Dalam biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup dan merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel tunggal, atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan amoeba. Makhluk hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme multiseluler yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013 sel.
Sel terkecil yang dikenal manusia ialah bakteri Mycoplasma dengan diameter 0,0001 sampai 0,001 mm, sedangkan salah satu sel tunggal yang bisa dilihat dengan mata telanjang ialah telur ayam yang belum dibuahi. Akan tetapi, sebagian besar sel berdiameter antara 1 sampai 100 µm (0,001–0,1 mm) sehingga hanya bisa dilihat dengan mikroskop. Penemuan dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke-17. Robert Hooke pertama kali mendeskripsikan dan menamai sel pada tahun 1665 ketika ia mengamati suatu irisan gabus (kulit batang pohon ek) dengan mikroskop yang memiliki perbesaran 30 kali. Namun demikian, teori sel sebagai unit kehidupan baru dirumuskan hampir dua abad setelah itu oleh Matthias Schleiden dan Theodor Schwann. Selanjutnya, sel dikaji dalam cabang biologi yang disebut biologi sel.
1. Pengertian Sel
Sel adalah unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi.
Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional makhluk hidup, yang mengandung pengertian sebagai penyusun makhluk hidup dan melaksanakan semua fungsi kehidupan (faal tubuh). Berdasar jumlah sel penyusunnya makhluk hidup dapat digolongkan menjadi makhluk hidup uniseluler dan multiseluler. Makhluk hidup multiseluler berasal dari satu sel (zigot) yang kemudian mengalami spesialisasi dan diferensiasi. Struktur sel terdiri dari nukleus (inti sel), sitoplasma beserta organelnya, membran sel dan dinding sel. Sel yang mempunyai fungsi khusus biasanya dilengkapi dengan organel khusus yang tidak ditemukan pada sel lain.
Sel bisa diartikan sebagai gumpalan dari protoplasma yang berinti dan berfungsi sebagai komponen atau alat dalam membantu penyelenggaraan segala aktivitas untuk kebutuhan hidupnya. Selama pertumbuhan, sel akan berubah seiring dengan perkembangannya baik dari bentuk untuk menyesuaikan dengan fungsinya. Bentuk sel bisa epidermis, hal ini akan melindungi sel-sel lain dalam menyimpan persediaan makanan.
Sel berasal dari kata cella dimana memiliki arti sekumpulan partikel-partikel yang berukuran kecil dan
membentuk suatu kesatuan terkecil dari makhluk hidup agar dapat melaksanakan suatu kehidupan. Pengertian sel sendiri mencakup dari beberapa hal yang berasal dari empat teori yakni unit struktural terkecil dari makhluk hidup, unit fungsional terkecil dari mahkluk hidup, pertumbuhan terkecil dari suatu makhluk hidup, serta unit hereditas terkecil dari mahkluk hidup.
membentuk suatu kesatuan terkecil dari makhluk hidup agar dapat melaksanakan suatu kehidupan. Pengertian sel sendiri mencakup dari beberapa hal yang berasal dari empat teori yakni unit struktural terkecil dari makhluk hidup, unit fungsional terkecil dari mahkluk hidup, pertumbuhan terkecil dari suatu makhluk hidup, serta unit hereditas terkecil dari mahkluk hidup.
Pengertian Sel Menurut Beberapa Ahli
Sel dilihat pertama oleh Aristoteles (384 – 322 SM). Dia menyatakan bahwa semua makhluk hidup tersusun dari suatu benda hidup atau unit struktural yang mempengaruhi kehidupan suatu organisme. Pada saat ini belum dikenal kata “sel” dari unit structural tersebut.
Robert Hooke (1665 M), Dialah orang yang pertama kali yang menamakan unit structural tersebut sebagai “sel”. Beberapa investigator dari tahun 1665 s/d 1831 yang mempelajari sel, Tak satupun yang dapat menyimpulkan bahwa benda hidup tersebut tersusun dari unit atau sel yang serupa.
