengan selaput plasma

disebut ektoplasma dan yang di bagian dalam disebut endoplasma. Ektoplasma lebih jernih dan kompak.

Ektoplasma pada sel hewan berupa selaput plasma itu sendiri. Endoplasma sel tumbuhan mengandung

banyak plastida (zat warna).

Aktivitas sel paling banyak terjadi di sitoplasma, seperti gilikolisis, metabolisme, dan pembelahan sel.

Pada tanaman, gerakan sitoplasma di sekitar vakuola dikenal sebagai gelombang sitoplasma. Walaupun

semua sel memiliki sitoplasma, setiap jaringan maupun spesies memiliki ciri-ciri yang jauh berbeda antara

satu dengan yang lain.

Bagian utama yang terdapat pada sitoplasma yaitu; sitosol, organel dan inklusi.

a. Sitosol

Sitosol, yaitu bahwa bagian dari sitoplasma yang menempati ruang intrasel luar, merupakan tempat

sintesis protein dan sebagian besar metabolisme perantara sel. Sitosol merupakan sebutan untuk

matriks sitoplasma. Fungsi sitosol adalah sebagai sumber bahan kimia dan tempat terjadinya reaksi

metabolisme. Sitosol memiliki ribuan enzim yang terlibat dalam metabolisme. Sifat fisik stosol dapat

berubah-ubah karena mengandung protein. Sitosol mengisi sekitar 70% dari volume sel dan terdiri

dari air, garam, dan molekul organik. Sitosol bersifat koloid, ter utama karena adanya protein dan

RNA. Banyak protein yang baru disintesis tetap dalam sitosol jika mereka tidak memiliki sinyal untuk

transportasi sekitar separuh.

Sitosol tersusun atas oksigen 62%, karbon 20%, hidrogen 10%, dan nitrogen 3% yang tersusun dalam

senyawa organik dan anorganik. Unsur-unsur lain adalah: Ca 2,5%; P 1,14%; Cl 0,16%; S 0,14%; K

0,11%; Na 0,10%; Mg 0,07%; I 0,014%; Fe 0,10%; dan unsur-unsur lain dalam jumlah yang sangat kecil.

Pada kondisi tertentu, sitosol berada dalam fase sol (cair) dan pada saat yang lain berada dalam fase

gel (gelatin, padat). Fase sol atau gel tergantung kondisi sel. Sitosol dapat berubah dari fase sol ke gel

atau sebaliknya dari gel ke sol. sedangkan jika dipanaskan akan memadat (fase gel).

Perubahan fase terjadi dikarenakan perubahan kadar air di dalam sitoplasma. Fase sol terjadi ketika

sitoplasma mengalami kekurangan air, dan fase gel terjadi ketika sitoplasma kelebihan air. Mengapa

terajdi perubahan kadar air dikarenakan adanya berbagai proses seperti difusi, osmosis, hingga

adanya perubahan dan proses fisik pada sel, misalnya sel rusak atau terjadi pemanasan.

Sitosol adalah campuran kompleks filamen sitoskeleton, molekul yang terlarut dan air yang mengisi

banyak volume sel. Sitosol juga mengandung filamen protein yang merupakan bahan dasar

sitoskeleton. Pada u mumnya, sitosol yang berada di dekat membran sel (ektoplasma) bersifat gel,

sedangkan sitosol yang berada di bagian dalam sel (endoplasma).

b. Organel

Organel (secara harfiah berarti “organ kecil”) adalah struktur di dalam sel yang memiliki fungsi

tertentu. Di dalam sitoplasma terdapat oraganel-organel sel berikut ini:

Sitoskeleton

Sitoskeleton merupakan rangka sel. Sitoskleleton terdiri dari 3 macam yaitu :

mikrotubul, mikrofilamen, dan filamen intermediet. Mikrotubul tersusun atas dua molekul

protein tubulin yang bergabung membentuk tabung. Fungsi mirkotubul memberikan

ketahanan terhadap tekanan pada sel, perpindahan sel (pada silia dan flagella), pergerakan

kromosom saat pembelahan sel (anafase), pergerakan organel, membentuk sentriol pada sel

hewan. Mikrofilamen merupakan filamen protein kecil yang tersusun atas dua rantai protein

aktin yang terpilin menjadi satu. Mikrofilamen memiliki fungsi memberi tegangan pada sel,

mengubah bentuk sel, kontraksi otot, aliran sitoplasma, perpindahan sel (misalnya

psudopodia) dan pembelahan sel. Filamen intermediet tersusun atas beberapa macam protein

yang mebentuk serat seperti kabel. Protein yang menyusunnya bermacam-macam seperti

keratin pada molekul protein rambut. Fungsinya memberi tegangan sel, mempertahankan

posisi nukleus dan organel tertentu.

Fungsi yang paling jelas dari sitoskeleton adalah untuk memberikan dukungan mekanis pada sel dna

mempertahankan bentuknya. Ini sangat penting untuk sel hewan,yang tidak memiliki dinding sel.

Kekuatan dan kelenturan sitoskeleton yang mengagumkan secara keseluruhan didasarkan pada

arsitekturnya. Sitoskeleton distabilkan oleh keseimbangan antara gaya-gaya yang berlawanan yang

dikerahkan oleh unsur-unsurnya.

Selain itu, sama seperti rangka hewan membantu mempertahankan posisi bagian tubuh lainnya,

sitoskeleton merupakan tempat bergantung banyak organel dan bahkan molekul enzim sitosol. Akan tetapi

sitoskeleton dapat secara cepat dibongkar dalam suatu bagian sel dan disusun di tempat yang baru,yang

mengubah bentuk sel tersebut.

Sitoskeleton juga teribat dalam beberapa jenis motolitas(gerak) sel. Istilah Motilitas sel mencakup

perubahan tempat sel maupun pergerakan bagian sel yang lebih terbatas.

Motilitas sel umumnya membutuhkan interaksi sitoskeleton dengan protein yang disebut molekul motor.

Kemungkinan terakhir fungsi sitoskeleton adalah pengaturan aktivitas biokomiawi sel.

Retikulum Endoplasma (RE).

Retikulum endoplasma adalah organel yang berupa kumpulan kantung seperti membran berbentuk pipa,

gelembung, dan kantung pipih yang meluas dalam sitoplasma sel eukariot. Retikulum Endoplasma

merupakan bagian sel yang terdiri atas sistem membran. Retikulum endoplasma dibagi dua kategori,

yaitu retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus. Retikulum Endoplasma sendiri terdiri

atas ruangan-ruangan kosong yang ditutupi dengan membran dengan ketebalan 4 nm (nanometer, 10-9

meter).

Retikulum endoplasma (RE) pertama kali diteliti pada tahun 1902 oleh seorang ilmuwan Italian Emilio

Veratti. Penelitian lebih lanjut dilakukan oleh Keith Porter pada tahun 1953 dan kemudian dia

menamakannya retikulum endoplasma. Yang belum terungkap dalam penemuan awal RE adalah susunan

kimiawi dari RE itu sendiri. Saat ini dengan menggunakan teknik ultrasentrifugasi differentielle yang

mampu memisahkan membran RE menjadi vesikula-vesikula kecil mengungkap analisa bahwa membran

RE mengandung berbagai macam zat seperti:

1. Protein dan lemak dengan jumlah 30% hingga 50%.

2. Sisanya berupa enzim tertentu yang diperlukan saat sintesa protein, metabolisme lemak, maupun

detoxifikasi.

Kata Retikulum berasal dari kata reticular yang berati anyaman benang atau jala. Karena letaknya

memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma) dan karena strukturnya sebagian anyaman dan

untuk sebagian besar terdapat dalam endoplasma. Dengan ditemukannya Retikulum Endolplasma ini

sebuah sel tidak lagi dapat di anggap sebagai kantong yang berisi enzim, RNA, DNA, dan larutan-larutan

bahan yang dibatasi oleh membran luar seperti pada bakteri yang primitif.

Struktur RE.

Retikulum endoplasma adalah suatu kumpulan kantung seperti membran berbentuk pipa, gelembung,

dan kantung pipih yang meluas dalam sitoplasma sel eukariot. Retikulum endoplasma dibagi dua

kategori, yaitu retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus. Kedua macam retikulum

endoplasma ini menyusun suatu sistem membran yang melingkupi suatu ruang. Bagian dalam membran

disebut dengan luminal atau ruang sisterna (cisternal space) dan daerah diluar membran yang disebut

ruang sitosolik (cytololic space). Retikulum endoplasma kasar merupakan organel berbatas membran

yang terusun dari suatu kantong pipih yang disebut dengan sisterna. Sedangkan komponen membran

dari retikulum endoplasma halus berbentuk tubular. RE memiliki banyak bentuk (polimorfik).

