BAGIAN SEL DAN FUNGSINYA

Pendahuluan
Sel merupakan unit terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis.  Artinya semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara autonom atau mandiri asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi. Makhluk hidup atau organisme tersusun dari satu sel tunggal (uniselular), misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan protozoa) atau dari banyak sel (multiselular). Pada organisme multiselular terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel penyusunnya, yang menjadi dasar bagi hirarki hidup.
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-sel prokariota beradaptasi dengan kehidupan uniselular sedangkan sel-sel eukariota beradaptasi untuk hidup saling bekerja sama dalam organisasi yang sangat rapi.

Semua organisme terbuat dari sel. dalam hierarki biologis, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang bisa dianggap sebagai entitas kehidupan. Memang ada organisme yang hanya memiliki sel tunggal contohnya Paramecium, sebuah eukariota yang hidup di air tambak. Lebih besar, organisme yang lebih kompleks, termasuk tumbuhan dan hewan adalah organisme yang multiseluler. Tubuh mereka adalah asosiasi dari berbagai spesialisasi sel. Bahkan, saat sel berada ke dalam tingkat organisasi yang lebih tinggi, seperti jaringan dan organ tubuh, sel tetap menjadi unit dasar struktur dan fungsi organisme. Sel sama pentingnya dengan sistem biologi yang hidup karena atomnya adalah kimia. Banyak jenis sel yang bekerja untuk kita sekarang, contohnya seperti kontraksi dari sel otot menggerakkan mata saat membaca artikel ini.

Pengertian Sel
Sel merupakan unit terkecil yang menyusun setiap organisme serta dapat untuk melaksanakan fungsi hidup sendiri dan berkembang biak dengan cara berreplikasi atau memperbanyak diri. Sel adalah penyusun tubuh organisme. Berdasarkan jumlah sel yang dimiliki oleh setiap makhluk hidup, organisme dibedakan menjadi dua tingkatan, yakni organisme unisel dan organisme multisel.
Pada organisme unisel sendiri, tubuhnya terdiri atas satu sel sehingga seluruh kegiatan hidupnya dilaksanakan oleh sel itu sendiri. Contohnya pada, Amoeba, Paramecium Bakteri, Virus, dan lain-lain. Pada organisme multisel, tubuhnya tersusun atas banyak sel yang mempunyai fungsi masing-masing.

Sejarah Sel
Istilah sel pertama kali digunakan oleh Robert Hooke, kirakira 300 tahun yang lalu, untuk ruang-ruang kecil seperti kotak yang dilihatnya pada waktu ia mengamati sebuah gabus dan bahan tumbuhan lain di bawah mikroskop.
Kemudian, pada tahun 1839, fisiologiwan Purkinye memperkenalkan istilah protoplasma bagi zat hidup dari sel tersebut. Istilah dari protoplasma Purkinye tidak memberi pengertian kimiawi dan fisik yang jelas, tetapi dapat digunakan untuk menyebut semua zat yang terorganisasi dalam sel.
Dalam tahun yang sama, yaitu tahun 1839, seorang botaniwan Matthias Schleiden dan zoologiwan Theodor Schwann dari Jerman, membuktikan bahwa sel hidup berisi cairan sitoplasma untuk segala aktivitas dasar pada makhluk hidup.
Pembuktian tersebut berkembang menjadi teori sel yang menyatakan bahwa semua tubuh hewan dan tumbuhan terdiri atas sel-sel, yakni unit dasar dari kehidupan. Ada beberapa jenis makhluk hidup yang tubuhnya hanya terdiri dari satu sel.

Bagian-Bagian Sel dan Fugsinya
Sel tumbuhan dan sel hewan mempunyai persamaan dan perbedaan struktur sel dan juga fungsinya. Persamaan sel tumbuhan dan sel hewan merupakan kedua sel mempunyai bagian-bagian sel, seperti membran sel, sitoplasma, nukleus, mitokondria, ribosom, retikulum endoplasma (RE), aparatus golgi, lisosom, dan peroksisom.

Membran sel
Membran sel merupakan permukaan luar setiap sel dibatasi oleh selaput halus dan elastis. Membran sel ini sangatlah penting dalam pengaturan isi sel tersebut, karena semua bahan yang keluar atau masuk harus melalui membran ini.
Hal ini berarti, membran sel dapat mencegah masuknya zat-zat tertentu yang dapat merugikan sel dan memudahkan masuknya zat-zat yang lain yang berguna bagi sel. Selain untuk dapat membatasi sel, membran plasma juga dapat membatasi berbagai organel-organel dalam sel, seperti vakuola, mitokondria, dan kloroplas.