Pada tahun 1938 – 1939 M, dua orang ahli biologis yaitu M.J.Schleiden (ahli Botani) dan Theodore Schwann (ahli Zoologi) Mendefinisikan secara jelas tentang sel. Menurut mereka sel adalah unit struktural dan unit fungsional dari organisme hidup.
Sejak tahun 1955, berkembanglah teori sel modern, yaitu:
- Sel adalah unit structural dari makhluk hidup.
- Sel adalah unit fungsionla dari makhluk hidup.
- Sel adalah pembawa sifat dari makhluk
- Sel baru berasal dari sel itu sendiri (pembelahan sel).
- Setiap sel mempunyai aksi dan tugas secara bebas sebagai bagian integral dari organisme lengkap.
Ukuran Sel
- Ukuran dan Bentuk Sel : Ukuran sel biasanya bevariasi antara 10 µm – 100 µm.
- Ukuran sel yang terkecil pada Pleuropneumonia yaitu 0,1 – 0,5 µm.
- Ukuran sel yang terpanjang pada serat Sclerenchymatous pada Boehmenia nevia, yaitu ± 55 cm.
Jumlah Sel
- Protozoa, bakteri, fungi dan alga bersel satu. Mereka disebut sebagai bentuk uniseluler atau aseluler.
- Sebagian besar Kingdom animalia dan Kingdom Plantae dan sebagaian besar Kingdom Fungi terdiri beberapa sel, mereka dikatakan sebagai organisme multiseluler.
Type Sel
Berdasarkan strukturnya, sel terbagi ke dalam dua type, yaitu:
- Sel Prokariotik; yaitu sel dimana mitokondria, kloroplas, dan nucleus tidak terlihat secara jelas. Type sel ini ditemukan pada bakteri dan alga biru hijau yang tergolong dalam kingdom Monera .
- Sel Eukariotik; yaitu sel dimana batas nucleus dan membrane tampak secara jelas. Type sel ini ditemukan pada semua Kingdom Protista , Kingdom Fungi , Kingdom Plantae dan Animalia
2. Sejarah Sel
Penemuan awal
Mikroskop majemuk dengan dua lensa telah ditemukan pada akhir abad ke-16 dan selanjutnya dikembangkan di Belanda, Italia, dan Inggris. Hingga pertengahan abad ke-17 mikroskop sudah memiliki kemampuan perbesaran citra sampai 30 kali. Ilmuwan Inggris Robert Hooke kemudian merancang mikroskop majemuk yang memiliki sumber cahaya sendiri sehingga lebih mudah digunakan. Ia mengamati irisan-irisan tipis gabus melalui mikroskop dan menjabarkan struktur mikroskopik gabus sebagai "berpori-pori seperti sarang lebah tetapi pori-porinya tidak beraturan" dalam makalah yang diterbitkan pada tahun 1665. Hooke menyebut pori-pori itu cells karena mirip dengan sel (bilik kecil) di dalam biara atau penjara. Yang sebenarnya dilihat oleh Hooke adalah dinding sel kosong yang melingkupi sel-sel mati pada gabus yang berasal dari kulit pohon ek. Ia juga mengamati bahwa di dalam tumbuhan hijau terdapat sel yang berisi cairan.
Pada masa yang sama di Belanda, Antony van Leeuwenhoek, seorang pedagang kain, menciptakan mikroskopnya sendiri yang berlensa satu dan menggunakannya untuk mengamati berbagai hal. Ia berhasil melihat sel darah merah, spermatozoid, khamir bersel tunggal, protozoa, dan bahkan bakteri. Pada tahun 1673 ia mulai mengirimkan surat yang memerinci kegiatannya kepada Royal Society, perkumpulan ilmiah Inggris, yang lalu menerbitkannya. Pada salah satu suratnya, Leeuwenhoek menggambarkan sesuatu yang bergerak-gerak di dalam air liur yang diamatinya di bawah mikroskop. Ia menyebutnya diertjen atau dierken (bahasa Belanda: 'hewan kecil', diterjemahkan sebagaianimalcule dalam bahasa Inggris oleh Royal Society), yang diyakini sebagai bakteri oleh ilmuwan modern.
