STRUKTUR SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

STRUKTUR SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

                               Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

            Pada awalnya sel digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ilmuwan Inggris Robert Hooke yang telah meneliti irisan tipis gabus melalui mikroskop yang dirancangnya sendiri.

 Kata ‘sel’ berasal dari kata Latin “cellulae” yang berarti 'kamar-kamar kecil'. Anton van Leeuwenhoek melakukan banyak pengamatan terhadap benda-benda dan jasad-jasad renik dan menunjukkan pertama kali pada dunia ada "kehidupan di dunia lain" yang belum pernah dilihat oleh manusia.

Bahasan tentang sel merupakan hal mendasar untuk memahami organisme, karena sel adalah struktur dan fungsi terkecil dari organisme, dan hampir semua organisme tersusun atas sel. Sel umumnya tersusun atas membran, sitoplasma, dan inti sel. Ada organisme yang tidak tersusun atas sel contohnya virus. Virus tidak memiliki sitoplasma, hanya terdiri atas protein, RNA atau DNA, karbohidrat, lemak, dan mineral. Organisme seluler ada yang terdiri atas satu sel atau uniseluler dan ada yang terdiri atas banyak sel atau mulltiseluler. Cabang biologi yang membahas khusus tentang sel disebut sitologi.

            Sel memiliki karakter tertentu sehingga dapat memberikan gambaran saat diberi pewarnaan. Karakter tersebut memberikan gambaran atas peran fungsional sel seperti kemampuan sekresi, keaktifan sel dalam produksi protein, endokrin, pergerakan, absorpsi, ekskresi, perlindungan, reproduksi, kematian sel, dan sebagainya.

Sel

Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil dari mahluk hidup seluler. Mahluk hidup seluler terdiri atas satu sel (uni seluler) contohnya Bakteri dan banyak sel (multi seluler) contohnya tumbuhan dan hewan tingkat tinggi.

Sel memiliki karakteristik dasar yang unik,diantaranya sel merupakan struktur kompleks namun teratur, memiliki program genetik dan memiliki cara untuk menggunakannya, mampu memperbanyak diri, melaksanakan reaksi kimia, dan sel juga mampu merespon terhadap berbagai rangsang.

Sel memiliki keragaman berdasarkan bentuk dan ukuran, pergerakannya (ada beberapa sel yang bergerak cepat dan memiliki struktur berubah-ubah, ada juga yang cenderung tidak bergerak dan memiliki struktur tetap), struktur sel dan ada tidaknya membran inti. Keragaman lainnya dilihat dari sel membutuhkan O₂ untuk hidup atau tidak membutuhkan O_2.

SEL PROKARIOTA DAN SEL EUKARIOTA

Sel pada makhuk hidup dibedakan atas dasar struktur sel dan ada tidaknya membran inti menjadi dua kelompok yaitu kelompok sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik contohnya bakteri dan ganggang biru. Sel prokariotik tidak memiliki membran nukleus yang jelas untuk melindungi DNA. Sedangkan, sel eukariotik contohnya sel tumbuhan dan hewan tingkat tinggi, fungi. Sel eukaryotik memiliki kompartemen sitoplasma yang dikelilingi membran yang jelas, nukleus berisikan DNA.

Kebanyakan sel prokarotik berukuran kecil dan berpenampilan sederhana serta hidup sebagai individu independen atau dalam komunitas yang terorganisasi secara longgar. Jenis ini berbentuk sferis atau batang, berukuran beberapa mikrometer dalam dimensi linear. Sel prokariota juga memiliki lapisan perlindungan yang kuat, yaitu dinding sel yang di bawahnya terdapat membran plasma yang menutupi kompartemen sitoplasma tunggal yang berisi DNA, RNA, protein-protein, dan banyak molekul lainya yang penting untuk kehidupan.

Bentuk sel eukariota bisa berupa gelendong, pipih, bulat, kuboid, columnar. Sel dibentuk atas kompartemen yaitu nukleus dan sitoplasma. Di dalam sitoplasma, terdapat kompartemen-kompartemen lain yang juga dibentuk oleh membran plasma yang juga disusun terutama oleh dwilapis fosfolipid. Kompartemen ini membentuk ruang di dalam sel, organel, atau pun vesikel. Selain organel sel, terdapat pula sitoskeleton dan sitosol. 

Gambar 1. Sel prokariotik dan sel eukariotik

Beberapa organel pada sel hewan dan sel tumbuhan ada yang berbeda, ada beberapa organel pada sel hewan yang tidak terdapat pada sel tumbuhan, begitupun sebaliknya dengan sel tumbuhan, ada beberapa organel sel tumbuhan yang tidak terdapat pada sel hewan, diantaranya : pada sel hewan terdapat lisosom dan sentriom, sedangkan pada sel tumbuhan terdapat dinding sel,vakuola, plastid, dan peroksisom.