RE. Kasar

Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom sehingga membran tidak

tampak bersih. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah

sebagai tempat sintesis protein. RE kasar memiliki struktur khas yaitu setiap lembarannya tersusun

atas 2 membran sel yang kemudian menjadi satu pada bagian tepi sel masing-masing. Membran ini

dibatasi oleh kantong yang berbentuk sakulus.

Bentuk dan letak sakulus bervariasi, sesuai dengan jenis, struktur dan fungsi sel.Misalnya RE kasar

yang yang berada di pankreas, sakulus menjadi tampak sistematis, terarah, serta paralel antara satu

kantung dengan kantung lainnya. Contoh RE kasar yang lain tampak pada sel-sel glandula dari acini

pankreas dan paratoide terdapat pada maxilla. Hampir seluruh sakulus yang diamati di bawah

mikroskop menempati bagian basal sitoplasma. Semakin aktif sebuah sel, maka jumlah ribosom dan

sakulur akan kian banyak.

RE. Halus

Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus

terbetuk dari satu labirin dengan kanalikuli yang halus, saling berhubungan, serta berinfiltrasi dalam

semua sitoplasma. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid,

metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya

reseptor pada protein membran sel. Jalur yang dibuka dengan RE halus adalah jalur nutrisi dan

mineral yang berhubungan dengan mitokondria, tempat glikogen dan juga peroksisom. RE halus

merupakan jalinan tubuli-tubuli yang saling berkaitan dan tanpa adanya ribosom. Retikulum

endoplasma halus ditemukan berlimpah dalam sel-sel dari organ reproduksi, di mana mereka

memproduksi hormon steroid, seperti estrogen dan testosteron.

Dalam beberapa jenis sel otot, Retikulum endoplasma halus (disebut sebagai retikulum sarkoplasma)

menyimpan ion kalsium. Hasil rilis ion kalsium ini pada kontraksi otot. Ini organel sel memiliki fungsi

detoksifikasi dalam sel hati. Retikulum endoplasma halus yang ditemukan dalam sel-sel hati

mengandung enzim-enzim detoksifikasi yang dapat menonaktifkan racun berbahaya, seperti obat-

obatan dan sisa metabolisme.

RE. Sarkoplasmik

RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan

otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus

mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE

sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.

Fungsi Retikulum Endoplasma.

Fungsi retikulum endoplasma adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic

antara inti sel dengan sitoplasma dan berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu

sendiri. Berikut adalah beberapa fungsi retikulum endoplasma:

1. Menjadi tempat penyimpan kalsium, bila sel berkontraksi maka kalsium akan

dikeluarkan dari RE dan menuju ke sitosol.

2. Sebagai penampang sintesis protein, untuk disalurkan ke kompleks Golgi dan akhirnya dikeluarkan

dari sel.

3. Memodifikasi protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke

kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel. (RE kasar).

4. Mensintesis lemak dan kolesterol, ini terjadi di hati (RE kasar dan RE halus)

5. Menetralkan racun (detoksifikasi) misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.

6. Transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain

(RE kasar dan RE halus).

Perbedaan antara Re Kasar dan RE halus.

Dilihat dari penampilan

Perbedaan utama antara keduanya terletak pada penampilan. Jenis kasar memiliki

permukaan bergelombang, sedangkan RE halus memiliki permukaan halus. RE kasar terdiri

dari interkoneksi, struktur seperti kantung, yang terlihat seperti cakram diatur dalam baris

teratur. RE halus seperti jaringan tubulus saling berhubungan.

Dilihat dari fungsi

Rretikulum endoplasma kasar terutama bertanggung jawab untuk sintesis protein dan jenis

halus terlibat dalam sintesis dan metabolisme lipid. RE halus juga merupakan lokasi untuk

penyimpanan dan transportasi.

Proporsi

Proporsi retikulum endoplasma halus sangat kecil, bila dibandingkan dengan ER kasar. RE

Halus kebanyakan ditemukan dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sintesis dan

metabolisme lipid. Ia jelas terlihat dalam hati, ovarium, testis, otot, dll.

Badan Golgi (bahasa Inggris: golgi apparatus, golgi body, golgi complex atau

dictyosome) adalah organel yang dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel.

Badan golgi berupa kantung pipih bertumpuk yang tersusun dari ukuran besar hingga ukuran kecil dan

terikat membran. Badan golgi pertama kali ditemukan pada tahun 1898 oleh Camillo Golgi. Badan golgi

berfungsi untuk memproses protein dan molekul lain yang akan dibawa keluar sel atau ke membran sel.

Karena ukurannya yang lebih besar dibandingkan organel yang lain, badan golgi adalah salah satu organel

yang pertama kali ditemukan dan diamati secara detail. Badan golgi pertama kali ditemukan pada tahun

1898 oleh seorang dokter berkebangsaan Italia, Camillo Golgi saat dia meneliti sistem saraf. Saat dia

meneliti di mikroskop, dia menemukan sebuah struktur. Beberapa orang meragukan penemuannya pada

awalnya dan menganggap bahwa struktur itu hanyalah ilusi optik yang diciptakan oleh teknik observasi

yang digunakan oleh Golgi. Setelah perkembangan mikroskop modern di abad ke-20, penemuan tersebut

dibuktikan. Istilah “badan Golgi” digunakan pada tahun 1910 dan pertama kali muncul dalam literatur

ilmiah pada tahun 1913.

Struktur badan golgi mirip berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang serta menjadi serangkaian

pembuluh yang menyempit di ujungnya. Pembuluh yang tampak tersebut berfungsi untuk

mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel.

Sekaligus menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel, khususnya pada sel tumbuhan.

Badan Golgi tersusun atas setumpuk kantong pipih dari membran yang disebut sisterna dengan sejumlah

lubang atau disebut dengan fenestrasi. Biasanya terdapat tiga sampai delapan sisterna, namun ada

sejumlah organisme yang memiliki badan Golgi dengan puluhan sisterna. Jumlah dan ukuran badan Golgi

bergantung pada jenis sel dan aktivitas metabolismenya. Sel yang aktif melakukan sekresi protein dapat

memiliki ratusan badan Golgi. Organel ini biasanya terletak di antara retikulum endoplasma dan

membran plasma.

Dengan pengamatan di bawah mikroskop elektron, struktur badan Golgi lebih mirip kantung-kantung

pipih yang tersusun bertumpuk dan dibatasi membran. Masing-masing tumpukan biasanya tersusun atas

3 hingga 7 sakulus atau kantung. Tiap tumpukan akan tampak cembung menghadap ke inti sel dan cekung

menghadap bagian luar sel. Untuk sakulus bagian atas mempunyai fenestra di bagian tepi.

Badan Golgi sering dijumpai di dekat nukleus atau inti sel. Badan Golgi juga terdapat di pinggir sentrosom.

Pada sentrosom, sentriol terdapat dalam lengkung Badan Golgi. Selain itu, letak Badan Golgi juga

dijumpai di sel-sel sekretoris seperti pankreas. Di sel ini, Badan Golgi terdapat di antara inti dan apeks sel.

Tepat di tempat pelepasan hasil sekresi sel. Selain itu Badan Golgi membentu struktur mirip jala, seperti

halnya Golgi di sel saraf.

Badan Golgi terdapat di mana-mana dalam sel, terdiri dari membran dengan ketebalan sekitar 6–8 nm.

Unit dasar Badan golgi adalah diktiosom atau Golgi field. Apparatus Golgi terdiri atas tumpukan 3-8

membran yang berbentuk arkuata (menyerupai busur) dalam jarak dekat satu sama lainnya. Membran

mengelilingi isterna sempit yang panjang, yang sedikit melebar pada ujung-ujungnya. Sisterna Golgi selalu

didampingi vesikel Golgi vesicles, yang mengantar dan mengekspor material (vesikel transpor). Materi

yang diterima dari RE dimodifikasi dan disimpan dalam badan golgi dan akhirnya dikirim di permukaan sel

atau tujuan yang lain.

Jika membran plasma umumnya terdiri dari dua lapis sel, badan golgi mempunyai struktur membran

trilaminar yang lebih tipis dari plasmalema. Di permukaan badan golgi tampak sejumlah vesikel-vesikel

kecil dengan ukuran diameter 40 hingga 80 nm. Vesikel-vesikel itu berhubungan dengan sakulus, diduga

berfungsi sebagai media transportasi.

Membran badan golgi berbentuk tubulus dan vesikula. Membran berbentuk tubulus mempunyai kantung-

kantung kecil yang berisi bahan-bahan yang diperlukan oleh badan golgi, diantaranya enzim untuk

pembentuk dinding sel. Secara umum struktur badan Golgi hampir serupa dengan Retikulum Endoplasma.

Hanya saja, Badan Golgi mempunyai berlapis-lapis ruangan saling tertutupi oleh oleh membran. Seperti

struktur kimia molekul badan Golgi mempunyai 2 bagian, cis dan trans.

Bagian cis dari badan golgi menerima vesikel-vesikel yang berasal dari Retikulum Endoplasma Kasar.