Pada tahun 1675–1679, ilmuwan Italia Marcello Malpighi menjabarkan unit penyusun tumbuhan yang ia sebut utricle ('kantong kecil'). Menurut pengamatannya, setiap rongga tersebut berisi cairan dan dikelilingi oleh dinding yang kokoh. Nehemiah Grew dari Inggris juga menjabarkan sel tumbuhan dalam tulisannya yang diterbitkan pada tahun 1682, dan ia berhasil mengamati banyak struktur hijau kecil di dalam sel-sel daun tumbuhan, yaitu kloroplas.
Teori sel
Dua ratus tahun kemudian, yakni sekitar tahun 1835, seorang ilmuan Prancis yang bernama Felix Dujardin meneliti bahwa sel-sel tersebut tersusun atas substansi berupa cairan. Cairan tersebut dikenal dengan istilah Protoplasma. Istilah Protoplasma kali ini dikemukakan oleh Johannes Purkinje.
Beberapa ilmuwan pada abad ke-18 dan awal abad ke-19 telah berspekulasi atau mengamati bahwa tumbuhan dan hewan tersusun atas sel, namun hal tersebut masih diperdebatkan pada saat itu. Pada tahun 1838, ahli botani Jerman Matthias Jakob Schleiden menyatakan bahwa semua tumbuhan terdiri atas sel dan bahwa semua aspek fungsi tubuh tumbuhan pada dasarnya merupakan manifestasi aktivitas sel. Ia juga menyatakan pentingnya nukleus (yang ditemukan Robert Brown pada tahun 1831) dalam fungsi dan pembentukan sel, namun ia salah mengira bahwa sel terbentuk dari nukleus. Pada tahun 1839, Theodor Schwann, yang setelah berdiskusi dengan Schleiden menyadari bahwa ia pernah mengamati nukleus sel hewan sebagaimana Schleiden mengamatinya pada tumbuhan, menyatakan bahwa semua bagian tubuh hewan juga tersusun atas sel. Menurutnya, prinsip universal pembentukan berbagai bagian tubuh semua organisme adalah pembentukan sel.
Yang kemudian memerinci teori sel sebagaimana yang dikenal dalam bentuk modern ialah Rudolf Virchow, seorang ilmuwan Jerman lainnya. Pada mulanya ia sependapat dengan Schleiden mengenai pembentukan sel. Namun, pengamatan mikroskopis atas berbagai proses patologis membuatnya menyimpulkan hal yang sama dengan yang telah disimpulkan oleh Robert Remak dari pengamatannya terhadap sel darah merah dan embrio, yaitu bahwa sel berasal dari sel lain melalui pembelahan sel. Pada tahun 1855, Virchow menerbitkan makalahnya yang memuat motonya yang terkenal, omnis cellula e cellula (semua sel berasal dari sel).
Perkembangan biologi sel
Antara tahun 1875 dan 1895, terjadi berbagai penemuan mengenai fenomena seluler dasar, seperti mitosis, meiosis, dan fertilisasi, serta berbagai organel penting, seperti mitokondria, kloroplas, dan badan Golgi. Lahirlah bidang yang mempelajari sel, yang saat itu disebut sitologi.
Perkembangan teknik baru, terutama fraksinasi sel dan mikroskopi elektron, memungkinkan sitologi dan biokimia melahirkan bidang baru yang disebut biologi sel. Pada tahun 1960, perhimpunan ilmiah American Society for Cell Biology didirikan di New York, Amerika Serikat, dan tidak lama setelahnya, jurnal ilmiah Journal of Biochemical and Biophysical Cytology berganti nama menjadiJournal of Cell Biology. Pada akhir dekade 1960-an, biologi sel telah menjadi suatu disiplin ilmu yang mapan, dengan perhimpunan dan publikasi ilmiahnya sendiri serta memiliki misi mengungkapkan mekanisme fungsi organel sel.