Membran plasma bersifat diferensial permeabel, memiliki pori-pori ultramikroskopik yang dilalui zat-zat tertentu. Ukuran dari pori-pori tersebu menentukan besar maksimal molekul yang dapat melalui membran.
Selain besar molekul, faktor lain yang dapat mempengaruhi masuknya suatu zat ke dalam sel yaitu muatan listrik, jumlah jumlah molekul air, dan daya larut partikel di dalam air.
Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid atau lemak yang bersenyawa dengan fosfat. Bagian ekor dengan asam lemak yang memiliki sifat hidrofobik (nonpolar), kedua lapis molekul tersebut saling berorientasi ke dalam.
Sedangkan, pada bagian kepalanya bersifat hidrofilik (polar) mengarah ke lingkungan yang berair. Selain fosfolipid terdapat juga glikolipid atau lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat dan sterol atau lemak alkohol terutama kolesterol.
Sedangkan, komponen protein tersebut terletak pada membran dengan posisi yang berbeda-beda. Beberapa protein terletak pada periferal, sedangkan yang lain tertanam pada integral dalam lapis ganda fosfolipid.
Beberapa protein membran yaitu enzim, sedangkan yang lain merupakan reseptor bagi hormon atau senyawa tertentu lainnya. Komposisi lipid dan protein penyusun membran sangat bervariasi, tergantung pada jenis dan fungsi membran itu sendiri.
Namun, membran memiliki ciri-ciri yang sama, yakni bersifat permeable selektif terhadap molekul-molekul. Sehingga, membran sel dapat mempertahankan bentuk dan juga ukuran selnya tersebut.

Sitoplasma
Sitoplasma merupakan material yang di dalamnya terdapat beberapa organel-organel sel. Sebagian besar bahan sitoplasma yaitu air.
Di dalam sitoplasma  itu sendiri terlarut molekul-molekul kecil seperti garam, gula, asam amino, asam lemak, nukleotida, vitamin, dan juga  gas-gas tertentu, serta ion dan sejumlah besar protein. Bahan cair sitoplasma ini, disebut dengan  sitosol. Sejumlah enzim yang diperlukan untuk metabolisme sel juga terdapat di dalam sitoplasma.
Selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan kimia yang vital, bahan dasar ini juga adalah tempat lintasan metabolisme tertentu, contohnya  glikolisis. Selain itu sitoplasma juga berfungsi sebagai tempat pergerakan organel-organel dalam aliran sitoplasma tersebut.

Nukleus
Nukleus adalah organel terbesar dalam sel, terdapat di semua sel eukariotik, kecuali pada sel-sel pembuluh floem dewasa dan sel darah merah mamalia dewasa. Bentuk inti dari sel ini bulat hingga lonjong dengan garis tengah ± 10 µm (mikro meter) dan panjangnya ± 20 µm.
Pada umumnya tiap sel hanya mempunyai satu inti, tetapi ada juga organisme yang mempunyai inti lebih dari satu. Contohnya, Paramecium yang mempunyai dua inti, yakni mikronukleus dan makronukleus.
Nukleus mempunyai peranan yang sangat penting bagi kehidupan sel, karena berfungsi untuk  mengendalikan seluruh kegiatan sel. Hal ini disebabkan karena inti sel mengandung beberapa informasi genetika dalam bentuk DNA (deoxyribonucleic acid).
DNA dapat mereplikasi atau membuat tiruan diri yang diikuti oleh pembelahan inti. Sehingga, inti duplikasinya mengandung DNA yang sama seperti induknya tersebut. Nukleus terbungkus oleh selaput inti dan juga mengandung kromatin, satu atau dua nukleolus, dan juga nukleoplasma.
Selaput inti ini terdiri atas dua lapis membran. Selaput luar berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma, retikulum endoplasma tertutup oleh beberapa ribosom dan terlibat dalam sintesis protein.
Pada selaput inti terdapat poripori yang memungkinkan pertukaran zat-zat antara nukleus dan juga sitoplasma, misalnya keluarnya RNAd (ribonucleic acid duta), masuknya protein ribosom, nukleotida, dan molekul yang mengatur kegiatan DNA.
Di dalam inti terdapat nukleoplasma atau getah inti yang dapat berbentuk gel. Nukleoplasma mengandung beberapa substansi kimia, seperti ion-ion, protein, enzim, dan nukleotid.
Kromatin tersusun atas berapa untaian DNA yang terikat pada protein dasar. Kromatin berarti materi berwarna, karena sifatnya yang mudah untuk dapat  menyerap warna agar bisa dilihat di bawah mikroskop.
Pada proses pembelahan sel, kromatin dapat menyerap zat pewarna secara intensif sehingga lebih mudah untuk dilihat. Benang kromatin mengerut atau memendek yang dapat  menyerupai benang terpilinyang disebut kromosom.
Nukleolus mempunyai bentuk bulat, terdapat di dalam nukleoplasma yang berfungsi dalam pembuatan RNA. Selain itu, nukleolus mengandung banyak DNA yang dapat bertindak sebagai organisator nukleus dan juga mengandung salinan gen-gen yang memberi kode RNA ribosom.
Nukleolus akan melarut dan tidak dapat tampak lagi dalam profase (tingkat awal dalam proses pembelahan sel) dan juga akan dibuat lagi oleh organisator pada akhir pembelahan sel (telofase).


