Struktur dan fungsi organel sel

Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional penyusun makhluk hidup yang dapat memperbanyak diri. Aktivitas yang ada dalam sel terjadi dalam organel-organel yang mendukung fungsi-fungsi tertentu. Adapun fungsi dari bagian-bagian penyusun sel adalah sebagai berikut:

2.2.1. Dinding selDinding sel bersifat permeabel, berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh. Sel-sel yang mempunyai dinding sel antara lain: bakteri, cendawan, ganggang (protista), dan tumbuhan. Kelompok makhluk hidup tersebut mempunyai sel dengan bentuk yang jelas dan kaku (rigid). Pada protozoa (protista) dan hewan tidak mempunyai dinding sel, sehingga bentuk selnya kurang jelas dan fleksibel, tidak kaku. Pada bagian tertentu dari dinding sel tidak ikut mengalami penebalan dan memiliki plasmodesmata (Gambar 2.3), disebut noktah (titik).

Gambar 2.3 Noktah pada batang pinus (A) dan Plasmodesmata (B)(Campbell et al, 2006).

2.2.2. Membran plasmaMembran plasma membatasi sel dengan lingkungan luar, bersifat semi/selektif permeabel, berfungsi mengatur pemasukan dan pengeluaran zat ke dalam dan ke luar sel dengan cara difusi, osmosis, dan transport aktif. Membran plasma disusun oleh fosfolipid, proten, kolesterol, dl.

2.2.3. SitoplasmaSitoplasma merupakan cairan sel yang berada di luar inti, terdiri atas air dan zat-zat yang terlarut serta berbagai macam organel sel hidup. Organel-organel yang terdapat dalam sitoplasma antara lain:

a. Retikulum Endoplasma (RE) berupa saluran-saluran yang dibentuk oleh membran (Gambar 2.4). RE terbagi dua macam, yaitu RE halus dan RE kasar.

Gambar 2.4 Retikulum Endoplasma(Campbell, et al 2006).

Pada RE kasar terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sedangkan pada RE halus tidak terdapat ribosom, berfungsi sebagai tempat sintesis lipid.

b. Ribosom terdiri atas dua unit yang kaya akan RNA, berperan dalam sintesis protein. Ribosom ada yang menempel pada RE kasar dan ada yang terdapat bebas dalam sitoplasma.

c. Mitokondria memiliki membran rangkap, membran luar dan membrandalam. Di antara kedua membran tersebut terdapat ruang antar membran. Membran dalam berlekuk-lekuk disebut krista yang berfungsi untuk memperluas bidang permukaan agar proses penyerapan oksigen dan pembentukan energi lebih efektif. Pada bagian membran dalam terdapat enzim ATP sintase yang berfungsi sebagai tempat sintesis ATP. Fungsi mitokondria ini adalah tempat respirasi aerob.

Gambar 2.5. Mitokondria(Campbell, et al 2006).

d. Lisosom berupa butiran kecil/bundar, berisi enzim pencerna yang berfungsi dalam pencernaan intrasel.

e. Aparatus Golgi (Badan Golgi) berupa tumpukan kantung-kantung pipih, berfungsi sebagai tempat sintesis dari sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar), membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan membran sel.

f. PlastidaBerbentuk bulat cakram yang ditemukan pada tumbuhan, terbagi atas tiga macam:- Leukoplas = Amiloplas: plastida yang tidak berwarna, dapat membentuk dan menyimpan butir-butir zat tepung/pati.- Kromoplas adalah plastida berwarna selain hijau, karena adanya pigmen: melanin (hitam), likopin (merah), xantophil (kuning), karoten (jingga), fikosianin (biru), dan fikoeritrin (coklat).- Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau, karena mengandung zat hijau daun (klorofil), terdiri atas: klorofil a (warna hijau biru=C55H72O5N4Mg) dan klorofil b (warna hijau kuning=C55H70O6N4Mg).

Gambar 2.6. Kloroplas (Campbell, et al 2003).

g. Vakuola berbentuk rongga bulat, berisi senyawa kimia tertentu atau sisa produk metabolisme sel, yang mengandung berbagai macam zat sesuai pada jenis selnya. Misalnya dapat berisi garam nitrat pada tanaman tembakau, tanin pada sel-sel kulit kayu, minyak eteris pada kayu putih dan mawar, terpentin pada damar, kinin pada kina, nikotin pada tembakau, likopersin pada tomat, piperin pada lada.

h. Nukleus (Inti sel) dibatasi oleh membran inti, mengandung benang-benang kromatin dan nukleolus (anak inti sel). Membran inti terdiri atas dua lapis dan mempunyai pori. Benang-benang kromatin akan memendek pada waktu proses pembelahan sel membentuk kromosom. Nukleus berfungsi mengatur segala aktivitas yang terjadi dalam sel (Gambar 2.7).