3. Bagian-Bagian Sel
a. Membran plasma
- Mengatur lalu lintas senyawa-senyawa atau ion-ion yang masuk dan keluar sel atau organel
- Sebagai reseptor (pengenal) molekul-molekul khusus (hormon) metabolit dll dan agensia khas seperti bakteri dan virus
- Tempat berlangsunya berbgai reaksi kimia seperti pada membran motokondria, kloroplas, retikulum endoplasma dan lain-lain,
- Membran plasma juga berfungsi sebagai reseptor perubahan lingkungan sel, seperti perubahan suhu, intensitas cahaya dan lain-lain.
b. Dinding sel
Fungsi dinding sel pada tumbuhan adalah untuk memperkokoh sel sebagaimana sel tulang pada hewan.
c. Sitoplasma dan nukleoplasma
Fungsi nucleolus adalah tempat perakitan ribosom.
d. Organel sel
Organel sel antara lain adalah : retikulum endoplasma mitokondia, badan golgi, kloroplas, nucleus, lisosom, peroksisom, vakuola. Disamping organel yang dibungkus membran ada pula organel yagn tidak dibatasi membran seperti ribosom
1. Retikulum endoplasma
- Tempat biosintesis protein. Protein disintesis pada REG
- Tempat penambahan molekul karbohidrat. Molekul karbohidrat ditambahkan pada rantai protein yang telah disintesis RE sebelum dibawa ke badan golgi, lisosom, membran sel atau ke ruang antar sel. Penambahan ini terjadi di lumen RE.
- Tempat biosinteis fospolipid dan kolesterol. Membran RE berfungsi untuk membentuk semua lipid yang diperlukan untuk membentuk atau memperbaiki membran plasma, termasuk fospolipid dan kolesterol.
- Tempat detoksifikasi, proses ini berlangsung pada REA sel-sel usus, ginjal, kulit, dan terutama di hari. Senyawa-senyawa yang berbahaya dan bersifat racun, diubah menjadi tidak berbahaya.
2. Badan Golgi
Kompleks golgi berfungsi sebagai
- Tempat glikosilasi protein dan lipid, yaitu proses perakitan protein dan lipid berkarbohidrat tinggi.
- Berperan dalam pemulihan membran sel
- Berperan dalam mencekresikan bahan tertentu yang dibutuhkan di luar sel. Bahan yang akan disekresikan terlebih dahulu dikemas dalam vesikuli sekretoris atau granula sekretoris.
- Pada sel tumbuhan kompleks golgi juga berperan dalam perakitan dinding sel.
3. Lisosom dan peroksisom
Organel ini penting untuk melindungi sel dari penimbunan H2O2. pada biji yang sedang tumbuh perosisom berperan dalam perimbakan asam lemak yang tersimpan dalam biji menjadi gula yang diperlukan untuk tubuh.
4. Mitokondria
Mitokondria mempunyai banyak fungsi metabolik, terutama untuk menghasilkan energi pada metabolisme karbohidrat dan lemak (disebut juga respirasi), sintesis ATP dan lain-lain. Jumlah mitokondria dalam sel tidak sama tergantung pada aktivitas sel. Sel-sel yang aktif seperti sel pada jaringan otot mempunyai banyak mitokondria.
5. Kloroplas
Fungsi kloroplas adalah tempat fotosintesis dan sintesis ATP pada sel tumbuhan
Selain kloroplas pada rumbuhan juga terdapat plastida lain yaitu kromoplas yang mengandung pigmen kuning dan leukolas yang tidak mengandung pigmen
6. Sentrosoma
Sentrosoma merupakan argenel yang bentuknya agak bulat dan terletak dekat ini. Pada sentrosoma terdapat dua sentriol yang tersusun tegak lurus satu dengan yang lain. Sentrosoma berperan dalam pembelahan sel.
7. Ribosom
Mmerupakan struktur terkecil yang terdapat dalam sel, dan merupakan tempat berlangsungnya sintesis. Ukuran ribosom pada sel eukariota berbeda dengan sel prokariota. Pada sel yang aktif melakukan sintesis protein, ribosoma dapat mencapai 25% dari bobor kering sel.
