Jika diamati dengan mikroskop, ternyata seluruh bagian tubuh makhluk hidup tersusun dari unit-unit kecil yang dikenal dengan istilah "sel". Sel memiliki kemampuan untuk senantiasa membelah dan berkembang sesuai struktur dan fungsinya.
Perlu sobat edu ketahui bahwa semua aktivitas kehidupan pada suatu organisme diatur oleh sel. Maka dari itu sel didefinisikan sebagai unit struktural dan fungsional terkecil dari suatu organisme yang menjadi komponen dasar penyusun organisme. Cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang sel disebut sitologi.
Lantas siapakah orang yang pertama kali menemukan istilah sel?
Sel pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuan Inggris yang bernama Robert Hooke tahun 1665. Penemuan sel ini terjadi ketika Hooke melakukan pengamatan menggunakan mikroskop sederhana pada sel gabus dari dinding sel tumbuhan yang sudah mati. Ternyata ia melihat ruangan kecil kosong yang ia beri nama "sel" berasal dari bahasa latin (cellula : kamar kecil).
Lahirnya istilah sel ini membuat ilmuan-ilmuan lain tertarik untuk mendalami lebih lanjut terkait sel. Seperti, Antonie Van Leeuwenhoek tahun 1674 (menemukan sel hidup dari alga Spyrogyra dan bakteri), Theodore Schwann dan Matthias Jakob Schleiden tahun 1838 (mengamati bahwa tumbuhan dan hewan tersusun dari sel), dan masih banyak lagi ilmuan lainnya.
Secara umum ukuran sel berdiameter antara 1-100 mikrometer. Jika dirincikan diameter beberapa makhluk hidup yaitu sel hewan berkisar 20 mm, sel tumbuhan berkisar 40 mm, sel Amoeba berkisar 90-800 mm, dan sel alga berkisar 50.000 mm. Oleh sebab itu pengamatan sel tidak bisa dilakukan dengan mata telanjang.
Ditinjau dari struktural ada dua tipe sel pada makhluk hidup yaitu sel prokatiotik (sel yang belum memiliki nukleus dan membran inti) dan sel eukariotik (sel yang sudah memiliki nukleus dan dibungkus oleh membran inti.
Struktur Sel dan Fungsinya
Karena sel menjadi fundamental dalam struktur tubuh makhluk hidup, maka dalam setiap sel ini mengandung bagian-bagian atau organel-organel yang berbeda bentuk, ukuran, struktur, ataupun fungsinya. Berikut ini komponen organel sel:
Membran Sel (Membran Plasma)
Membran sel adalah lapisan tipis yang menjadi pembatas antara isi sel dengan lingkungan sekitarnya. Membran sel ini bersifat (selektif permeabel atau semipermeabel) yang tersusun dari bahan lipid, protein, dan karbohidrat.
Pada tahun J. Singer dan G. Nicolson mengemukakan model struktur membran sel yang disebut "model mosaik fluida". Model ini menyatakan bahwa membran plasma bersifat dinamis karena molekul lipid dan protein pembentuknya bergerak seperti zat cair. Membran plasma ini dibentuk dari dua lapisan fosfolipid yang didalamnya tersebar banyak jenis protein.
Ditinjau dari letaknya, ada dua jenis protein membran yaitu:
- Protein integral, berada antara bilayer fosfolipid dengan sisi luar bersifat hidrofilik dan sisi dalam bersifat hidrofobik.
- Protein periferal, berada secara longgar pada permukaan membran atau pada protein integral.
Adapun beberapa fungsi dari membran sel antara lain: untuk mengontrol keluar dan masuknya zat pada sel, sebagai pelindung isi sel agar tidak keluar, serta sebagai reseptor (penerima rangsangan) dari luar sel.
Nukleus (Inti Sel)
Organel paling penting pada sebuah sel yaitu nukleus yang diselubungi oleh membran inti. Sekeliling membran inti ini terdapat pori-pori yang mengatur keluar atau masuknya makromolekul dari nukleus.
Bagian dalam nukleus terdiri dari nukleoplasma (plasma inti), anak inti (nukleolus), dan benang-benang materi genetik (kromatin). Adapun fungsi nukleus diantaranya menyimpan informasi genetik berupa DNA, untuk mengontrol sintesis protein dan tempat replikasi DNA, serta sebagai pengendali proses metabolisme sel.
Sitoplasma
Sitoplasma yaitu cairan sel yang berada di dalam sel, di luar inti sel, dan organel sel. Cairan sitoplasma ini berbentuk cairan koloid homogen yang bisa berubah dari fase sol (konsentrasi air tinggi) ke fase gel (konsentrasi air rendah) ataupun sebaliknya.
