Sel – Pengertian, Sejarah Struktur, Fungsi dan Pembagian Pembagiannya – Biologi sel (juga disebut sitologi, dari bahasa Yunani kytos, “wadah”) adalah ilmu yang mempelajari sel. Pengetahuan akan komposisi dan cara kerja sel merupakan hal mendasar bagi semua bidang ilmu biologi.
Pengetahuan akan persamaan dan perbedaan di antara berbagai jenis sel merupakan hal penting khususnya bagi bidang biologi sel dan biologi molekular. Persamaan dan perbedaan mendasar tersebut menimbulkan tema pemersatu, yang memungkinkan prinsip-prinsip yang dipelajari dari suatu sel diekstrapolasikan dan digeneralisasikan pada jenis sel lain. Penelitian biologi sel berkaitan erat dengan genetika, biokimia, biologi molekular, dan biologi perkembangan.
A. Pengertian Sel
Sel adalah unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Kata sel itu sendiri dikemukakan oleh Robert Hooke (1635 – 1703) yang berarti kotak-kotak kosong, setelah ia mengamati sayatan gabus dengan mikroskop. Selanjutnya disimpulkan bahwa sel terdiri dari kesatuan zat yang dinamakan protoplasma.
Istilah protoplasma pertama kali dipakai oleh Johannes Purkinje. Menurut Johannes Purkinje protoplasma dibagi menjadi dua bagian yaitu sitoplasma dan nukleoplasma. Schwaan dan Schleiden (1838), menyatakan bahwa tumbuhan dan hewan mempunyai persamaan, yaitu tubuhnya tersusun oleh sel-sel. Selanjutnya, teori tersebut dikembangkan menjadi suatu teori sebagai berikut:
- Sel adalah satuan struktural terkecil organisme hidup.
- Sel merupakan satuan fungsional terkecil organisme hidup.
- Sel berasal dari sel dan organisme tersusun oleh sel.
Simak Juga : Soal Struktur dan Fungsi Sel Pilihan Ganda
B. Sejarah Penemuan Sel
Pada awalnya sel digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ilmuwan Inggris Robert Hooke yangtelah meneliti irisan tipisgabusmelaluimikroskop yangdirancangnya sendiri.Kata sel berasal dari kata bahasa Latin cellula yang berarti rongga/ruangan. Pada tahun 1835, sebelum teori sel menjadi lengkap, Jan Evangelista Purkynì melakukan pengamatan terhadap granula padatanaman melalui mikroskop. Teori sel kemudian dikembangkan pada tahun 1839oleh Matthias Jakob Schleiden dan Theodor Schwann yang mengatakan bahwa semua
makhluk hidup atau organisme tersusun dari satu sel tunggal, yang disebut uniselular, atau lebih, yang disebut multiselular. Semua sel berasal dari sel yang telah ada sebelumnya, di dalam sel terjadi fungsi-fungsi vital demi kelangsungan hidup organisme dan terdapat informasi mengenai regulasi fungsi tersebut yang dapat diteruskan pada generasi sel berikutnya.
Struktur sel dan fungsi-fungsinya secara menakjubkan hampir serupa untuk semua organisme, namun jalur evolusi yang ditempuh oleh masing-masing golongan besar organisme (Regnum) juga memiliki kekhususan sendiri-sendiri. Sel-selprokariota beradaptasidengankehidupan uniselular sedangkan sel-sel eukariota beradaptasi untuk hidup saling bekerja sama dalam organisasi yang sangat rapi.
Semua organisme selular terbagi ke dalam dua golongan besar berdasarkan arsitektur basal dari selnya, yaitu organisme prokariota dan organisme eukariota.
Lihat Juga : Soal Sel dan Organel Biologi Pilihan Ganda
C. Struktur Sel Prokariotik dan Eukariotik
Sejak ditemukannya mikroskop elektron para ahli biologi mulai berhasil mengidentifikasi struktur internal dari berbagai macam sel. Berdasarkan hasil pengamatannya, para ahli menggolongkan sel menjadi dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.
Penggolongan ini didasarkan atas ukuran dan struktur internal atau kandungan organel selnya. Sel prokariotik memiliki struktur yang sederhana, misalnya bakteri dan ganggang hijau-biru. Sedangkan, sel eukariotik memiliki struktur yang lebih kompleks, misalnya protista, fungi, tumbuhan, dan hewan.
Struktur Sel Prokariotik
Prokariotik meliputi archaebakteria (bakteri purba) dan eubakteria (bakteri modern/bakteri sejati) yang beranggotakan bakteri dan alga hijau-biru. Ukuran sel prokariotik berkisar antara 0,5 -3 mm. Struktur umum sel prokariotik yang diwakili oleh bakteri berturut-turut mulai dari luar ke dalam adalah dinding sel, membran sel, mesosom, sitoplasma, ribosom dan materi inti (DNA dan RNA).
Dinding sel bakteri berfungsi untuk menahan tekanan osmotik sitoplasma, sehingga sel tidak mudah pecah akibat masuknya air kedalam sel, dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan.