8. Vakuola
Vakuola merupakan organel yang berisi cairan, dan dibatasi oleh membran plasma, vakuola umumnya terdapat pada sel tumbuhan. Pada sel tumbuhan yang muda terdapat banyak vakuola-vakuola kecil, tetapi dengan bertambahnya umur sel, maka terbentuk vakuola tengah yang besar. Vakuola berfungsi untuk menyimpan sementara bahan makan terlarut dan sia-sia metabolisme.
6. Transpor Materi Intra dan Antar Sel
Salah satu fungsi membran sel adalah tempat lalu lalangnya materi yang dibutuhkan, yang tidak dibutuhkan atau materi yang dibutuhkan ruang antar sel. Sistem pemasukan dan pengeluaran materi ini disebut sistem transpor. Dilihat dari materi yang memasuki sel, ada dua kelompok yaitu makro molekul dan mikro molekul. Membran plasma merupakan saringan pemilihan materi yang akan memasuki sel. Dwilapis lipid bersifat impermeable bagi molekul-molekul terlarut dalam air dan molekuk bermuatan.
a. Pengangkutan mikromolekul lewat membran sel
Ada tiga mekanisme pengangkuran mikromolekul, yaitu : difusi sederhana, difusi dipermudah, dan pengangkutan aktif. Difusi sederhana dan dipermudah merupakan transport materi dari daerah konsentrasi tinggi, ke daerah konsentrasi rendah. Pengangkutan ini tidak menggunakan ATP, karena searah dengan gradien konsentrasi, sehingga juga transpor pasif. Transpor materi dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi memerlukan ATP, karena berlawanan dengan gradien konsentrasi sehingga disebut juga transport aktif.
1) Difusi sederhana
Molekul-molekul yang dapat melewati membran plasma dengan jalan difusi sederhana sangat terbatas jumlahnya. Mikromolekul yang bersifat hidrofobik dapat melewati membran plasma dengan mudah. Sedangkan makromolekul atau molekul yang terion sulit melewati membran plasma. Kemampuan membran plasma untuk memilih molekul yang akan melewatinya disebabkan adanya porus pada membran tersebut. Porus tersebut ada yang menembus molekul protein integral (transmembran), atau terbentuk secara acak pada dwilapis ipid. Porus pada dwilapis lipid terbentuk karena gerakan molekul lipid tersebut.
2) Difusi dipermudah
Senyawa yang melewati selaput plasma dengan jalan difusi dipermudah, tidak memerlukan ATP. Namun gerakan senyawa dari luar ke dalam atau sebaliknya bisa lebih cepat dari pada difusi sederhana. Hal ini karena ada protein pembawa (carier) yang mampu mempercepat pengangkutan. Molekul protein pembawa setelah mengikat senyawa yang akan dibawa, segera memindahkan senyawa tersebut dari luar ke dalam atau sebaliknya, dengan jalan rotasi berdifusi atau dengan membentuk porus.
3) Transport
Pengankutan senyawa melewati membran plasma dengan melawan gradien, berlangsung sangat rumit. Mekanisme paling sederhana sama dengan difusi dipermudah, namun memerlukan ATP. Salah satu contoh transport aktif adalah pemompaan ion Na+ dan Ka+ di dalam sel dipertahankan selalu lebih tinggi dari pada di luar sel. Sebaliknya konsentrasi ion Na+ di dalam sel dipertahankan selalu lebih rendah dari pada luar sel. Untuk itu ion Na+ dan Ka+ dipompa melawan gradien konsentrasi. Pemompaan dapat berlangsung bila ada ATP.
b. Pengangkutan makromolekul lewat membran sel
Makromolekul bisa berupa protein, polinukleotidak, polisakarida atau mikroorganisme. Bahan-bahan ini tidak dapat lewat membran sel dengan cara difusi ataupun transport aktif, namun sel tetap dapat memasukkan dan mengeluarkan makromolekul-makromolekul tersebut. Pengangkutan makromolekul ini sangat berbeda dengan pengangkutan mikromolekul. Pengangkatan makromolekul membutuhkan visikuli. Ada tiga cara pengangkutan makromolekul yaitu endositosis, eksositosis, pertunasan (budding).
