BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Hidup
menunjukkan berbagai tingkat organisasi. Atom terorganisir ke dalam
suatu molekul, molekul ke dalam organela, dan organela ke dalam sel, dan
sebagainya. Sama seperti atom yang merupakan unit dasar suatu materi,
sel merupakan unit struktural dan fungsional dasar dari semua makhluk
hidup. Kata sel berasal dari bahasa Latin ‘cella’ yang berarti ruangan
yang kecil, dan pertama kali ditemukan oleh seorang ahli mikroskop yang
meneliti struktur gabus. Semua sel digambarkan dengan membran sel dan
semua sel mempunyai sitoplasma. Sel dari Domain Arkhaea dan Bakteri
(keduanya adalah Prokariota) berbeda dengan organisme yang lainnya.
I.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan sebagai berikut:
- Menjelaskan sejarah sel?
- Menjelaskan membran sel?
- Menjelaskan fungsi membran sel?
- Menjelaskan karakteristik membran sel?
- Menjelaskan dan menyebutkan organisme hidup dan tipe sel?
I.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan karya tulis ini adalah untuk:
1. Mendeskripsikan sejarah sel
2. Mendeskripsikan Membran sel
3. Mendeskripsikan fungsi sel secara umum
4. Mendeskripsikan karakteristik membran sel
5. Mengidentifikasi beberapa tipe dari sel
BAB II
PEMBAHASAN
II.1 SEJARAH SEL
`Penelitian
tentang sel telah berlangsung lebih dari 300 tahun, bersama dengan
berkembangnya mikroskop. Mikroskop optik pertama kali ditemukan pada
abad 17. Pendeknya, para peneliti mulai meneliti jaringan biologi yang
masih hidup maupun yang sudah mati, dengan tujuan untuk lebih mengerti
mengenai ilmu kehidupan. Beberapa penemuan penting yang relevan adalah
sebagai berikut :
1. Penemuan mikroskop yang menyebabkan ilmuwan pertama kali melihat sel biologis.
2. Robert Hooke pada tahun 1665 mengamati gabus di bawah mikroskop dan menguraikan apa yang disebutnya sel gabus.
3. Anton van Leeuwenhoek menamakan organism sel tunggal yang dilihatnya di bawah mikroskop dengan ‘animalcules’
4. Matthias Jakob Schleiden, seorang botanis, pada tahun 1838 mengatakan bahwa semua tumbuhan tersusun atas sel-sel
5. Theodor Schwann, seorang zoologis, pada tahun 1839 mengatakan bahwa semua hewan tersusun atas sel.
6.
Rudolf Virchow, mengusulkan teori bahwa semua sel berasal dari sel yang
sebelumnya sudah ada. Pada tahun 1838, seorang botanis Matthias Jakob
Schleiden dan seorang fisiologis Theodor Schwann menemukan bahwa baik
sel tumbuhan maupun hewan keduanya memiliki nuclei. Berdasarkan
pengamatan mereka, kedua ilmuwan ini membuat hipotesis bahwa semua benda
hidup tersusun atas sel. Pada tahun 1839, Schwann mempublikasikan
'Microscopic Investigations on the Accordance in the Structure and
Growth of Plants and Animals', yang berisi pernyataan pertama dari
penggabungan teori sel mereka. Para peneliti sepanjang tahun mempelajari
sel lebih banyak. Suatu kelompok dari sifat-sifat umum telah berkembang
yang kita sebut Teori Sel. Adanya mikroskop yang lebih modern dan
penelitian pada aktivitas biokimiawi sel telah menguatkan dasar
pemikiran ini.
· Teori Sel
1. Sel merupakan unit dasar dari struktur dan fungsi benda hidup
2. Setiap organisme hidup tersusun dari satu atau lebih sel
3. Organism hidup terkecil adalah sel tunggal, dan sel-sel menyusun unit-unit fungsional pada organism multiseluler.
4. Sel muncul dari sel yang ada sebelumnya untuk memastikan keberlanjutan hidup melalui pembelahan seluler.
5. Sel membawa materi genetik melalui sel-sel anakannya selama pembelahan sel.
6. Semua sel secara mendasar memiliki komposisi kimiawi yang sama.
7. Aliran energi (metabolisme dan biokimia) terjadi di dalam sel
· Dasar Teori
Setiap
sel memiliki keistimewaan, antara lain memiliki membran yang merupakan
batas dari sel dan bagian internalnya yang bervariasi. Membran sel
beperan dalam menetapkan batas-batas dari sel, sebagai tempat terjadinya
fungsi-fungsi khusus, berisi protein transport yang menyediakan dan
mengatur pergerakan substansi-subtansi yang masuk ke dan keluar dari sel
dan bagian-bagiannya, mengandung reseptor yang diperlukan untuk
mendeteksi sinyal-sinyal eksternal dan melakukan suatu mekanisme untuk
komunikasi sel (Becker, dkk., 2000).