Vesikel ini kemudian diserap ke ruangan-ruangan di dalam Badan Golgi. Ruangan-ruangan tersebut akan

bergerak dari sisi cis menuju ke sisi trans. Setelah itu masing-masing ruangan tersebut akan memecahkan

diri dan membentuk vesikel yang lain. Dengan proses ini vesikel siap untuk disalurkan ke bagian-bagian

sel yang lain atau dikeluarkan dari dalam sel.

Fungsi Badan Golgi.

Sel mensintesis sebagian besar makromolekul. Badan golgi merupakan bagian yang berperan penting

dalam memodifikasi, menyortis, dan mengemas makromolekul yang kemudian akan disekresi oleh sel

atau akan digunakan di dalam sel. Selain itu, badan golgi juga memodifikasi protein yang dikeluarkan oleh

retikulum endoplasma kasar, terlibat dalam pengangkutan lipid di sel, dan penciptaan lisosom.

Selain itu, fungsi badan golgi adalah sebagai berikut:

1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil

tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.

2. Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin (penyusun dinding sel

tumbuhan).

3. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung

yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.

4. Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel, seperti protein,

glikoprotein, karbohidrat, dan lemak.

5. Membentuk dinding sel tumbuhan

6. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah

dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

7. Tempat untuk memodifikasi protein.

8. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel

9. Untuk membentuk lisosom

10. Membentuk Akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur, dan lisosom.

Enzim yang terdapat di Badan Golgi::

1. Glikosiltransferase, berfungsi sebagai katalisator transfer glukosa dari carier UDP ke protein yang

sesuai dengan manfaatnya. Kesimpulan ini diambil setelah para peneliti menemukan bahwa setengah

dari seluruh aktifitas glikosiltransferesa terjadi pada badan golgi. Tujuan dari keberadaan enzim tanda

adalah untuk membedakan badan golgi dari organel-organel lain di dalam sel.

2. Sulfo dan gliosiltransferase yang berfungsi untuk biosintesis glikolipida

3. Oksidoreduktase

4. Fosfatase

5. Kenase

6. Mamnosidase

7. Transferasa untuk membantu sintesis fosfolisida

8. Fosfolifase

Selain itu, para ahli mencoba menemukan enzim tanda pada badan golgi, caranya adalah dengan

melihat aktivitas enzim-enzim pada organel-organel lainnya dan kemudian membandingkan dengan

aktivitas apparatus golgi.Kesimpulan dari penelitian tersebut menyebut bahwa glikosiltransferase

adalah enzim tanda pada badan golgi.

Selain memiliki enzim tanda, komposisi lipid pada badan golgi juga berbeda disbanding organel-

organel lainnya.. Komposisi lipid atau lemak pada badan golgi bersifat intermediate. Artinya badan

golgi merupakan transisi diantara dua organel lain, yaitu retikulum endoplasma dan juga membran

plasma.

Lisosom terdapat pada sel hewan, bentuknya seperti bola dan ukuran diameternya

kurang lebih 500nm. Lisosom mengandung enzim yang berfungsi untuk mencernakan bahan

makanan yang masuk ke dalam sel baik secara pinositis (makanannya berupa cairan) maupun

secara fagositis (makannya berupa padat).

Lisosom primer bergabung dengan vakuola makanan membentuk lisosom skunder dan terjadilah

proses pencernaan. Bahan yang bisa dicerna dikeluarkan ke sitoplasma sedangkan sisanya di

keluarkan dari sel.

Sehubungan dengan bahan yang dikandungnya lisosom memiliki peran dalam peristiwa:

1. pencernaan intrasel: mencerna materi yang diambil secara fagositosis.

2. eksositosis :pembebasan sekrit keluar sel

3. autofagi : penghancuran organel sel yang sudah rusak

4. autolisis : penghancuran diri sel dengan cara melepaskan enzim pencerna dari dalam lisosom ke

dalam sel. Contoh peristiwa ini adalah proses kematian sel secara sistematis saat pembentukan jari

tangan, atau hilangnya ekor berudu yang mulai beranjak dewasa.

Ribosom merupakan komponen penting di dalam sel. Ukurannya berkisar 20-25 nm.

Ribosom tersusun dari RNA dan protein, terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Sub

unit besar dan sub unit kecil akan bergabung bila ribosom sedang menjalankan fungsinya

yaitu sintesis protein. Bila sintesis protein sudah selesai maka sub unit besar dan sub unit

kecil akan berpisah kembali. Ribosom ada yang bebas terdapat di dalam sitoplasma dan ada

juga yang menempel pada RE. Sub unit kecil merupakan tempat menempelnya mRNA yang

membawa kode genetik yang akan ditranslasi menjadi polipeptida, sedangkan sub unit besar

merupakan tempat menempelnya tRNA yang membawa asam amino yang akan dirangkai

menjadi polipetida.

Ribosom pertama kali diteliti pada pertengahan tahun 1950-an oleh George Emil Palade, ilmuwan biologi

sel yang berkebangsaan Romania, dengan menggunakan mikroskop elektron. Kata “ribosom” pertama

kali digunakan oleh ilmuwan Richard B. Roberts pada tahun 1958. Istilah ribosom berasal dari bahasa

Yunani soma yang berarti “badan” dan ribonucleic acid (asam ribonukleat). Albert Claude, Christian de

Duve, dan George Emil Palade bersama-sama mendapatkan Hadiah Nobel dalam bidang psikologi dan

kesehatan pada tahun 1974 karena penelitiannya tentang ribosom. Hadiah Nobel dalam bidang kimia

tahun 2009 didapatkan oleh Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz, dan Ada E. Yonath karena

berhasil menjelaskan struktur rinci dan mekanisme ribosom.

Struktur Ribosom terdiri dari asam ribonukleat (disingkat RNA) dan protein. Asam ribonukleat berasal

dari nucleolus, tempat dimana ribosom disintesis dalam sel. Ribosom terdiri atas dua sub unit yaitu sub

unit besar darn sub unit kecil. Kedua sub unit ini akan berfusi jika proses translasi berlangsung. Sub unit

ribosom dinyatakan dengan satuan S (Svedberg) yang merupakan nama penemunya, satuan ini

menunjukkan kecepatan pengendapan pada saat sub unit tersebut disentrifugasi.

Dalam sel, ribosom berada di dua area sitoplasma. Beberapa ribosom ditemukan tersebar dalam

sitoplasma yang disebut sebagai ribosom bebas. Sedangkan ribosom lain yang menempel pada retikulum

endoplasma disebut ribosom terikat. Permukaan retikulum endoplasma dimana terdapat ribosom

menempel disebut retikulum endoplasma kasar (RER).

Stuktur ribosom merefleksikan fungsinya untuk mengumpulkan mRNA dengan tRNA pembawa asam

amino. Suatu ribosom memiliki satu tempat pengikatan mRNA (subunit kecil) dan tiga tempat pengikatan

tRNA dikenal dengan tempat E (exit), P (peptidil), dan A (aminosil) yang terdapat pada sub unit besar.

Tempat E merupakan tempat keluar tRNA yang tidak bermuatan. Tempat P merupakan tempat

pengikatan tRNA-peptidil biasanya pengikat tRNA yang melekat pada rantai polipeptida yang sedang

tumbuh. Tempat A merupakan tempat pengikatan tRNA- aminoasil biasanya mengikat tRNA yang

membawa asam amino berikutnya yang akan ditambah pada rantai polipeptida.

Fungsi Ribosom

Ribosom berperan penting dalam proses sintesis protein, sebuah proses menerjemahkan mRNA menjadi

protein. Seluruh proses sintesis protein disebut juga sebagai dogma sentral. Protein yang disintesis oleh

ribosom bebas hanya digunakan di dalam sitoplasma.

Fungsi ribosom yang lain adalah transkripsi. Transkripsi adalah sintesis RNA dari salah satu rantai DNA,

yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai DNA komplemennya disebut rantai antisense.

Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi.

Letak ribosom ada yang bebas, ada juga yang menempel di retikulum endoplasma besar. Ribosom akan

terikat dengan RE besar ketika ribosom akan mensintesis protein. Ribosom kadang disebut organel dan

sedikit dibatasi penyebutannya karena sifatnya yang partikulat dan terkadang digambarkan sebagai

“membran sel bebas”.

Dalam sel bakteri, ribosom disintesis di dalam sitoplasma melalui transkripsi beberapa ribosom gen

operons. Dalam bersel satu proses mengambil tempat dalam sitoplasma sel dan nukleolus, yang

merupakan daerah dalam inti sel. Proses perakitan melibatkan fungsi terkoordinasi lebih dari 200 protein

sintesis dan pemrosesan empat rRNA, serta perakitan rRNA dengan protein ribosomal.

Ribosom bebas dapat berpindah ke mana saja di sitosol kecuali di inti sel dan organel lain. Protein yang

dibentu di ribosom bebas akan dikeluarkan dari sitosol dan digunakan oleh sel.