1) Endositosis
Endositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel, dengan cara pelekukan ke dalam (invaginasi) membran sel. Setelah terjadi pelakukan membran sel akan menggenting dan akhirnya terputus sehingga terbentuk vesikuli (endosom) yang berisi makromolekul yang akan diangkut. Endosotosis terbagi dua yaitu pinositosis, bila materi yang diangkut kental (solid).
2) Eksositosis
Ekositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke luar sel ada dua cara eksositosis yaitu melalui pelekukan ke luar (evaginasi) membran plasma sehingga akhirnya membran plasma mengenting dan putus dan bahan yang diangkut berada dalam visikuli. Cara yang kedua vesikuli yang ada dalam sel (atau organel) melbur dengan membran plasma dan bahan yang diangkut dilepaskan setelah membran vesikuli terbuka.
3) Pertunasan
Pertunasan hampir sama dengan eksositosis yang membentuk vesikuli, hanya istilah ini dipakai untuk tingkat organel saja. Contohnya pada pembentukan lisosom.
4. Struktur Sel
Prokariotik
Bakteri merupakan salah satu contoh organisme yang memiliki sel tipe prokariotik. Bagian luar sel bakteri terdiri dari: kapsula, dinding sel, dan membran plasma. Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa lendir yang berfungsi untuk melindungi sel. Bahan kimia pembangun kapsula adalah polisakarida. Dinding sel terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino.
Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino. Berdasarkan struktur dinding selnya bakteri dikelompokkan menjadi bakteri Gram negatif dan Gram positif
Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsinya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konyugasi. Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel. Beberapa bakteri lainnya mengandung villi yang berfungsi untuk melekatkan diri. Sitoplasma merupakan bagian dalam sel bakteri. Sitoplasma berbentuk koloid yang agak padat yang mengandung butiran-butiran protein, glikogen, lemak dan berbagai jenis bahan lainnya. Pada sitoplasma sel bakteri tidak ditemukan organel-organel yang memiliki sistem endomembran seperti badan Golgi, retikulum endoplasma (RE), kloroplas, mitokondria, badan mikro, dan lisosom. Sedangkan ribosom banyak ditemukan pada sitoplasma bakteri.
Eukariotik
Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki sistem endomembran. Sel tipe ini secara struktural memiliki sejumlah organel pada sitoplasmanya. Organel tersebut memiliki fungsi yang sangat khas yang berkaitan satu dengan yang lainnya dan berperan penting untuk menyokong fungsi sel. Organisme yang memiliki tipe sel ini antara lain hewan, tumbuhan, dan jamur baik multiseluler maupun yang uniseluler.
Tipe sel eukariotik pada tumbuhan sedikit berbeda dengan pada hewan. Pada sel hewan, pada bagian luar sel tidak ditemukan adanya dinding sel, sebaliknya pada tumbuhan dan jamur ditemukan adanya dinding sel. Walaupun demikian dinding sel tumbuhan dan sel jamur secara kimiawi berbeda penyusunnya. Pada jamur didominasi oleh chitin sedangkan pada tumbuhan selulosa. Pada tumbuhan ditemukan adanya organel kloroplas sedangkan pada jamur dan hewan tidak ditemukan. Selain perbedaan tersebut pada dasarnya baik sel hewan, tumbuhan, dan jamur memiliki struktur yang serupa.
5. Fungsi Sel
Ditinjau dari fungsinya, sel merupakan unit fungsional dari semua (konsep) organism hidup. Jadi, fungsi kehidupan ini dikerjakan oleh tiap individu sel. Fungsi kehidupan organisme tingkat tinggi (termasuk manusia) dikerjakan oleh tiap sel dari berbagai alat tubuh dan organisasi yang sempurna terjadilah aktivitas terpadu untuk melangsungkan fungsi kehidupan ini. Aktivitas terpadu dikoordinasikan oleh kekuatan yang belum kita ketahui menurut teori vitalitas dinyatakan sebagai a transcendent force not inherent in the chemical composition of protoplasm.