Adapun beberapa fungsi sitoplasma sebagai berikut, memungkinkan terjadinya pergerakan organel sel oleh aliran sitoplasma, terjadinya reaksi metabolisme sel, serta tempat diamnya organel sel dan sitoskeleton.
Ribosom
Buliran-buliran kecil berdiameter ±20-22 nm dikenal dengan organel ribosom. Jumlah sel ribosom akan tinggi pada suatu organ yang mempunyai laju sintesis protein yang tinggi pula. Contohnya sel pada organ hati.
Suatu proses pembentukan protein dalam sel dikenal dengan istilah "sintesis protein". Proses ini penting dalam pembentukan sifat struktural, fungsional, serta reproduksi. Manfaat lainnya bagi tubuh yaitu sebagai penghasil enzim, hormon, antibodi, pembentukan dan perbaikan sel-sel yang rusak, serta sumber energi.
Diketahui bahwa terdapat dua jenis ribosom yaitu:
- Ribosom bebas (tersuspensi pada sitosol fungsinya untuk menyintesis protein yang akan digunakan dalam sitosol).
- Ribosom terikat (menempel pada organel RE fungsi untuk menyintesis protein yang akan diedarkan ke dalam membran RE).
Retikulum Endoplasma (RE)
Retikulum endoplasma adalah suatu membran yang bentuknya seperti labirin yang berkaitan dengan selubung inti sel. RE ini terbentuk atas jaring-jaring tubula dan gelembung membran sisterna (Latin, cisterna = kotak).
Sama hal nya seperti ribosom, organel RE juga dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:
- RE halus, dikenal dengan RE yang tidak bergranula karena tidak ditempeli dengan ribosom. Fungsinya untuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, serta penetralisir racun. Banyak ditemukan pada sel hati, testis, otot, dan ovarium.
- RE kasar, dikenal dengan RE yang bergranula karena permukaanya ditempeli dengan ribosom. Fungsinya untuk membentuk fosfolipid membrannya serta sintesis protein sekretori seperti pada sel pankreas.
Badan Golgi (Aparatus Golgi)
Tumpukan kantong berbentuk membran pipih sisterna dan vesikula-vesikula dikenal dengan badan golgi. Orang yang pertama kali menemukan organel ini adalah Cammilio Golgi (1898) pada sel kelenjar. Pada tumbuhan badan golgi ini disebut "diktiosom".
Terdapat sekitar 10-20 badan pada sel hewan, sedangkan pada sel tumbuhan tersebar ratusan badan golgi. Adapun beberapa fungsinya sebagai berikut: membentuk vesikula yang berisi enzim untuk proses sekresi, membentuk makromolekul (seperti polisakarida), berperan dalam pembentukan akrosom pada spermatozoa, membentuk dinding sel pada sel tumbuhan, dan lain sebagainya.
Secara garis besar badan golgi berperan aktif sebagai pusat produksi, penampungan, penyortiran, dan pendistribusian produk sel. Dimana pada proses nya materi pada vesikula transpor yang dikirim RE akan diterima oleh badan golgi untuk dimodifikasi, disimpan, hingga dialokasikan ke permukaan sel untuk tujuan yang berbeda sesuai fungsinya.
Lisosom
Lisosom adalah organel kecil yang bentuknya seperti kantong / vesikel dan diselubungi oleh membran tunggal. Organel ini dibuat pada RE kasar, kemudian dikirim dan diolah lebih lanjut oleh badan golgi. Lisosom berisi enzim hidrolitik yang mampu mencerna makromolekul. Seperti enzim lipase yang menghidrolisis lipid.
Perlu diketahui bahwa organel lisosom hanya terdapat pada sel hewan. Adapun fungsi dari lisosom yaitu berperan dalam proses intrasel, proses fagositosis (menelan atau mencerna partikel kecil), proses autofag (menelan atau organel yang rusak), serta proses autolisis (perusakan sel).
Sentrosom dan Sentriol
Sentrosom adalah suatu organel tempat berkembangnya mikrotubula berdekatan dengan nukleus. Sentrosom mengandung satu pasang sentriol, tetapi sentrosom pada sel tumbuhan tidak mengandung sentriol. Otomatis sentriol hanya ditemukan pada sel hewan.
Sentriol memiliki kemampuan untuk bereplikasi dan membentuk benang-benang spindel yang nantinya mengikat dan menarik kromatid ke arah kutub yang berlawanan pada proses pembelahan sel yaitu tahap anafase secara mitosis ataupun meiosis.