Ribosom merupakan partikel padat yang tidak dibatasi membran. Ribosom terdiri dari sub unit besar dan

sub unit kecil. Ribosom merupakan partikel yang kampak/padat ini terdiri dari ribonukleoprotein, melekat

atau tidak pada permukaan external dari membran RE, yang memungkinkan sintesa protein. Ribosom

merupakan suatu partikel ribonukleoprotein yang berukuran kecil (20 X 30 nm). Ribosom terdiri dari dua

unit yang dihasilkan didalamn nukleolus. Ribosom meninggalkan inti sebagai unit terpisah melalui pori

inti. Ribosom utuh dibentuk di dalam sitoplasma. Penyatuan ribosom di ditoplasma adalah untuk

mencegah terjadinya sintesis protein didalam inti.

Badan mikro dibedakan dua kelas utama, yaitu peroksisom dan glioksisom.Peroksisom

mengandung enzim katalase dan oksidase terdapat pada hewan dan tumbuhan.Sedangkan

glioksisom umum terdapat pada endosperm biji dan berperan dalam perkecambahan selain

mengandung katalase dan oksidase mengadung sebagian atau seluruh enzim daur glioksilat

(proses pembentukan sumber energi untuk pertumbuhan dari lemak).Secara umum badan mikro

berfungsi di dalam mengoksidasi lemak sebagai sumber energi.

Badan mikro merupakan organel-organel kecil di dalam sitoplasma, yang mengandung enzim

katalase dan oksidase. Diameter sekitar 400 nm. Bentuk bulat atau lonjong dan bersistem

membran. Dibedakan 2 kelompok badan mikro yaitu peroksisom dan glioksisom.

Peroksisom berfungsi menetralkan peroksida (H2O2), yang berbahaya bagi kehidupan sel

menjadi air dan oksigen. Glioksisom selain mengandung katalase dan oksidase juga berisi

enzim yang berfungsi pada daur glioksisat. Pada sel hewan badan mikro letaknya tersebar di

sekitar retikulum endoplasma. Pada tumbuhan badan mikro terletak berdekatan dengan

kloroplas dan berfungsi dalam fotorespirasi, yaitu respirasi tumbuhan yang diaktifkan oleh

cahaya dan melibatkan metabolisme.

Peroksisom merupakan organel purbakala yang melakukan semua metabolisme oksigen di

dalam sel eukariot primitif. Produksi oksigen oleh bakteri fotosintetik akan terakumulasi di

atmosfer. Hal ini menyebabkan oksigen menjadi toksik bagi sebagian sel. Peroksisom berperan

menurunkan [oksigen] dalam sel dan melakukan reaksi oksidatif. Perkembangan mitokondria

membuat peroksisom kurang terpakai. Sebagian besar fungsi peroksisom diambil alih

mitokondria. Yang tersisa hanya fungsi penting yang tidak dapat dilakukan mitokondria.

Peroksisom adalah kantong yang memiliki membran tunggal. Peroksisom berisi berbagai enzim

dan yang paling khas ialah enzim katalase. Katalase berfungsi mengkatalisis perombakan

hydrogen peroksida (H2O2). Hidrogen peroksida merupakan produk metabolism sel yang

berpotensi membahayakan sel. Peroksisom juga berperan dalam perubahan lemak menjadi

karbohidrat. Peroksisom terdapat pada sel tumbuhan dan sel hewan. Pada hewan, peroksisom

banyak terdapat di hati dan ginjal, sedang pada tumbuhan peroksisom terdapat dalam

berbagai tipe sel.

Glioksisom hanya terdapat pada sel tumbuhan, misalnya pada lapisan aleuron biji padi-padian.

Aleuron merupakan bentuk dari protein atau kristal yang terdapat dalam vakuola. Glioksisom

sering ditemukan di jaringan penyimpan lemak dari biji yang berkecambah. Glioksisom

mengandung enzim pengubah lemak menjadi gula. Proses perubahan tersebut menghasilkan

energi yang diperlukan bagi perkecambahan.

Dinding sel.

Dinding sel adalah lapisan yang mengelilingi beberapa jenis sel. Dinding sel strukturnya kuat,

fleksibel, namun terkadang kaku. Dinding sel terletak di luar membran sel dan melindungi sel,

disamping bertindak sebagai penyaring. Fungsi utama dari dinding sel adalah sebagai penahan

tekanan berlebihan ketika air memasuki sel. Dinding sel ditemukan pada sel tumbuhan, bakteri,

jamur, alga, dan beberapa archaebacteria. Sel hewan dan protozoa tidak memiliki dinding sel.

Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel

tumbuhan. Namun demikian, hal ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat

memberikan dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri.

Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel.

Kandungan di dalam dinding sel bervariasi antar spesies, dan dapat juga berbeda tergantung pada

jenis sel dan tahap perkembangannya. Dalam bakteri, peptidoglikan membentuk dinding sel.

Dinding sel pada archaea terdiri dari berbagai komposisi, dan dapat dibentuk dari lapisan

glikoprotein, pseudopeptidoglika, atau polisakarida. Jamur memiliki dinding sel yang terbuat dari

polimer glukosamin kitin. Dan dinding sel pada ganggang biasanya terbuat dari glikoprotein dan

polisakarida. Biasanya, diatom memiliki dinding sel yang tersusun dari silika biogenik. Seringkali,

molekul-molekul tambahan ditemukan di dinding sel.

Dinding sel memberikan kekakuan dan kekuatan pada sel, serta memberikan perlindungan

terhadap tekanan mekanik. Dalam organisme multiseluler, sifat ini memungkinkan organisme

untuk melakukan morphogenesis. Dinding sel juga membatasi masuknya molekul yang mungkin

beracun bagi sel. Hal ini memungkinkan penciptaan lingkungan osmosis yang stabil dengan

mencegah osmosis lisis dan menahan air. Komposisi, sifat, dan bentuk dinding sel mungkin

berubah selama siklus sel dan tergantung pada kondisi pertumbuhannya.

Kekakuan dindng sel seringkali berlebihan. Dalam kebanyakan sel, dinding sel bersifat fleksibel. Ini

berarti bahwa dinding sel dapat membungkuk daripada menjaga bentuk yang tetap, tetapi

memiliki kekuatan menarik yang cukup. Kekakuan ini diciptakan oleh tekanan turgor hidrolik.

Fleksibilitas dinding sel terlihat ketika tumbuhan layu, sehingga batang dan daun mulai terkulai. Ini

disebabkan karena dinding sel kekurangan air sehingga tekanan turgor menurun.

Pada tumbuhan, dinding sel sekunder adalah tambahan lapisan selulosa yang meningkatkan

kekakuan pada dinding sel. Lapisan tersebut dapat ditemukan di dinding sel pembuluh kayu dan di

dinding sel gabus. Senyawa ini kaku dan tahan air, yang membuat dinding sekunder menjadi kaku.

Diatom membangun frustule dari silika yang diekstrak dari air di sekitarnya. Banyak ganggang

hijau, seperti dasycladales menyelimuti sel-sel mereka dengan kerangka yang tersusun dari

kalsium karbonat. Dalam beberapa kasus, dinding kaku dan pada dasarnya anorganik. Jadi, dinding

sel merupakan komponen sel yang tidak hidup.

Kebanyakan dinding sel pada tumbuhan adalah semi permeabel dan memberikan akses terhadap

molekul yang kecil dan protein kecil. Nutrisi penting, khususnya air dan karbon dioksida,

didistribusikan di seluruh tumbuhan dari dinding sel melalui aliran apoplastik. pH adalah faktor

penting untuk mengatur transportasi molekul melalui dinding sel.

Dinding sel pada tumbuhan

Dinding sel pada tumbuhan harus memiliki kekuatan tarik yang cukup untuk menahan tekanan

osmosis yang dihasilkan dari perbedaan dalam konsentrasi zat terlarut antara sel interior dan air di

bagian ekstraseluler. Dinding sel memiliki ukuran tebal sekitar 0,1 µm.

Dinding sel pada tumbuhan terdiri dari tiga lapisan yaitu:

1. Lamela tengah, merupakan lapisan yang kaya pektin. Lapisan terluar ini berfungsi sebagai

penghubung antara sel-sel tanaman yang berdekatan dan saling menempelkannya.

2. Dinding sel primer, umumnya tipis dan fleksibel. Dinding sel primer terbentuk sementara sel

tumbuh.

3. Dinding sel sekunder, merupakan lapisan tebal yang terbentuk dalam dinding sel utama

setelah sel menjadi dewasa. Dinding sel sekunder tidak ditemukan di dalam semua jenis sel

dan hanya ditemukan di dalam pembuluh kayu.

Dinding sel sekunder berisi berbagai macam senyawa tambahan yang mengubah sifat mekanik

dan permeabilitas. Membentuk kayu yang meliputi:

1. Selulosa, 35-50%

2. Xylan, 20-35%, sejenis hemiselulosa

3. Lignin, 10-25%, yang merupakan polimer fenolik kompleks yang menembus ruang di dinding

sel antara selulosa, hemiselulosa, dan komponen pektin. Fungsinya untuk mengendalikan air

dan memperkuat dinding.