Ditinjau dari perkembangan, maka sel merupakan unit perkembangan, karena tiap jenis jaringan dan alat tubuh didahului oleh pembentukan jenis sel tertentu.
Ditinjau dari keturunan, sel merupakan unit hereditas. Seperti yang dijelaskan dalam hal reproduksi, dalam inti sel terdapat kromosom yang mengandung gen-gen (factor keturunan). Semua sifat turun temurun dari suatu individu (hewan uniselular atau hewan multiselular) terdapat dalam sel itu atau dalam sel reproduksi atau dalam sel kelamin.
6. Pembelahan Sel
Pembelahan sel ini dialami oleh semua makhluk hidup, baik monera, protista, fungi, tumbuhan, dan hewan, serta manusia.
Pembelahan sel dibagi menjadi tiga (3) golongan, yaitu Amitosis, Mitosis dan Meiosis. Berikut ini merupakan penjelasan dari masing-masing golongan:
I. AMITOSIS
Amitosis atau pembelahan biner adalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa melalui tahap-tahap yang kompleks. Dalam pembelahan amitosis, sel membelah begitu saja atau bersifat spontan. Pembelahan ini terjadi pada prokariotik (tidak memiliki membran inti sel), berukuran relatif kecil, dan berbentuk sirkuler seperti bakteri dan ganggang hijau-biru (euglenophyta).
Berikut itu merupakan tahap-tahap pembelahannya:
1. Kromosom bakteri menempel pada membran plasma
2. Bagian DNA yang menempel mengalami replikasi selama sel tumbuh, hingga seluruh replikasi DNA selesai
3. Sel mulai membelah
4. Terbentuk dua sel anakan
II. MITOSIS
Mitosis adalah cara reproduksi sel di mana sel membelah melalui tahap-tahap yang teratur. Mitosis pada akhirnya akan menghasilkan dua (2) sel anakan yang diploid (2n) dan identik. Pembelahan ini terjadi selama masa pertumbuhan sel tubuh (somatik) dan reproduksi aseksual. Pada tumbuhan berbunga, bagian yang paling aktif membelah adalah di ujung akar dan tunas batang, yaitu daerah meristematik. Pada hewan dan manusia, pembelahan ini terjadi pada sel meristem somatik (muda). Sel memiliki siklus yang terdiri dari periode pertumbuhan atau interfase, dan fase pembelahan atau mitotik.
Berikut merupakan tahap-tahap pembelahan mitosis:
1. Fase istirahat (interfase) adalah masa ketika DNA di kopi menjadi 2 salinan
• Fase gap-1, pada masa ini belum terjadi replikasi DNA
• Fase sintesis, pada masa ini terjadi replikasi (dari 1 copy menjadi 2 copy)
• Fase gap-2, pada masa ini replikasi telah selesai
• Profase awal : Pada hewan, sentriol membelah dan bergerak ke kutub berlawanan pada nukleus. Setelah itu terbentuk benang-benang spindel yang terhubung dari kutub satu ke kutub lainnya. Pada tumbuhan, benang spindel tidak terikat pada sentriol.
• Profase akhir : Kromosom terlihat terdiri dari 2 kromatid yang terikat pada sentromer. Nukleolus hilang, membran inti hancur.
• Metafase : Fase ini singkat. Kromosom terikat pada benang spindel di sentromernya. Lalu kromosom bergerak ke bidang ekuator agar informasi DNA rata.
• Anafase : Fase ini juga termasuk singkat. Sentromer (bagian tengah kromosom, tempat pekukan dan pelekatan lengan kromatid) membelah. Kromatid bergerak ke kutub pembelahan. Ini terjadi karena kontraksi benang spindel (memendek, menarik kromatid jadi 2). Pada akhir fase, akan menghasilkan salinan kromosom berpasangan
• Telofase : Kromatid telah disebut kromosom. Membran inti mulai terbentuk dan nukleolus muncul. Kromosom membentuk benang kromatin. Akhirnya, terjadi sitokinesis.