 

Gambar 2. Sel hewan dan sel tumbuhan

Secara umum organel sel yang sama pada sel hewan dan sel tumbuhan terdiri atas :

  Membran Plasma

Membran sel merupakan selaput terluar sel yang berupa bilayer lipid dengan protein integral dan ferifer. Tebal membran sel antara 7,5 - 10 nanometer, sifatnya selektif permeabel. Fungsi spesifik membran plasma dan berbagai tipe membran didalam sel bergantung pada jenis fosfolipid dan protein yang ada. Membran plasma juga memiliki karbohidrat yang melekat pada permukaan luarnya.

Gambar 3. Membran sel

Fungsi lain membran sel yaitu untuk pelindung, reseptor dan mengatur keluar masuknya zat dari dan ke luar sel dengan cara difusi, osmosis, difusi berfasilitas, dan transport aktif. Difusi adalah pergerakan molekul dari konsentrasi tinggi (hipertonis) ke konsentrasi rendah (hipotonis). Osmosis adalah pergerakan air dari konsentrasi air tinggi (banyak air) ke konsentrasi air rendah (sedikit air) melalui membran semi permeabel. Difusi berfasilitas adalah difusi atau perpindahan zat yang menggunakan protein pembawa tanpa memerlukan energi (ATP). Transpor aktif adalah pergerakan molekul melalui membran yang memerlukan energi ATP.

 

 Retikulum Endoplasma (RE)

Retikulum endoplasma merupakan labirin membran yang banyak, sehingga retikulum ini meliputi separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. Retikulum endoplasma berupa vesikel atau kantung yang dapat berbentuk pipih, bundar, atau tubuler dan satu sama lain dapat berhubungan. RE memiliki selapis membran, dan membran tersebut ada yang berhubungan dengan membran inti dan membran plasma sehingga dapat berperan sebagai penghubung antara bagian luar sel dengan bagian dalam sel. Terdapat dua jenis RE yaitu :

·         RE halus (REH) yani RE yang tidak dilekati ribosom, yang berfungsi dalam bermacam-macam proses metabolisme, termasuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, serta menawarkan obar dan racun. Enzim RE halus penting untuk sintesis lipid, termasuk fosfolipid dan steroid. Diantara steroid yang dihasilkan oleh RE halus adalah hormon seks vertebrata dan berbagai hormon steroid yang di sekresi oleh kelenjar adrenalin.

·         RE kasar (REK) yakni RE yang dilekati ribosom. RE memiliki peran anabolik dan protektif. Peran anabolik yakni mensintesis kolesterol, hormon steroid, dan asam-asam empedu. Peran katabolik yakni dapat mengubah atau menetralisir bahan yang bersifat toksik. Mekanisme kerja antar RE dan organel lain seperti mitokondria dapat saling berhubungan.

 Badan Golgi

Struktur Badan Gogi berbentuk tumpukan kantong-kantong pipih, (didalamnya terdapat pula yang bundar dan tubuler), yang sangat kompleks yang memiliki dua permukaan yakni permukaan luar berbentuk cembung (forming face) dan permukaan dalam berbentuk cekung (maturing face). Membran yang membentuk kantong sebanyak selapis. Badan Golgi berfungsi menghasilkan lisosom, sekret, dan menyimpan protein serta enzim yang akan disekresikan.

Gambar 5. Badan golgi

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

 Mitokondria

   Mitokondria berbentuk bulat lonjong atau bercabang, ukurannya 500 sampai 2000 nm. Mitokondria banyak terdapat pada sel yang sedang aktif. Struktur mitokondria dikelilingi dua lapisan membran yaitu membran luar dan membran dalam. Membran dalam membentuk lipatan-lipatan ke dalam membentuk krista. Ruang dalam mitokondria berisi matrik mitkondria yang mengandung banyak enzim. 

Gambar 6. Mitokondria

Mitokondria berfungsi sebagai penyedia energi bagi sel adalah komponen sel berserabut seperti batang, dan bergranul. Struktur dasar mengikuti dasar-dasar bentuk yang sama pada semua mitokondria. Bentuk dan ukuran mitokondria bisa sangat berbeda, dari yang kecil hingga yang ukuran besar jumlah mitokondria dalam satu sel juga bervariasi. Selain dari mitokondria jenis krista, ada juga mitokondria dengan membran dalam yang menonjol ke dalam mitokondria seperti jari tangan atau saku. Mereka adalah mitokondria jenis tubular atau saccular. Tonjolan ini juga dapat menyerupai batang atau memiliki tepi-tepi, seperti yang mereka lakukan dalam mitokondria jenis prismatik. Mitokondria jenis tubular dan saccular terjadi pada sel-sel yang memproduksi hormon steroid.