Mitokondria
Mitokondria adalah suatu organel yang bentuknya silinder yang diselubungi oleh dua membran (membran luar dan membran dalam). Sebutan untuk membran dalam mitokondria yaitu "krista". Bagian krista ini berguna untuk meningkatan produktivitas respirasi sel.
Di samping itu, membran dalam mitokondria membentuk pula dua ruangan internal diantaranya ruangan sempit intermembran dan ruangan matriks yang terdapat enzim respirasi sel, DNA, RNA, dan ribosom.
Pada sebuah sel diketahui mengandung satu bahkan ribuan mitokondria yang disesuaikan dengan kadar aktivitas sel. Oleh karenanya, peranan dari mitokondria secara umum adalah untuk mengadakan respirasi sel atau metabolisme energi dalam sel sehingga menghasilkan energi/ATP.
Peroksisom
Organel yang bentuknya seperti kantong agak bulat, mengandung butiran kristal, dan diselubungi membran tunggal dinamakan peroksisom. Organel ini terbentuk dan berkembang melalui penggabungan protein dan lipid dalam sitosol, lalu saat mencapai ukuran tertentu akan memperbanyak diri.
Pada sel hewan peroksisom banyak ditemukan di bagian sel hati dan ginjal. Sedangkan, pada tumbuhan dapat ditemukan pada sel daun dekat kloroplas dan mitokondria.
Adapun beberapa peran peroksisom yaitu untuk menghasilkan enzim oksidase dan katalase, memecah asam lemak menjadi molekul kecil untuk respirasi sel, serta pada sel hati untuk menetralisir racun dari zat-zat yang berbahaya.
Vakuola
Sebuah organel yang bentuknya seperti kantong besar berisi cairan dinamakan vakuola. Pembentukan vakuola terjadi akibat pelipatan ke arah dalam pada membran sel. Vakuola yang ada pada organisme bersel satu, contohnya Amoeba bisa dibedakan menjadi dua jenis sebagai berikut:
- Vakuola makanan, fungsinya untuk mencerna dan mengedarkan hasil pencernaan ke seluruh bagian sel.
- Vakuola kontraktil, fungsinya untuk osmoregulator (pengatur tekanan osmosis sel).
Berbeda dengan sel tumbuhan, vakuola yang hadir pada sel tumbuhan dibatasi oleh membran "tonoplas". Seringkali pada sel tumbuhan vakuola akan berukuran besar seiring bertambahnya umur sel tumbuhan tersebut.
Adapun beberapa manfaat dari vakuola pada sel tumbuhan yaitu sebagai tempat penyimpan pigmen organ tumbuhan (daun, buah, bunga), untuk menyimpan gas, senyawa-senyawa dan ion organik, sebagai tempat penyimpan aroma tidak sedap dan senyawa beracun, dan lain sebagainya.
Plastida
Organel penyimpan materi yang diselubungi oleh membran ganda pada sel tumbuhan adalah plastida. Intermembran dijadikan sebagai pemisah antara membran dalam dan membran luar pada plastida. Terdapat tiga macam jenis plastida yaitu sebagai berikut:
- Leukoplas, jenis plastida yang berpigmen putih atau tidak berwarna. Biasanya terdapat pada sel-sel akar, umbi, dan biji. Variasi jenis materi yang disimpan bisa dalam bentuk penyimpan amilum, penyimpan minyak, dan penyimpan protein.
- Kromoplas, jenis plastida yang memiliki pigmen selain klorofil (hijau), seperti fikosantin (cokelat), fikosianin (biru), fikoeritrin (merah), karoten (kuning). Seringkali ditemukan pada sel bunga dan buah-buahan yang matang.
- Kloroplas, jenis plastida yang memiliki pigmen hijau (klorofil). Biasanya kloroplas ada pada sel-sel yang bisa berfotosintesis, contohnya sel daun. Beberapa bagian dalam kloroplas yaitu terdapat tilakoid (kantong-kantong pipih), granum (tumpukan tilakoid), lamela (tubula tipis penghubung granum), dan stroma (cairan diluar tilakoid).
Dinding Sel
Khusus pada sel tumbuhan dapat ditemukan sebuah dinding bersifat kaku yang dinamakan dinding sel. Beberapa fungsi dari dinding sel yaitu untuk menjaga bentuk sel, sebagai pelindung sel, serta menjaga penyerapan air yang berlebihan.
Pembentukan sel dinding ini diawali dengan terbentuknya dinding sel primer saat sel tumbuhan muda. Lalu antarsel dari beberapa dinding sel tersebut menyatu membentuk lamela tengah berbahan pektin. Hingga pada akhirnya setelah selesai tumbuhan dewasa akan terbentuk dinding sel sekunder yang berbahan selulosa.