Dinding sel tumbuhan juga mengandung banyak enzim seperti glukosida yang tergolong dalam

enzim esterase. Dinding sel-sel gabus dalam batang pohon diresapi dengan suberin, dan suberin

juga membentuk penghalang permeabilitas di akar utama yang dikenal sebagai Casparian strip.

Dinding sel dalam jaringan tanaman beberapa juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan untuk

pertumbuhan kebutuhan tanaman dan karbohidrat yang dapat dipecah dan proses untuk

memasok metabolik.

a. Dinding sel pada ganggang

Seperti tumbuhan, alga juga memiliki dinding sel. Dinding sel pada ganggang mengandung

polisakarida dan berbagai glikoprotein. Dimasukannya tambahan polisakarida di dinding sel

selalu dijadilan dasar untuk taksonomi ganggang. Senyawa lainnya yang mungkin terkandung

di dalam dinding sel ganggang adalah sporopollenin dan ion kalsium.

Kelompok ganggang yang dikenal sebagai diatom mensintesis dinding sel mereka sendiri dari

asam silisik. Di dalam ganggang coklat, phlorotannis mungkin sebagai penyusun dinding sel.

b. Dinding sel pada jamur

Ada beberapa kelompok organisme yang mungkin disebut jamur. Beberapa kelompok telah

dikeluarkan dari kerajaan jamur, sebagian karena perbedaan mendasarkan biokimia dalam

komposisi dinding sel. Kebanyakan jamur memiliki dinding sel yang terdiri dari kitin dan

polisakarida. Jamur tidak memiliki selulosa di dinding sel mereka. Dinding sel jamur terdiri dari

beberapa lapisan yaitu:

1. Lapisan kitin

2. Lapisan β-1,3-glucan

3. Lapisan mannoprotein

Fungsi Dinding sel adalah sebagai berikut:

1. Mempertahankan dan menentukan bentuk sel (analog dengan sebuah kerangka

eksternal untuk setiap sel).

2. Membedakan sel tumbuhan dan sel hewan. Dimana pada sel hewan tidak terdapat

dinding sel.

3. Dukungan dan kekuatan mekanik (memungkinkan tanaman untuk dapat tumbuh

tinggi, membuat helaian daun yang tipis dapat diposisikan secara baik untuk

mendapatkan cahaya).

4. Dinding sel mengandung berbagai enzim dan memainkan peran penting dalam

penyerapan, transportasi, dan sekresi zat dalam tumbuhan.

5. Mengontrol tekanan turgor.

6. Mencegah membran sel meledak saat berada di dalam medium hipotonik (yaitu,

tahan tekanan air).

7. Penyimpan karbohidrat.

8. Dinding sel memainkan peran dalam pertahanan terhadap bakteri dan jamur patogen

dengan menerima dan pengolahan informasi dari permukaan patogen dan

mengirimkan informasi ini untuk membran plasma sel inang.

9. Mengendalikan laju dan arah pertumbuhan sel dan mengatur volume sel.

10. Bertanggung jawab dalam desain dan mengendalikan morfogenesis tanaman sejak

dinding tanaman berkembang hingga penambahan sel.

11. Memiliki peran metabolisme (yaitu, beberapa protein di dinding sel adalah enzim-

enzim untuk transportasi, sekresi).

12. Penghalang fisik untuk: (a) patogen, dan (b) air dalam sel bergabus. Namun, harus

diingat pula bahwa dinding sel sebenarnya sangat berpori dan memungkinkan molekul

kecil, termasuk protein hingga 60.000 MW dapat bebas. Pori-pori pada dinding sel

berukuran sekitar 4 nano meter.

Penyimpanan karbohidrat - komponen dinding ini dapat digunakan kembali dalam

proses metabolisme lainnya (terutama dalam biji). Dengan demikian, di satu sisi

dinding sel dapat berfungsi sebagai repositori penyimpanan untuk karbohidrat.

13. Sinyal - fragmen dinding, disebut oligosakarin, bertindak sebagai hormon.

Oligosakarin, yang didapat dari hasil perkembangan normal atau karena serangan

patogen, melakukan berbagai fungsi termasuk:

(a) merangsang sintesis etilen,

(b) mendorong sintesis fitoaleksin (pertahanan kimia yang diproduksi sebagai respon

terhadap infeksi jamur / bakteri),

(c) merangsang enzim kitinase dan

(d) meningkatkan kadar kalsium sitoplasma

(e) menyebabkan "ledakan oksidatif". Ledakan ini menghasilkan hidrogen peroksida,

superoksida dan oksigen aktif lain yang dapat menyerang patogen secara langsung

atau menyebabkan peningkatan lintas-hubungan di dinding sel, membuat dinding

lebih keras untuk ditembus.

Sentriol/Sentrosom adalah bagian sel yang berbentuk silinder yang terdiri dari tubulin yang

ditemukan di sebagian sel eukariotik. Sentriol terlibat dalam pembelahan sel serta

pembentukan silia dan flagela. Sentriol merupakan perkembangan dari sentrosom, yaitu pusat

sel, daerah dari sitoplasma yang dekat dengan inti sel. Sentriol tidak terdapat di tumbuhan

berpembuluh, tumbuhan berbunga, dan jamur. Sentriol ada di gamet jantan charophytes,

bryophytes, tumbuhan berpembuluh tanpa biji, sikas, dan ginko.

Sentriol pertama kali diteliti oleh Edouard van Beneden dan Theodor Boveri masing-masing

pada tahun 1883 dan 1888, sementara pola sentriol saat melakukan duplikasi pertama kali

diteliti oleh Etienne de Harven dan Joseph G. Gall pada tahun 1950.

Sepasang sentriol yang saling terkait, dikelilingi oleh massa yang padat yang disebut bahan

pericentriolar atau PCM, membentuk sebuah senyawa yang disebut sentrosom.

Kebanyakan sentriol terdiri dari sembilan set mikrotubulus yang terdiri dari tiga buah yang

membentuk silinder. Penyimpangan dari struktur ini adalah pada kepiting dan embrio

Drsophila melanogaster, dengan sembilan ganda, dan sel-sel sperma dan embrio awal

Caenorhabditis elegans, dengan sembilan tunggal. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan

menggunakan mikroskop elektron.

Sentriol berfungsi membentuk kutub-kutub bagi pembelahan sel. Sentriol terlibat dalam

proses mitosis dan dalam penyelesaian sitokinesis. Sentriol sebelumnya dianggap perlu untuk

pembentukan mitosis pada sel hewan. Namun, penelitian terbaru menunjukkan bahwa sel-sel

sentriol yang telah dihapus dengan laser masih dapat berkembang sebelum sentriol dapat

disintesis. Selain itu, mutan lalat yang kekurangan sentriol berkembang secara normal,

meskipun sel-sel lalat dewasa kekurangan flagela dan silia, kemudian mereka mati segera

setalah lahir.

Sentriol adalah bagian yang sangat penting dari sentrosom, yaitu terlibat dalam mengorganisir

mikrotubulus dalam sitoplasma. Posisi sentriol menentukan posisi inti sel dan memainkan

peran penting dalam susunan sel spasial. Buehler telah mensugesti bahwa sentriol dapat

membentuk sebuah “mata” penunjuk arah, yang sensitif terhadap panjang gelombang

tertentu di spektrum infra merah. Dia juga telah menunjukkan bahwa sel-sel mampu bereaksi

satu sama lain dalam kejauhan dan bahkan ketika dipisahkan oleh sebuah kaca film.

Dalam organisme dengan flagela dan silia, posisi organel ditentukan oleh ibu sentriol yang menjadi

tubuh basal. Ketidakmampuan sel untuk menggunakan sentriol untuk membuat silia fungsional

dan flagela telah dikaitkan dengan sejumlah penyakit genetik. Secara khusus, ketidakmampuan

sentriol untuk bermigrasi sebelum perakitan siliaris baru-baru ini telah dikaitkan dengan sindrom

Meckel-Gruber.

Sel-sel dalam G0 dan G1 biasanya berisi dua centrioles yang lengkap. Yang lebih tua dari dua

pasangan disebut ibu sentriol, sedangkan yang lebih muda disebut putri sentriol. Selama siklus

pembelahan sel, sentriol baru tumbuh dari masing-masing sentriol yang ada. Setelah sentriol

berduplikasi, dua pasangan sentriol tetap melekat satu sama lain sampai mitosis, mereka akan

berpisah dengan menggunakan enzim separase.

Sentriol di sentrosom terhubung satu sama lain oleh protein teridentifikasi. Ibu sentriol telah

memancar di distal akhir dan melekat ke putri sentriol lain. Setiap sel putri dibentuk setelah

pembelahan sel yang akan mewarisi salah satu pasangan ini (salah satu yang lebih tua dan satu

sentriol yang lebih baru). Duplikasi sentriol dimulai pada saat transisi G1/s dan berakhir sebelum

mitosis.