Selaput sitoplasma atau membran sel bakteri berfungsi dalam seleksi dan pengangkutan larutan ke dalam sel; berperan dalam transfer elektron dan fosforilasi oksidatik; pada bakteri aerob berperan dalam pengeluaran enzim hidrolitik; sebagai tempat enzim dan molekul pembawa yang berfungsi dalam biosintesis DNA, polimer dinding sel dan lipid.
Komponen utama membran sel tersusun atas lipid dan protein atau lipoprotein. Membran sel bakteri dan Cyanobakteria membentuk lipatan ke dalam yang dinamakan mesosom. Pada beberapa bakteri, mesosom berperan dalam pembelahan sel. Sedangkan pada Cyanobakteria, mesosom berfungsi sebagai kompleks fotosintetik yang mengadung pigmen fotosintesis.
Di dalam sitoplasma terdapat kurang lebih 20.000 – 30.000 ribosom yang tersusun atas RNA dan protein. Ribosom merupakan tempat sintesis protein. Di dalam sitoplasma juga terdapat molekul protein dan enzim yang digunakan dalam setiap reaksi kimia di dalam sitoplasma.
Bakteri juga menyimpan cadangan makanan di sitoplasma dalam bentuk granula-granula tidak larut air. Materi genetik sel prokariotik membentuk suatu struktur yang dinamakan nukleoid, merupakan kromosom tunggal. Antara materi inti dengan sitoplasma tidak terdapat pembatas atau tidak memiliki membran inti. Sel prokariotik mengandung sejumlah kecil DNA dengan total panjang antara 0,25 mm sampai 3 mm yang mampu mengkode 2000 – 3000 protein.
Struktur Sel Eukariotik
Sel eukariotik biasanya merupakan penyusun struktur makhluk hidup multi seluler. Sel eukariotik tersusun atas membrane sel, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma, ribosom, komplek golgi, lisosom, badanmikro, mitrokondria, mikrotubulus dan mikrofilamen. Organel-organel i dalam sel memiliki peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup sel tersebut. Setiap organel di dalam sel memiliki fungsi yang berbeda.
Perbedaan antara Sel Prokariotik dan Eukariotik
| Struktur | Prokariotik | Eukariotik |
| Membran nukleus | – | + |
| Membran plastida | – | + |
| Nukleus | – | + |
| Nukleolus | – | + |
| Plastida | – | +/- |
| Mitokondria | – | + |
| Badan golgi | – | + |
| Kromosom | + (tunggal) | + (ganda) |
| DNA | + (telanjang) | + (dengan protein) |
| RNA | + | + |
| Histon | – | + |
| Pigmen | + | + |
| Pembelahan | Amitosis | Mitosis/meiosis |
D. Struktur Sel
Sel terdiri dari 3 bagian utama yaitu membran sel, inti sel, dan sitoplasma:
Membran Sel / Membran Plasma
Membran sel adalah selaput yang terletak paling luar dan tersusun dari senyawa kimia lipoprotein(gabungan dari senyawa lemak atau lipid dengan senyawa protein). Membran sel disebut juga membran plasma atau selaput plasma. Fungsi dari membran sel ini adalah sebagai pintu gerbang yang dilalui zat, baik menuju atau meninggalkan sel.
Inti Sel (Nukleus)
Inti sel bertugas mengontrol kegiatan yang terjadi di sitoplasma. Fungsi dari inti sel adalah mengatur semua aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang berisi DNA untuk mengatur sintesis protein. Inti sel terdiri dari bagian-bagian yaitu:
- Selaput inti (karioteka)
- Nukleoplasma (kariolimfa)
- Kromatin / kromosom
- Nukleous (anak inti)
Sitoplasma dan Organel Sel
Sitoplasma adalah bagian yang cair dalam sel. Khusus untuk cairan yang beradal dalam inti sel dinamakan nukleoplasma. Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%). Berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kimia sel. Organel sel adalah benda-benda yang terdapat dalam sitoplasma dan bersifat hidup serta menjalankan fungsi-fungsi kehidupan.
Ribosom (ergastoplasma)
Organel sel terkecil di dalam sel. Fungsi dari ribosom adalah sebagai tempat sintesis protein.
Retikulum endoplasma (RE)
Struktur berbentuk benang-benang yang bermuara di inti sel. Dikenal dua jenis retikulum endoplasma, yaitu: (1) Retikulum endoplasma granuler(retikulum endoplasma kasar). RE kasar tampak kasar karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membrane; (2) Retikulum endoplasma agranuler (retikulum endoplasma halus). RE halus diberi nama demikian karena permukaan sitoplasma tidak mempunyai ribosom.
Mitokondria (the power house)
Fungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak energi ATP. Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs yang berlangsung di dalam mitokondria.
Lisosom
Fungsi dari organel ini adalah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler.
Badan golgi (aparatus golgi/diktiosom)
Berhubungan dengan fungsi menyortir dan mengirim produk sel. Badan golgi berperan penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi. Muka cis berfungsi sebagai penerima vesikula transpor dari RE. Muka trans berfungsi mengirim vesikula transpor. Vesikula transpor adalah bentuk transfer dari protein yang disintesis RE.
Sentrosom (sentriol)
Berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel baik mitosis maupun meiosis.