II.2 MEMBRAN SEL
Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma.
Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga
merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.
Membran sel adalah batas antara sel dan lingkungannya. Membran sel
ini mengisolir sel, mengatur apa saja yang dapat masuk dan meninggalkan
sel dan memperkenankan adanya interaksi dengan sel yang lain. Fungsi
membran sel adalah sebagai barier semi permeabel, yang menyebabkan
sedikit molekul yang dapat melewatinya ketika memagari mayoritas senyawa
kimia yang dihasilkan di dalam sel. Membran plasma tersusun dari lipid
bilayer, yaitu lapisan fosfolipid dengan protein yang menempel atau
terbenam di antara lapisan tersebut (juga disebut model fluid mosaic.
Fosfolipid pada membran sel memiliki kepala yang polar (hidrofilik) dan
dua ekor non polar (hidrofobik). Fosfolipid-fosfolipid ini tersusun
dalam barisan dengan posisi kedua ekor saling berhadapan, sehingga
daerah non polar membentuk region hidrofobik di antara kepala hidrofilik
yang terletak di sebelah dalam dan luar permukaan membran. Keragaman
protein yang ditemukan di antara membran bertanggung jawab untuk
sebagian besar aktivitas membran.
Tipe lain lipid pada membran adalah kolesterol. Kolesterol
merupakan komponen penting lain dari membran sel yang terbenam di dalam
daerah hidrofobik di dalam regio ekor. Sebagian besar membran sel
bakteri tidak mengandung kolesterol. Kolesterol menyebabkan
fleksibilitas membran sel.
Protein,
terbenam pada lapisan dalam, meskipun lebih banyak daerah hidrofilik
dari protein tersebut ‘keluar’ ke dalam interior sel sama halnya
dengan luar sel. Fungsi protein ini adalah sebagai gerbang yang akan
menyebabkan molekul-molekul tertentu masuk maupun keluar sel dengan
bergerak melewati daerah terbuka dari saluran protein. Protein integral
ini kadang disebut protein gerbang. Permukaan luar dari membran kaya
akan glikolipid, yang mempunyai ekor hidrofobik yang terbenam pada
daerah hidrofobik dari membran dan kepalanya muncul ke luar sel. Mereka
bersama dengan karbohidrat terikat pada protein integral, dan berperan
dalam pengenalan, semacam sistem identifikasi seluler.
Ø Nukleus atau Nukleoid
Masing-masing
sel berisi materi genetic (DNA), yang menyimpan instruksi untuk
struktur dan fungsi sel. DNA dapat ditemukan terletak di dalam membran
yang membatasi nukleus (organism eukariotik – tumbuhan, binatang,
protista dan fungi) atau secara sederhana terkonsentrasi pada suatu
daerah pada sitoplasma yang disebut nukleoid (organism prokariotik –
Eubakteria dan Arkhaebakteria)
Ø Sitoplasma
Sitoplasma
meliputi cairan matriks (disebut sitosol) yang terletak pada membran
plasma di mana segala sesuatu yang lain, seperti membran internal,
partikel, dan struktur yang diselubungi membran, yang disebut organela,
terletak.
Ketika
manfaat dari organisasi seluler cukup jelas, harus dilihat lebih dekat
apakah fungsi sel untuk memahami mengapa sebagian besar sel adalah
sangat kecil, dan mengapa organisme
multiseluler terdiri dari banyak sel mikroskopik, dari pada hanya
beberapa sel yang sangat besar. Masing-masing sel memerlukan lingkungan
internal yang konstan dan terjaga untuk memberikan sejumlah fungsinya.