Asal dari semua makhluk hidup bersel satu adalah sel bersilia dengan sentriol. Beberapa

keturunan bersel satu seperti tumbuhan, tidak memiliki sentriol kecuali pada gamet jantan.

Sentriol benar-benar menghilang di semua sel tumbuhan berpembuluh dan tumbuhan berbunga

yang tidak memiliki silia atau gamet berfagela.

Vakuola

Vakuola adalah organel sel yang ditemukan di semua jenis tumbuhan dan jamur dan beberapa

protista, hewan, dan sel bakteri. Vakuola dibatasi selaput tipis (disebut tonoplas) yang berisi

air yang mengandung molekul organik dan anorganik termasuk enzim. Vakuola juga berisi

asam organik, asam amino, glukosa, gas, garam-garam kristal, alkaloid. Semakin tua suatu

tumbuhan, maka vakuola yang terbentuk semakin besar.

Vakuola terbagi menjadi 2 jenis, yaitu Vakuola Kontraktil dan Vakuola nonkontraktil (vakuola

makanan). Vakuola kontraktil (disebut juga vakuola berdenyut) berfungsi sebagai

osmoregulator yaitu pengatur nilai osmotik sel atau ekskresi. Pada makhluk hidup yang mirip

hewan misalnya Protista, terdapat vakuola kontraktil atau vakuola berdenyut yang menetap

dan seterusnya berada di dalam sel. Vakuola nonkontraktil (disebut juga vakuola makanan)

berfungsi untuk mencerna makanan dan mengedarkan hasil makanan.

Ada berbagai zat maupun molekul yang mengisi vakuola, diantaranya adalah:

1. Berbagai macam gas seperti oksigen dan karbondioksida.

2. Asam amino, baik yang merupakan hasil metabolisme maupun sisa metabolisme.

3. Garam-garam organik yang disimpan atau dibuang ke luar sel.

4. Glikosida.

5. Tanin atau z t penyamak.

6. Minyak atsiri, zat yang menimbulkan aroma pada tumbuhan seperti roseine pada mawar

dan zingiberine pada jahe.

7. Zat-zat alkaloid, seperti kafein yang terdapat pada biji kopi, nikotin dalam daun tembakau,

tein yang ditemukan di kandungan daun teh, teobromin pada biji coklat, solanin yang

terdapat pada umbi kentang, dan sebagainya.

8. Berbagai enzim dan sejumlah butir-butir pati.

Bagi tumbuhan, vakuola berperan sangat penting dalam kehidupan karena mekanisme

pertahanan hidupnya bergantung pada kemampuan vakuola menjaga konsentrasi zat-zat

terlarut di dalamnya. Proses pelayuan, misalnya, terjadi karena vakuola kehilangan tekanan

turgor pada dinding sel. Dalam vakuola terkumpul pula sebagian besar bahan-bahan

berbahaya bagi proses metabolisme dalam sel karena tumbuhan tidak mempunyai sistem

ekskresi yang efektif seperti pada hewan. Tanpa vakuola, proses kehidupan pada sel akan

berhenti karena terjadi kekacauan reaksi biokimia.

Vakuola juga dapat membantu melindungi tumbuhan terhadap predator dengan mengandung

senyawa yang beracun atau tidak menyenangkan bagi hewan. itu vakuola memiliki peran

amajor dalam sel pertumbuhan ofplant, yang memperbesar sebagai vakuola mereka

menyerap air, memungkinkan sel untuk menjadi lebih besar dengan investasi minimal dalam

sitoplasma baru. Sitosol sering hanya menempati lapisan tipis antara vakuola pusat dan

membran plasma, sehingga rasio permukaan membran plasma untuk Volume sitosol besar,

bahkan untuk sel pabrik besar.

Berikut adalah fungsi Vakuola:

1. Memasukkan air melalui tonoplas yang bersifat diferensial permiabel untuk membangun

turgor sel.

2. Tempat penyimpanan zat cadangan makanan seperti amilum dan glukosa.

3. Mampu memfasilitasi proses sirkulasi zat dalam sel.

4. Vakuola ada yang berisi pigmen pada daun, bunga, dan buah dalam bentuk larutan, seperti

antosian, termasuk antosianin yang berwarna merah, biru, dan lembayung, juga warna

gading dan kuning. Antosian dapat memberi warna pada bunga, buah, pucuk, dan daun.

Hal ini, berguna untuk menarik serangga, burung, dan hewan lain yang berjasa bagi

penyerbukan atau persebaran biji.

5. Tempat penyimpanan minyak atsirik (golongan minyak yang memberikan bau khas seperti

minyak kayu putih).

6. Vakuola tumbuhan, kadang-kadang mengandung enzim hidrolitik yang dapat bertindak

sebagai lisosom waktu hidup. Setelah sel mati, tonoplas kehilangan sifat diferensial

permiabelnya sehingga enzim-enzimnya lolos keluar menyebabkan autolisis

(penghancuran diri).

7. Mengatur tirgiditas sel (tekanan osmotik sel).

8. Menjadi tempat penyimpanan zat makanan terlarut yang sewaktu-waktu dapat digunakan

oleh sitoplasma. Misalnya, sukrosa, gilikogen, dan garam mineral.

9. Tempat penimbunan sisa metabolisme dan metabolik sekunder seperti getah karet,

alkaloid, tanin, dan kalsium oksalat.

10. Sebagai kelengkapan sel untuk memelihara tekanan osmotik sel.

Vakuola besar ditemukan di tiga genera pada bakteri thioploca, beggiatoa, dan

thiomargarita. Sitosol sangat mengurangi genera ini dan vakuola dapat berukuran antara

40-98% sel. Vakuola mengandung konsentrasi ion nitrat yang tinggi dan karena itu

dianggap sebagai organel penyimpanan. Vakuola gas yang bebas permeabel gas, terdapat

dalam beberapa jenis cyanobacteria. Mereka memungkingkan bakteri untuk memiliki daya

apung.

Sel-sel tanaman dewasa memiliki satu vakuola besar yang biasanya menempati lebih dari

30% dari volume sel, dan terkadang menempati 80% volume sel pada kondisi tertentu.

Sitoplasma sering berjalan melalui vakuola.

Vakuola dikelilingi oleh membran yang disebut tonoplas (berasal dari kata ton yang berarti

“peregangan” dan plastós yang berarti “dibentuk”). Disebut juga sebagai membran

vakuola. Tonoplas berfungsi sebagai pemisah antara isi vakuola dengan sitoplasma sel.

Sebagai membran, tonoplas juga terlibat dalam mengatur gerakan ion di sekitar sel dan

mengisolasi bahan yang mungkin berbahaya atau mengancam sel.

Transportasi proton dari sitosol vakuola menstabilkan pH sitoplasma, sementara dengan

membuat vakuola interior lebih asam maka nutrisi dapat masuk atau keluar dari vakuola.

pH rendah pada vakuola juga memungkinkan enzim degradatif untuk bekerja. Ukuran

vakuola pada sel yang telah berkembang dan yang masih membangun berbeda. Contohnya

adalah pada sel-sel yang berkembang di meristem memiliki vakuola yang lebih kecil.

Selain sebagai tempat penyimpanan, fungsi utama vakuola adalah untuk menjaga tekanan

ke dinding sel. Protein yang terdapat di tonoplas yang disebut aquaporins mengontrol

aliran air masuk dan keluar dari vakuola melalui transpor aktif. Karena osmosis, air akan

menyebar di vakuola dan akan memberi tekanan pada dinding sel.

Fungsi vakuola dalam sel-sel jamur serupa dengan yang terdapat di tumbuhan. Terdapat

lebih dari satu vakuola pada setiap selnya. Vakuola banyak terlibat dalam berbagai proses

termasuk homeostasis pH sel dan konsentrasi ion, osmoregulasi, dan menyimpan asam

amino.

Vakuola pada hewan membantu dalam proses eksositosis dan endositosis. Vakuola pada

hewan berukuran lebih kecil daripada vakuola yang terdapat pada tumbuhan tetapi

jumlahnya lebih banyak. Ada juga sel-sel hewan yang tidak memiliki vakuola.

Eksositosis adalah proses ekstrusi protein dan lemak dari sel. Zat-zat tersebut akan diserap

ke dalam badan golgi sebelum diangkut ke membran sel dan dikeluarkan ke lingkungan di

luar sel.

Endositosis adalah kebalikan dari eksositosis dan dapat terjadi dalam berbagai bentuk.

Fagositosis adalah proses dimana bakteri, jaringan mati, dan lainnya akan ditelan oleh sel.