Plastida
Berperan dalam fotosintesis. Plastida adalah bagian dari sel yang bisa ditemui pada alga dan tumbuhan (kingdom plantae). Dikenal tiga jenis plastida, yaitu: (1) Leukoplas: berwarna putih berfungsi sebagai penyimpanan makanan; (2) Kloroplas: plastida berwarna hijau, berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis; (3)Kromoplas: plastida yang mengandung pigmen.
Vakuola (rongga sel)
berisi: garam-garam organik, glikosida, tanin (zat penyamak), minyak eteris (misalnya jasmine pada melati, roseine pada mawar, zingiberine pada jahe), alkaloid (misalnya kafein, kinin, nikotin, likopersin, dll), enzim, dan butir-butir pati.
Mikrotubulus
Berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai rangka sel. Selain itu, mikrotubulus berguna dalam pembentukan sentriol, agela, dan silia.
Mikro lamen
Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikro lamen berperan dalam pergerakan sel.
Peroksisom (badan mikro)
Senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidae dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).
E. Sel Tumbuhan dan Sel Hewan
Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan memiliki beberapa kekhususan yang tidak ditemukan pada sel hewan. jika kamu perhatikan beberapa jenis hewan, baik invertebrata maupun vertebrata dapat melakukan pergerakan untuk berpindah-pindah dari tempat satu ke tempat lainnnya. Seekor harimau dengan sangat lentur berlari kencang mengejar mangsanya. Hal tersebut karena struktur satuan penyusun jaringan tubuhnya tidak kaku. Tumbuhan sama sekali tidak mampu melakukan pergerakan dan bersifat menetap serta kaku.
Perbedaan ini jelas menggambarkan bahwa komponen penyusun sel pada tumbuhan berbeda dengan penyusun sel pada hewan, tumbuhan mampu menghasilkan atau mensintesis makanan sendiri, sedangkan hewan sama sekali tidak mampu. Hal ini membuktikan bahwa komponen sel tumbuhan berbeda dengan hewan.
Perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan
Ada dua macam sel eukariotik yang mempunyai materi penyusun relatif berbeda, yaitu sel hewan dan sel tumbuhan.
| Komponen | Sel Tumbuhan | Sel Hewan |
| Ukuran | Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan | Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan |
| Bentuk | Tetap | Tidak tetap |
| Dinding sel | Ada | Tidak tetap |
| Plastid | Ada | Tidak tetap |
| Lisosom | Tidak ada | Ada (untuk pencernaan makanan secara pinositosis/fagositosis) |
| Sentrida | Tidak ada | Ada |
| Badan golgi | Duktiosom | Badan golgi |
| Vakuola | Pada sel muda kecil dan banyak, pada sel dewasa tunggal dan besar | Tidak mempunyai vakuola, walaupun terkadang beberapa sel hewan uniseluler memiliki vakuola yang berukuran kecil baik pada sel muda maupun sel dewasa |
| Flagella / sillia | Tidak ada | Ada tetapi tidak semua |
| Klorofil | Ada | Tidak ada |
F. Transpor Molekul melalui Membran
Transpor pasif
Transpor yang tidak memerlukan energi, meliputi :
(a) Difusi
Perpindahan zat (padat, cair, dan gas) dari larutan konsentrasi tinggi (hipertonis) ke larutan dengan konsentrasi rendah (hipotenis), setiap zat akan berdifusi menuruni gradien konsentrasinya, hasil dari difusi adalah konsentrasi yang sama antara larutan tersebut dinamakan isotonis.
(b) Difusi terfasilitasi
Melibatkan difusi dari molekul polar dan ion melewati membran dengan bantuan protein transport, protein transpor merupakan protein khusus yang menyediakan suatu ikatan baik bagi molekul yang sedang bergerak.
(c) Osmosis
difusi air melalui selaput semipermeabel. Tekanan osmosis dapat diukur dengan suatu alat yang disebut osmometer.
Transpor aktir
Transpor yang melalui membran dengan melawan kecendrungan alami yaitu melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan energi ATP. Pada transpor aktir diperlukan energi dari dalam sel untuk melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif primer dan sekunder: transpor aktir primer membutuhkan energi dalam bentuk ATP. Sedangkan transpor aktif sekunder memerlukan transpor yang tergantung pada potensial membran. Kedua jenis transpor tersebut saling berhubungan erat karena transpor aktir primer akan menciptakan potensial membran dan ini memungkinkan terjadinya transpor aktif sekunder.
Endositosis dan Eksositosis
Ekositosis dapat diartikan, keluarnya zat dari dalam sel. Vesikel dari dalam sel berisi senyawa atau sisa metabolisme. Endositosis merupakan proses pemasukan zat dari luar sel ke dalam sel. Endositosis memiliki dua macam bentuk yaitu pinositosis dan fagositosis. Pinositosis merupakan proses pemasukan zat ke dalam ke dalam sel yang berupa cairan. Fagositosis (fago = makan) merupakan pemasukan zat padat atau sel lainnya ke dalam tubuh sel.
Sudah selesai membaca materi ini ? Ayo lihat dulu Daftar Materi Biologi