Sel harus saling tukar menukar materi dengan lingkungan eksternalnya,
dan mengalami sejumlah reaksi kimia, masing-masing dengan kebutuhan
kimiawi yang spesifik, supaya tetap hidup dan dapat melakukan fungsinya.
Hal lain yang diperlukan di dalam sel, pertukaran yang lebih banyak
harus terjadi melaui membran. Jika volume sel menjadi terlalu besar,
tidak terdapat daerah permukaan membran yang cukup untuk mengerjakan
semua kebutuhan sel. Sehingga, keseluruhan pembatasan ukuran sel
tampaknya menjadi rasio daerah permukaan/volume. Selama volume sel
meningkat, sel memiliki permukaan yang secara proporsional lebih kecil
untuk pertukaran nutrient, gas, dan sisa metabolisme dengan
lingkungannya untuk menopang peningkatan volume. Di dalam sitoplasma,
bahan-bahan bergerak dengan cara difusi, suatu proses fisika yang hanya
dapat dilakukan pada jarak yang dekat. Volume yang besar akan menghambat
kecepatan pergerakan bahan-bahan tersebut sehingga mengganggu fungsi
sel. Sel dengan kebutuhan metabolisme yang minimal dapat memiliki volume
yang lebih besar.
Struktur
membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan
Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2
lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat
berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran
tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat
dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana
komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam
berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel
antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan
kolesterol.
Komponen
utama membran sel terdiri atas Phosfolipid, selain itu terdapat senyawa
lipid seperti sfingomyelin, kolesterol, dan glikolipida. Phosfolipid
memiliki dua bagian yaitu bagian yang bersifat hidrofilik dan bagian
yang bersifat hidrofobik. Bagian hidrofobik merupakan bagian yang
terdiri atas asam lemak. Sedangkan bagian hidrofilik terdiri atas
gliserol, phosfat, dan gugus tambahan seperti kolin, serin, dan
lain-lain. Penamaan phosfolipid dan sifat masing-masing akan bergantung
pada jenis gugus tambahan yang dimiliki oleh phosfolipid. Jenis-jenis
phosfolipid penyusun membran sel antara lain adalah : phosfokolin (pc),
phosfoetanolamin (pe), phosfoserin (ps), dan phosfoinositol (pi). Secara
alami di alam phosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur
menyerupai bola) atau membran lipid 2 lapis. Karena strukturnya yang
dinamis maka komponen phosfolipid di membran dapat melakukan pergerakan
dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah
pergerakan secara lateral (Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya
pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop (Tipe pergerakan
trans bilayer).
Protein
ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid /
transmembran. Protein integral memiliki domain membentang di luar sel
dan di sitoplasma. Bersifat amfipatik, mempunyai sekuen helix protein,
hidrofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik.
Banyak diantaranya merupakan glikoprotein, gugus gula pada sebelah luar
sel. Di sintesis di RE, gula dimodifikasi di badan golgi. Kerangka
mmbran adalah kerangka pada dinding sel.
II.3 FUNGSI MEMBRAN SEL
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar
yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti
molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi
hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya
molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu
lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu
dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran
tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan
mekanisme khusus.
Ada beberapa transpor yang ada pada membran sel,yaitu sebagai berikut:
Ø Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi
atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak.
Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2
masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang
arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total
(dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih
dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut
gradien konsentrasinya. Contoh molekul yang berpindah dengan transpor
pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Ø Transpor
aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak
spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi.
Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh
protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore. Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers
dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah
suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan
antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
II.4 KARAKTERISTIK MEMBRAN SEL
Karakterisasi membran diperlukan untuk mengetahui sifat-sifat membran yang dihasilkan. Karakterisasi membran yang berhubungan dengan struktur membran adalah sifat kimia, kristalinitas, statistika pori, dan ketebalan, sedangkan yang berhubungan dengan fungsi membran adalah permeabilitas dan permselektivitas.
Sifat kimia membran dapat digambarkan dari perbedaan polaritas. Bila suatu membran memiliki kepolaran yang hampir sama dengan kepolaran umpan, maka membran akan mempunyai permeabilitas yang tinggi karena membran yang polar akan mudah menarik molekul yang polar dan akan menolak molekul yang nonpolar, demikian sebaliknya.