Nukleus atau inti sel. Bagian-bagian inti sel terdiri dari membran inti, nukleoplasma

(kariolimp) dan kromosom, serta nukleolus. Membran inti memisahkan inti sel dan

sitoplasma. Membran inti terdiri atas dua lapisan membran dan pada daerah-daerah tertentu

terdapat pori-pori yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya bahan kimia. Lapisan

membran yang sebelah luar berhubungan dengan membran retikulum endoplasma. Inti sel

mengandung nukleoplasma, yaitu suatu cairan kental berbentuk jeli.

Pada nukleoplasma terdapat benang-benang kromatin yang

tampak jelas pada saat pembelahan sel membentuk kromosom. Fungsi kromosom yaitu

mengontrol aktivitas hidup sel dan pewarisan sifat-sifat yang diturunkan.

Nukleolus

merupakan suatu benda berbentuk bulat terdiri dari filamen dan butiran-butiran. Secara

kimiawi nukleolus terdiri atas ADN, ARN, dan protein. Nukleolus berfungsi untuk sintesa

ARN ribosom.

2.5 Mitokondria dan Kloroplas sebagai organel pembangkit energi

1. Mitokondria

Mitokondria hati umumnya mempunyai lebar kira-kira 0,5 – 1,0 um dan panjang kira-

kira 3,0 um. Ukuran ini khas bagi tipe mitokondria yang bebas dalam sitoplasma seperti pada

hati, ginjal dan pankreas. Dalam jaringan lain yang kebebasan mitokondria lebih terbatas,

terdapat bentuk dan ukuran yang leih bervariasi.

Di dalam sel mitokondria terdapat secara acak, misal dalam hati; atau menunjukkan

asosiasi ultrastruktur, misal dalam otot lurik yang mitokondrianya tersusun secara teratur di

antara serabut-serabut otot dan posisi mitokondria dalam daerah flagel spermatozoa.

Jumlah mitokondria tiap sel sangat bervariasi sesuai dengan tipe sel yaitu berkisar

antara tidak ada (nol) hingga ratusan ribu. Ganggang tidak berwarna Leucothrix dan

Vitreoscilla tidak mempunyai mitokondria. Spermatozoa dan flagellata tertentu seperti

Chromulina hanya mempunyai satu mitokondria per sel; hati kurang lebih mempunyai 800

mitokondria per sel; beberapa telur “sea urchin” (bulu babi) dan amuba Chaos mempunyai

hingga 500.000 mitokondria per sel. Pada beberapa keadaan terdapat kaitan langsung antara

jumlah mitokondria per sel dengan keperluan metabolisme sel.

Mitokondria berputar dan berubah bentuk menjadi bermacam-macam konformasi.

Satu mitokondria dapat menunjukkan perubahan bentuk dalam perjalanan waktu. Pada otot

lurik dan sel-sel lain yang mitokondrianya tidak terdapat bebas dalam sitosol plastisitas

strukturnya berkurang. Plastisitas dan gerak mitokondria dalam sel menjamin penyebarluasan

ATP di seluruh sel yaitu di tempat-tempat yang memerlukan ATP.

Mitokondria dibatasi oleh dua membran yaitu membran luar dan membran dalam.

Masing-masing membran mempunyai ciri membran unit. Kedua membran itu tidak

bersinambungan. Membran dalam membentuk krista. Karena struktur membrannya rangkap

maka mitokondria mempunyai dua ruangan yaitu ruang antar membran dan matriks. Ruang

antar membran sangat sempit tetapi luas permukaannya besar karena melipatnya membran

dalam. Matriks nampak halus pada perbesaran rendah, tetapi pada perbesaran kuat, beberapa

bahan partikel terlihat antara lain granula matriks, ribosom, poliribosom dan filamen DNA.

Struktur morfologi yang paling bervariasi adalah krista. Dalam satu sel tertentu krista

biasanya seragam dan khas bagi sel itu. Dalam tipe-tipe sel yang berbeda, bentuk krista

sangat berbeda.

Sebagian besar mitokondria mempunyai krista seperti lamela atau seperti tubul. Krista

yang berbentuk seperti lamela adalah yang paling umum, lamela relatif paralel atau

bertumpuk teratur. Sebagai contoh yaitu mitokondria pankreas dan ginjal.

Variasi lain adalah krista “fenestrated” (berlubang-lubang). Contohnya adalah

mitokondria otot terbang insekta. Pada mitokondria lain, krista terutama berbentuk tubul,

misal sebagian besar protozoa dan sel-sel mamalia penghasil steroid. Sebab terjadinya

perbedaan bentuk krista belum diketahui. Efek umum krista adalah menambah luas

permukaan membran dalam, sehingga sel menerim enzim respirasi yang cukup untuk

memenuhi permintaan ATP.

Pada mitokondria utuh, secara kuantitatif air merupakan komponen paling dominan.

Air berperan dalam reaksi enzimatis, selain sebagai medium fisis agar metabolit dapat

berdifusi di antar sistem enzim.

Komponen utama berat kering mitokondria adalah protein. Persentase protein

berkaitan dengan jumlah membran dalam yang ada, karena banyak protein enzimatis dan

struktural terdapat dalam membran dalam. Pada beberapa mitokondria, membran dalam dapat

mengandung 60% protein total organel. Berdasarkan penyebaran enzim dalam mitokondria

tikus, terlihat bahwa membran dalam mengandung 21,3% protein total dan membran luar 4%

protein total mitokondria. Menurut perhitungan ini 67% protein terdapat dalam matriks dan

sisanya dalam ruang antar membran. Protein mitokondria dapat dikelompokkan dalam dua

bentuk, yaitu protein dapat larut dan protein tidak dapat larut. Protein dapat larut terutama

adalah enzim matriks dan beberapa protein membran perifer (ekstrinsik). Protein tidak dapat

larut biasanya adalah protein integral dan protein enzim lainnya.

Komposisi lipida mitokondria sangat bervariasi bergantung kepada sumbernya, tetapi

pada semua keadaan fosfolipida adalah bentuk yang sangat dominan, umumnya lebih dari ¾

total lipida adalah fosfolipida. Fosfatidilkolin dan fosfatidiletanolamin umum terdapat dalam

jumlah banyak, tetapi kardiolipin terdapat dalam tingkat yang nyata dan kolesterol yang

terendah. Banyaknya kardiolipin dan sedikitnya kolesterol secara komposisi, membedakan

membran mitokondria dari membran sel yang lain.

Perbedaan yang jelas antar membran dalam dan luar adalah bahwa membran dalam

mengandung kardiolipin lebih banyak. Kolesterol terutama terdapat di mebran luar.

Penyebaran yang berbeda ini yang tentunya berhubungan dengan struktur dan fungsi, belum

dimengerti dengan jelas. Umumnya, membran luar lebih menyerupai membran intrasel yang

lain dari pada membran dalam.

Selain lipida, sejumlah molekul organik kecil yang berbeda terdapat berasosiasi

dengan membran mitkondria antara lain molekul redoks yang berpartisipasi dalam transfor

elektron. Ubikinon (koenzim Q), flavin (FMN dan FAD) dan piridin nukleotida (NAD+)

biasanya terikat membran yaitu berasosiasi dengan membran dalam.

Kurang lebih 120 macam enzim telah diidentifikasi terasosiasi dengan mitokondria.

Kira-kira 37% merupakan enzim oksidoreduktase, 10% adalah ligase dan kurang dari 9%

adalah hidrolase.

Monoaminoksidase enzim marker membran luar. Membran dalam lebih

kompleks dari pada membran luar. Suksinat dehidrogenase adalah enzim marker membran

dalam. Enzim-enzim trasnpor elektron dan fosforilasi oksidatif terasosiasi dengan membran

dalam.

Matriks mengandung sekumpulan enzim daur asam sitrat (daur Krebs) dan enzim

yang terlibat dalam sintesis protein, asam nukleat dan asam lemak. Semua enzim daur asam

sitrat terdapat bebas dalam matriks kecuali suksinat dehidrogenase, yang merupakan

komponen membran dalam. Jadi, agar piruvat dapat teroksidasi sempurna menjadi CO2 dan

H2O dengan bantuan enzim-enzim matriks, suksinat harus mengadakan kontak dengan

membran dalam sebelum dapat dioksidasi menjadi fumarat.

DNA mitokondria terdapat dalam bentuk sirkular tunggal dan “catenated”, yaitu dua

atau lebih untai berkaitan bersama-sama seperti kaitan dalam rantai, di dalam matriks

mitokondria. Satu mitokondria biasanya mempunyai 2-6 kopi DNA, sehingga jumlah mtDNA

per sel mencapai 108 atau bergantung kepada jumlah mitokondria dalam tipe sel tertentu.

Mekanisme transkripsi dan translasi di dalam mitokondria bergantung kepada genetik

inti. Bahan- bahan tertentu seperti rRNA, tRNA dan mRNA tidak bergantung kepada inti.