 Inti atau Nukleus

 

Letak inti pada sitoplasma biasanya di tengah. Umunya sel mahluk hidup mengandung satu inti, tetapi ada pula yang memiliki inti lebih dari satu misalnya sel otot lurik. Bagian-bagian inti sel yaitu:

1.      Membran inti

Membran inti memisahkan inti sel dari sitoplasma. Membran inti terdiri dari dua lapisan membran dan pada daerah-daerah tertentu terdapat pori-pori yang berfungsi tempat keluar masuknya bahan kimia. Lapisan membran yang sebelah luar berhubungan dengan membran reticulum endoplasma.

2.      Nukleoplasma dan Kromosom

Inti sel mengandung nukleoplasma atau plasma inti. Bahan kimia yang terdapat pada nukleoplasma yaitu larutan fosfat, gula ribose, protein, nukleotida, dan asam nukleat. Pada nukleoplasma terdapat benang-benang kromatin yang tampak jelas pada saat pembelahan sel membentuk kromosom. Fungsi kromosom yaitu mengandung material genetik yang berguna untuk mengontrol aktivitas hidup sel dan pewarisan sifat-sifat yang diturunkan.

3.      Nukleolus

Nukleolus mengandung nukleoli yang berbentuk bulat. Secara kimia nukleolus mengandung RNA dan protein. Nukleolus berfungsi untuk sisntesis RNA ribosom.

Mikrotubulus

Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel, motilitas sel, pergerakan kromosom dalam pembelahan sel, pergerakan organel, dan sebagai "rangka sel". 

 Mikrofilamen

Mikrofilamen sama seperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Mikrofilamen yaitu batang padat yang berdiameter sekitar 7 nm. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam mempertahankan bentuk sel, kontraksi otot, mobilitas sel,  dan pembalahan sel.

 Filamen intermediate

Filament ini memiliki diameter 8-12 nm, lebih besar daripada diameter mikrofilamen, namun lebih kecil daripada diameter mikrotubulus, sehingga disebut dengan filament intermediate. Struktur filament intermediat yaitu protein fibrosa. Fungsi filament ini yaitu mempertahankan bentuk sel, tambatan nucleus dan organel lain, serta pembentukan lamina nukleus .

Gambar 8. Mikrotubul dan mikrofilamen

Sel Hewan

            Pada sel hewan organel-organel seperti nikleus, membran plasma, mitokindria, dan lainnya sama dengan sel tumbuhan, yang membedakan yakni adanya organel seperti :

  Lisosom

Lisosom terdapat pada sel hewan, bentuknya seperti bola, terdiri atas selapis membran, dan diameternya kurang lebih 500 nm. Lisosom berfungsi untuk mencerna bahan makanan yang masuk ke dalam sel, baik secara pinositosis (makanan yang ‘ditelan’ berupa cairan) maupun secara fagositosis (makanan yang ‘ditelan’ berupa padatan). Lisosom meliputi lisosom primer, dan sekunder. Lisosom primer yakni lisosom yang belum melakukan pencernaan. Lisosom sekunder yakni lisosom yang telah/sedang melakukan pencernaan.

 

Gambar 9. Lisosom

Lisosom mencerna materi yang dimasukkan kedalam sel dan mendaur ulang materi dari pembuangan intraseluler. Selama fagositosis sel mengurung makanan dalam vakuola dengan membran yang terlepas secara internal dari membran plasma. Vakuola makanan bergabung dengan lisosom, dan enzim hidrolitik mencerna makanan tersebut. Setelah hidrolisis, gula sederhana, asam amino dan monomer lain melewati membrane lisosom untuk menuju kedalam sitosol sebagai nutrien untuk sel tersebut dengan proses autofagi, yaitu lisosom mendaur ulang kandungan molekuler organel.

  Sentrosom

Umumnya sel hewan mengandung sentrosom yang letaknya pada sitoplasma dekat membran inti. Struktur sentrosom berbentuk bintang. Pada saat pembelahan sel (Mitosis maupun Meiosis) mengandung dua sentriol. Sebuah sentriol terbentuk dari 9 set tabung yang masing-masing set terdiri dari 3 buah mikrotubul yang berfungsi menggerakkan kromosom pada saat pembelahan sel. Sentrosom bertindak sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis. Struktur ini hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron.

 

Gambar 10. Sontrosom

Ketika sel membagi, sentrosom mereplikasi dirinya sendiri, membentuk dua sentrosom yang pindah ke ujung berlawanan sel. Masing-masing sentrosom lalu mengeluarkan gelondong yang seharusnya memisahkan DNA sel, membedakan sel ke dalam dua tiruannya sendiri yang kemudian bisa pecah menjadi sel segar. Disamping memainkan tugas penting di sel pembelahan, sentriol juga menolong untuk menyediakan bantuan struktural untuk sel intinya.