Derajat kristalinitas suatu membran akan mempengaruhi permeabilitas dan permselektivitas, juga sifat mekanik membran. Jika derajat kristalinitas besar, maka membran
bersifat kurang elastis dan kekuatan tariknya kecil. Kristalinitas
polimer juga akan mempengaruhi pembentukan pori dan ketahanan membran terhadap pengaruh perubahan fisik seperti tekanan dan suhu. (Kesting, 1971).
Permeabilitas membran merupakan ukuran kecepatan suatu spesi menembus membran. Permeabilitas dipengaruhi oleh jumlah pori, ukuran pori, tekanan yang dioperasikan dan ketebalan membran. Permeabilitas sering dinyatakan sebagi fluks (koefisien permeabilitas). Definisi fluks adalah jumlah volume permeat yang melewati satu satuan luas membran dalam waktu tertentu dengan adanya gaya dorong, dalam hal ini adalah tekanan (Mulder, 1996)
II.5 ORGANISME HIDUP DAN TIPE SEL
Setiap
organism tersusun dari satu atau lebih tipe dasar sel: prokariotik atau
eukariotik. Sel prokariotik tidak mempunyai materi genetic yang
terselubung di dalam struktur yang dilingkupi membran (tidak ada
nukleus). DNAnya terkonsentrasi pada suatu daerah sel yang disebut
nukleoid. Sel prokariotik juga tidak mempunyai organela yang dibatasi
membran di dalam sitoplasma selnya. DNA sel eukariotik terletak di dalam
nukleus. Nukleus ini dikelilingi oleh sitoplasma sel, sebagian besar
dari mereka adalah matrik semi cair, sitosol, di mana organela terletak.
Ciri-ciri Sel Prokariotik
. Biasanya relatif kecil dan sederhana
. Mempunyai ciri-ciri eksternal
. Batasnya adalah membran plasma
. Dapat memiliki bungkus yang disebut mesosom
.
Dinding yang kaku yang tersusun dari senyawa yang unik, yang ditemukan
hanya pada dinding Prokariotik yang disebut peptidoglikan (dan tidak ada
pada Archaebacteria)
. Dapat mensekresi sarung pelindung atau kapsul untuk perlindungan
. Dapat memiliki struktur motil yang disebut flagella, tetapi mereka berbeda dari flagella yang terdapat pada EukariotikS, atau proyeksi yang sangat kecil yang disebut fili, yang membantu pengikatan bakteri pada permukaan.
. Interior sel Prokariotik berbeda
.
Molekul DNA tunggal (sirkuler), terkonsentrasi pada suatu daerah di
sitoplasma yang disebut nukleoid. DNA tidak dikelilingi oleh protein.
Bakteri mungkin memiliki lebih dari satu kopi dari molekul DNA
.
Bisa mempunyai plasmid, fragmen DNA independen yang membawa potongan
khusus dari informasi genetic. Plasmid dapat ditransmisikan dari satu
bakteri ke yang lainnya atau dari lingkungan ke bakteri. Plasmid penting
dalam penelitian DNA rekombinan.
. Ribosom, tersusun dari RNA dan protein, densitasnya 70S
. Tidak mempunyai struktur internal yang dikelilingi membran (organela)
Ciri-ciri Sel Eukariotik
. Sel Eukariotik punya suatu sistem struktur internal yang dikelilingi membran, yang
disebut organela
. Nukleus dikelilingi selubung nuclear (eukariotik berarti nukleus yang sebenarnya)
. Mempunyai sitoplasma sitosol di mana organela-organela khusus terletak
. Mempunyai efisiensi yang lebih besar untuk aktivitas sel
. Organela-organela secara fisika memisahkan tipe-tipe yang berbeda dari aktivitas sel
pada ruangan sitoplasma Organela juga menyebabkan, pemisahan aktivitas sel dalam waktu.
BAB III
KESIMPULAN
2.Komponen
utama membran sel terdiri atas Phosfolipid, selain itu terdapat senyawa
lipid seperti sfingomyelin, kolesterol, dan glikolipida.
4.Karakterisasi membran yang berhubungan dengan fungsi membran adalah permeabilitas dan permselektivitas.
5. Setiap organisme tersusun dari satu atau lebih tipe dasar sel: prokariotik atau eukariotik
terimakasih atas postingan yang sungguh-sungguh bermanfaat, saya berharap anda terus berkarya dalam media sosial ini.
BalasHapus