3. Sitokinesis (pembelahan sitoplasma)
Pada hewan :
i. Penguraian benang spindel
ii. Pembentukan cincin mikrofilamen di bekas bidang ekuator
iii. Terjadi kontraksi ke arah dalam (cincin jadi erat) yang membagi sel menjadi 2
iv. Terbentuk 2 sel anakan
Pada tumbuhan:
i. Vesikel mengumpul di ekuator benang spindel (berasal dari badan Golgi)
ii. Terjadi fusi partikel
iii. Terbentuk sekat sel
iv. Terbentuk 2 sel anakan
III. MEIOSIS
Meiosis adalah cara reproduksi yang mengalami 2 kali pembelahan yaitu meiosis I dan II. Antara meiosis I dan II ada tahap antara yang disebut interkinesis. Berikut merupakan tahap-tahap pembelahan meiosis:
1. Meiosis I
• Interfase : persiapan untuk pembelahan, terjadi replikasi DNA
• Profase I : DNA dikemas ke dalam kromosom. Pada akhir profase I, terbentuk kromosom homolog (sepasang kromosom yang terdiri dari 2 kromosom identik) yang berpasangan membentuk tetrad. Terdiri dari 5 tahap, yaitu:
i. Leptoten : kromatin berubah jadi kromosom.
ii. Zigoten : sentrosom membelah menjadi 2. Bergerak menuju kutub yang berlawanan. Kromosom dari ke-2 nya lalu berpasangan (sinapsis).
iii. Pakiten : Tiap kromosom bereplikasi jadi 2 kromatid (sentromer tetap menyatu). Kromosom berpasangan mengandung 4 kromatid yang disebaut tetrad.
iv. Diploten : Kromosom homolog saling menjauhi. Saat menjauh terjadi perlekatan berbentuk ‘X’ pada suatu tempat di kromosom (Kiasma). Kiasma adalah bentuk persilangan dua dari 4 kromosom dengna pasangan kromosom homolognya, juga merupakan tempat terjadinya peristiwa pindah silang.
v. Diakinesis : Terbentuk benang-benang spindel dari pergerakan 2 sentriol ke kutub berlawanan. Nukleolus dan membran nukleus hancur. Tetrad bergerak ke bidang ekuator.
• Metafase I : Tetrad kromosom berada pada bidang ekuator. Benang-benang spindel melekatkan diri pada tiap sentromer kromosom. Ujung lainnya melekat di kutub pembelahan yang berlawanan.
• Anafase I : Tiap kromosom homolog mulai ditarik oleh benang spindel menuju kutub. Fase ini dilakukan agar diploid menjadi haploid.
• Telofase I : Tiap kromosom telah mencapai kutub.
• Sitokinesis I : Tiap kromosom homoloh dipisahkan oleh sekat. Menghasilkan 2 sel, masing-masing dengan 2 kromatid kembar.
Bila pada pembelahan sel, tahap berakhir sampai sitokinesis, sel-sel yang melakukan pembelahan meiosis masih terus mengalami pembelahan, yaitu seperti berikut:
2. Meiosis II
• Profase II : kromatid kembaran masih melekat pada tiap sentromer kromosom.
• Metafase II : Tiap kromosom (2 kromatid) merentang di ekuator. Terbentuk benang-benang spindel.
• Anafase II : Benang spindel mulai menarik kromatid. 2 kromatid menuju ujung yang berbeda. Yang telah terpisah ini disebut kromosom.
• Telofase II : Telah mencapai kutub. Terbentuk 4 inti, masing-masing haploid dan hanya memiliki satu salinan DNA.
• Sitokinesis II : Tiap inti mulai dipisahkan oleh sekat sel, terakhir jadi 4 sel kembar haploid.
0 komentar:
Posting Komentar