Tetapi, protein tertentu ditentukan oleh inti seperti protein ribosom, RNA polimerase, DNA

polimerase, tRNA aminoasil sintetase dan faktor- faktor sintesis protein. Fenomena yang

menarik adalah bahwa mtDNA tidak dapat diekspresi dan direpllikasi tanpa bantuan inti.

Sifat semiotonom mitokondria terlihat dari cara sintesis ribosom mitokondria. RNA

ribosom mitokondria ditranskripsi di mtDNA sedang protein ribosom mitokondria

ditranskripsi dari DNA inti, kemudian ditranslasi pada ribosom sitoplasma dan akhirnya

diangkut ke dalam mitokondria untuk perakitan partikel nukleoprotein (ribosom).

Mitokondria tumbuh dengan penambahan komponen-komponen pada struktur tua,

akibatnya satu mikondria membelah menjadi dua. Satu atau lebih krista yang terletak di

tengah-tengah tumbuh memanjang melewati matriks dan kemudian berfusi dengan membran

di depannya sehingga membentuk satu pemisah. Matriks dipisahkan menjadi dua

kompartemen. Membran luar berinvaginasi pada bidang pemisah, setelah itu mengadakan

konstriksi sehingga terjadi fusi antara kedua membran dalam. Dengan demikian terbentuklah

dua mitokondria anak yang terpisah.

Seluruh proses tumbuh yang ditunjukkan oleh bertambahnya luas permukaan

membran dan pembelahan, diatur oleh inti.

Diferensiasi mitokondria menjadi organel yang berfungsi bergantung kepada genom

mitokondria dan bekerja bersama-sama genom inti dalam mengarahkan perakitan enzim

respirasi. Pada tingkat inilah terlihat dengan jelas saling ketergantungan kedua genom sel itu.

Tidak satupun dari genom yang berfungsi secara terpisah dapat mendiferensiasi mitokondria.

2. Kloroplas

Sel sebagian besar tumbuhan tinggi umumnya mengandung antara 50 – 200 kloroplas.

Kalau dilihat dari samping bentuknya seperti lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan

permukaan lain cekung, datar atau cembung. Sumbu panjang kloroplas itu sering berukuran

5–10 µm. Dilihat dari atas kloroplas nampak sebagai elips (Gambar 8).

Pada tumbuhan rendah dan terutama pada beberapa mikroorganisme, bentuknya

sangat berbeda dari yang terlihat pada tumbuhan tinggi dan sering jumlahnya terdapat sedikit.

Sebagai contoh:

Euglena gracilis : kurang lebih 10 kloroplas/sel.

Chlamydomonas: satu kloroplas/sel, berbentuk mangkuk

Spirogyra: satu kloroplas/sel, berbentuk pita yang memanjang di seluruh sel

Pada dasarnya, kloroplas dibatasi oleh dua sistem membran yaitu

membran luar dan membran dalam, yang dipisahkan oleh ruang antar membran. Membran

dalam dihubungkan dengan suatu kompleks membran yaitu membran bagian dalam yang

melintasi bagian dalam kloroplas. Dengan demikian, organel itu adalah suatu sistem tiga

membran.

Bentuk membran bagian dalam yang paling umum adalah satu kantung yang

dipipihkan yang disebut tilakoid. Tilakoid itu terdapat dalam stroma. Tumpukkan beberapa

tilakoid disebut grana, sehingga masing-masing tilakoidnya disebut tilakoid grana. Tilakoid

yang memanjang ke stroma disebut tilakoid stroma. Bagian dalam tilakoid disebut lokulus.

Membran-membran pada kloroplas membatasi tiga kompartemen yang terpisah yaitu ruang

antar membran, stroma dan lokulus.

Reaksi-reaksi forosintesis bergantung cahaya berlangsung dalam tilakoid sedang

reaksi asimilasi (fiksasi) CO2 terjadi dalam stroma.

Membran luar kloroplas tumbuhan tinggi dipisahkan dari membran dalam oleh ruang

kira-kira 10 nm. Membran tersebut permeabel bagi bermacam-macam senyawa dengan berat

molekul rendah seperti nukleotida, fosfat organik, derivat-derivat fosfat, asam karboksilat dan

sukrosa. Dengan demikian ruang antar membran mengandung molekul-molekul nutrien

sitosol.

Membran dalam bekerja sebagai pembatas fungsional antara sitosol dan stroma.

Membran dalam tidak permeabel bagi sukrosa dan berbagai anion, misal di- dan

trikarboksilat, fosfat dan senyawa-senyawa seperti nukleotida dan gula fosfat.

Membran dalam permeabel bagi CO2 dan asam-asam monokarboksilat tertentu, misal

asam asetat, asam gliserat dan asam glikolat. Membran dalam kurang permeabel bagi asam

amino. Membran dalam mengandung protein pembawa tertentu untuk mengangkut fosfat,

fosfogliserat, dihidroksiaseton fosfat, dikarboksilat dan ATP.

Sistem membran bagian dalam yang terdapat dalam stroma membentuk suatu jalinan

yang sangat kompleks. Membran tilakoid mengandung enzim lengkap untuk melaksanakan

reaksi-reaksi fotosintesis yang bergantung cahaya. Membran tilakoid merupakan tempat

klorofil, pembawa-pembawa elektron dan faktor-faktor yang menggabungkan transpor

elektron dengan fosforilasi.

Stroma mengandung enzim-enzim yang penting untuk melaksanakan asimilasi CO2

dan mengubahnya menjadi karbohidrat. Beberapa macam partikel juga terdapat seperti butir

pati, plastoglobulin yaitu tempat penyimpan lipida, plastokinon dan tokoforilkinon. Stroma

juga mengandung ribosom dan DNA.

Membran tilakoid kira-kira 50% terdiri atas lipida,kurang lebih 10% dari padanya

adalah fosfolipida. Lipida yang khas bagi klorofil adalah galaktolipida dan sulfolipida, yang

masing-masing 45% dan 4% dari total lipida. Selain itu terdapat molekul-molekul lipida

seperti klorofil, karotenoid dan plastokinon. Jumlah klorofil kira-kira 20% dari lipida total

membran tilakoid.

Kloroplas mempunyai tingkat otonomi di dalam sel yang dalam banyak hal sama

dengan mitokondria. Dalam stroma terdapat DNA. Dengan genom itu sejumlah protein khas

kloroplas dibuat dengan menggunakan ribosom yang juga terdapat dalam stroma. Kloroplas

juga melakukan replikasi.

Seluruh genom kloroplas terdapat di dalam satu molekul DNA kloroplas (ctDNA)

yang sirkular. Biasanya DNA terdapat dalam kopi berganda sebanyak 20-60 ctDNA per

kloroplas. Panjang DNA sering 45 um, tetapi bergantung kepada spesies dapat berkisar antara

40-60 um.

ctDNA cukup besar sehingga dapat mengkode lebih dari 150 protein. Masing-masing

dengan berat molekul 50.000 dalton. Ini kira-kira sama dengan jumlah berbagai protein yang

terdapat dalam kloroplas, baik protein struktural maupun enzim yang penting untuk

fotosintesis, sintesis karbohidrat, lipidan dan protein. Namun kloroplas tidak mengkode

semua protein itu sendiri. Replikasi dan difereniasi dikontrol sebagian oleh genom inti dan

sebagian oleh ctDNA.

Banyak protein stroma dan protein membran tilakoid dikode seluruhnya oleh DNA

inti dan dibentuk di ribosom sitoplasma. Misalnya subunit kecil enzim ribulosa difosfat

karboksilase dan enzim-enzim daur Calvin, asam nukleat polimerase dan aminoasil-tRNA

sintetase disintesis disitoplasma di bawah arahan inti dan dimasukkan ke dalam kloroplas.

Dengan demikian, kloroplas bergantung kepada genom inti untuk melaksanakan daur

Calvin dan fotofosforilasi.

Kloroplas berasal dari kloroplas yang sudah ada selama daur hidup tumbuhan tinggi

dan diteruskan ke sel-sel turunannya selama pembelahan sel. Tipe pembelahan sama seperti

pada mitokondria. Penyempitan terjadi dekat tengah-tengah plastida dan kedua turunan

dihasilkan dari pemisahan membran-membran di daerah itu.

Umumnya pembelahan kloroplas tidak serempak di dalam jaringan atau sel

tumbuhan. Sejumlah faktor-faktor lingkungan mempengaruhi replikasi dan diferensiasi.

Karena itu puncak replikasi akan terlihat apabila keadaan lingkungan optimal.

DAFTAR PUSTAKA

Karp, G., 2007. Cell and Molecular Biology concepts and experiments, John

Wiley & Sons,

Inc. (Asia).

Thorpe, N.O, 1984. Cell Biology. John Wiley & Sons, Inc, NewYork.

Alberts, B., D. Bray, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts and J.D. Watson, 1989,

Molecular

Biology of the cell, Garland Publ., Inc, New York.

Campbell, N.A., J.B. Reece, L.G. Mitchell, 2002. Biologi. Erlangga. Jakarta.