Adapun bagian dari dinding sel yang tidak menebal dinamakan dengan plasmodesmata yang mempunyai kemampuan memungkinkan terjadinya pergerakan antarplasma sel dengan membentuk seperti juluran-juluran.
Sitoskeleton
Kerangka sel yang bentuknya seperti jalinan serabut, menyebar ke seluruh bagian sitoplasma, serta bersifat kuat dan lentur dinamakan dengan sitoskeleton. Fungsi dari sitoskeleton yaitu untuk menopang dan menjaga bentuk sel serta dijadikan sebagai tempat diamnya beberapa organel sel.
Sitoskeleton bisa dirombak dari suatu sel, lalu bisa dirangkit kembali di bagian sel lainnya, sehingga memudahkan perubahan bentuk sel. Ditinjau dari ukurannya terdapat tiga jenis sitoskeleton yaitu mikrotubula, mikrofilamen (filamen aktin), dan filamen intermediet (filamen antara).
Berikut ini gambaran lebih jelas terkait struktur dari beberapa organel yang ada pada sel hewan dan sel tumbuhan.
Berikut ini beberapa soal yang berkaitan dengan struktur dan fungsi sel
Soal Nomor 1
Pada proses pemutusan ekor cicak (autotomi), organel yang paling berperan adalah...
A. Ribosom
B. Retikulum endoplasma
C. Lisosom
D. Badan golgi
E. Sitoskeleton
Pembahasannya:
Peristiwa autotomi terjadi karena adanya proses autolisis pada komponen sel. Autolisis ialah proses penghancuran atau katabolik yang melibatkan degradasi komponen sel itu sendiri. Organel sel yang berperan pada proses autolisis ialah lisosom.
Soal Nomor 2
Berikut ini organel sel yang hanya ditemukan pada sel hewan yaitu...
A. Lisosom dan vakuola
B. Sentriol dan lisosom
C. Vakuola dan badan golgi
D. Badan golgi dan sentriol
E. Plastida dan sentriol
Pembahasannya:
Terdapat dua organel yang hanya ditemukan pada sel hewan yaitu sentriol (berperan pada pembelahan sel) dan lisosom (berperan pada pencernaan zat sisa makanan dan zat asing). Sedangkan, organel sel yang hanya ditemukan pada sel tumbuhan yaitu plastida dan kloroplas yang berperan dalam proses fotosintesis.
Soal Nomor 3
Tentukan tingkatan organisasi kehidupan yang dimulai dari tingkat terkecil hingga terbesar yaitu...
A. Sel - jaringan - sistem organ - organ - organisme
B. Sel - jaringan - organisme - sistem organ - organ
C. Organ - organisme - sistem organ - jaringan- sel
D. Organ - sistem organ - organisme - jaringan sel
E. Sel - jaringan - organ - sistem organ - organisme
Pembahasannya:
Adapun urutan tingkatan organisasi kehidupan diawali dari:
Sel - Jaringan - Organ - Sistem organ - Organisme
Soal Nomor 4
Pernyataan berikut ini yang tidak benar tentang peroksisom adalah...
A. Sel tumbuhan tidak memiliki peroksisom
B. Peroksisom banyak terdapat pada sel hati dan ginjal
C. Enzim katalase mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen
D. Peroksisom menghasilkan enzim katalase dan oksidatif
E. Peroksisom dapat memperbanyak jumlahnya melalui pembelahan
Pembahasannya:
Organel peroksisom diketahui bisa temukan pada sel hewan ataupun sel tumbuhan. Pada sel hewan banyak ditemukan dalam sel hati dan ginjal sedangkan pada sel tumbuhan bagian ditemukan dekat kloroplas dan mitokondria pada sel daun.
Soal Nomor 5
Pernyataan yang merupakan perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan yang paling benar yaitu...
A. Sel tumbuhan memiliki vakuola yang kecil, sedangkan sel hewan memiliki vakuola yang besar
B. Sel tumbuhan tidak berdinding sel, sedangkan sel hewan berdinding sel
C. Sel tumbuhan tidak memiliki sentriol di dalam sentrosom, sedangkan sel hewan memiliki sentriol di dalam sentrosom
D. Sel tumbuhan tidak memiliki plastida, sedangkan sel hewan memiliki plastida
E. Sel tumbuhan memiliki membran plasma, sedangkan sel hewan tidak memiliki membran plasma
Pembahasannya:
Sel hewan memiliki vakuola yang kecil, memiliki sentriol di dalam sentrosomnya, serta tidak memiliki dinding sel dan plastida. Sedangkan, sel tumbuhan memiliki vakuola yang besar, tidak memiliki sentriol dalam sentrosomnya, serta memiliki dinding sel dan plastida.