Makromolekul pada makhluk hidup

Makromolekul atau molekul besar memiliki berat molekul berkisar seribu bahkan ratusan ribu. Molekul ini disusun molekul-molekul kecil yang saling bergabung membentuk struktur yang sangat besar, dan sifat-sifatnya berbeda dengan molekul-molekul penyusunnya. Banyak senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme mahluk hidup, berupa makromolekul baik yang berbentuk polimer ataupun molekul besar yang memiliki struktur molekul yang kompleks. Molekul yang terdapat dalam makhluk hidup sering juga disebut dengan Biomolekul.

Biomolekul merupakan senyawa yang tersusun dari atom karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur dan posfor. Unit terkecil dari organisme hidup adalah sel dimana di dalamnya terdapat biomolekul seperti: air, karbohidrat, protein, lipida dan asam nukleat serta deoksiribosa dan ribosa asam nukleat. Dalam bab ini materi tersebut menjadi topik pembahasan kita.

Hubungan sel dan ekstraseluler

Hubungan antara sel dengan matrik ekstraseluler dan sel dengan sel yang lain sebenarnya akan memberikan sinyal yg akan mempengaruhi perilaku dari sel. Misal. sel yang kehilangan kontak dg matrik ekstraseluler atau dengan sel tetangganya maka sel tersebut akan dapat migrasi ke tempat yg lain. Sinyal ekstraselular: diterima oleh reseptor pada membrane, ada protein-protein yg akan meneruskan sinyal ke ekstraselular yg menghasilkan 2nd messenger yg kmd akan mengaktifkan berbagai macam protein yg lain di dalam sitoplasma yg jg dpt menghasilkan perubahan pd ekspresi gen.Prinsipnya: ada reseptor spesifik, ada beberapa protein yg berfungsi sebagai adaptor (tidak berfungsi enzimatik) yg berfungsi untuk memegang komponen yg ada untuk bisa menyatu dan berkumpul untuk menghasilkan reaksi.

Prinsip utamanya: phosphorilasi yg dilakukan oleh enzim kinase dg memberikan gugus phosphat, kmd ada enzim phosphatase yg mengambil gugus phosphate, yg mrpk suatu mekanisme utama untuk mengubah keaktifan protein.Menggunakan GTPase, protein GTP yg monomerik maupun heterotrimerik, kmd menghasilkan second messenger: cAMP, glycerol, inositol triphosphat.Protein target: bisa mengubah keaktifan gen yg akan menghasilkan respon selular.Setiap sel punya reseptor. Punya reakasi transduksi sinyal yg lbh dari satu dan saling mempengaruhi.

Molekul sinyal ekstraseluler bisa diterima oleh reseptor di membrane atau di dalam sel. Bila di membrane akan menghaslkan transduksi sinyal di dalam sel dan bisa menghasilkan ekspresi gen yang berubah atau langsung pada sitoplasma menghasilkan perubahan fungsi dari protein dan itu akan menghasilkan perubahan perilaku dari sel. Bila yg diubah protein scr langsung dlm sitoplasma maka akan terlihat efek yg cepat. Tp bila harus melalui perubahan ekspresi gen hrs menunggu respond lm wahtu yg ckp lama.

Faktor lingkungan jg mempengaruhi ekspresi gen. Bila kita memikirkan sesuatu maka semua sel akan terpengaruh.

Hubungan dg matrik ekstraseluler dengan hemidesmosom.

Hubungan sel dg sel lainnya biasanya dg menggunakan molekul yg sama berikatan dg molekul yg sama dg sel tetangganya. Mereka diperkuat dengan molekul2 plak yg menghubungkan dg sitoskletelon baik yg antar sel maupun dg matrik ekstraseluler semua akan terhubung dg sitoskleleton untuk memperkuat hubungan.Contoh pd adherens junction: molekul transmembrannya adalah caderin klasik, kmd dia akan berikatan dg caderin di sel tetangganya, kmd dihubungkan dg filament aktin oleh berbagai protein pd plak.

Sel perlu sinyal untuk bertahan hidup. Bila tidak ada sinyal growth factor maka apoptosis akan jalanUntuk bisa mengerjakan pekerjaannya, sel perlu sinyal yg lain untuk menghasilkan respon seluler.