Mitokondria
Mitokondria adalah benda-benda bulat atau berbentuk batang yang memiliki ukuran berkisar antara 0,2 µm sampai 5 µm. Jumlahnya berkisar dari beberapa buah sampai lebih dari 1000 buah per sel.
Sel-sel yang aktif atau yang memerlukan energi lebih besar mempunyai mitokondria yang lebih banyak, misalnya pada sel hati yang mengandung lebih dari 1000 mitokondria. Setiap mitokondria dibungkus oleh suatu membran ganda atau dua membran.
Membran dalam maupun membran luar terdiri dari suatu lapisan ganda molekul fosfolipid. Membran luar memiliki sifat yaitu licin, sedangkan membran dalam akan melipat berulang-ulang menjadi lipatan-lipatan yang masuk ke dalam ruang mitokondria sehingga membran dalam akan menjadi luas.
Lipatan dalam ini, disebut  dengan krista. Di dalam krista terdapat enzim untuk sistem transmite electron yang sangat penting untuk dapat  mengubah energi potensial dari bahan makanan menjadi energi potensial yang disimpan di dalam ATP. Energi ATP ini dipakai oleh sel untuk dapat melakukan berbagai kegiatan.

Oleh karena itu, mitokondria cenderung berkumpul di daerah sel yang paling aktif, misalnya pada sel saraf dan juga sel otot. Kedua jenis sel tersebut banyak mengandung  mitokondria, karena paling aktif terlibat dalam transmisi impuls listrik, kontraksi, dan juga sekresi.

Ribosom
Ribosom adalah struktur yang paling kecil dengan garis tengah kurang lebih 20 cm, berbentuk bulat, dan tersuspensi dalam sitoplasma. Ribosom juga mengandung RNA dan protein dengan perbandingan yang sama.
Ribosom sendiri berfungsi sebagai tempat pembuatan protein. Ribosom dapat terikat pada membran retikulum endoplasma maupun terdapat bebas dalam matriks sitoplasma.
Pada umumnya, ribosom yang menempel pada RE berfungsi  mensintesis protein untuk dibawa keluar sel melalui RE dan juga golgi kompleks.
Sedangkan, ribosom yang terdapat dalam sitoplasma, mensintesis protein untuk keperluan dalam sel itu sendiri. Dalam sel terdapat beberapa kelompok yang terdiri atas lima atau enam ribosom yang disebut dengan polisom yang merupakan unit fungsional yang efektif dalam sintesis protein.



Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma adalah sistem membran yang sangat luas yang berada di dalam sel. Retikulum endoplasma di bawah mikroskop elektron, tampak layaknya rongga atau tabung pipih yang saling berhubungan dan juga menutupi sebagian besar sitoplasma.
Membran-membran ini memiliki struktur lipid protein yang sama dengan membran lain dalam sel tersebut. Setiap membran pada retikulum endoplasma mempunyai satu permukaan yang menghadap sitosol dan yang lain menghadap bagian dalam rongga tersebut.
Retikulum endoplasma (RE) dapat dibagi menjadi dua macam, yakni retikulum endoplasma kasar (RE granular) yang banyak mengikat ribosom dan juga retikulum endoplasma halus (RE agranular) yang hanya terdiri atas membran saja.


Kedua macam Retikulum endoplasma tersebut, dapat ditemukan di dalam satu sel yang sama. RE agranular memiliki peranan dalam proses sekresi sel dan sintesis lemak, fosfolipid dan steroid. Sedangkan, pada RE granular berfungsi sebagai tempat sintesis protein tersebut.
Di samping itu, retikulum endoplasma juga berfungsi sebagai sistem transpor substrat dan juga hasil-hasil dari sitoplasma ke luar sel dan sitoplasma ke nukleus.

Badan Golgi
Badan golgi terdapat di dalam semua sel, kecuali pada sperma dewasa dan sel darah merah. Badan golgi terdiri atas anyaman saluran yang tak teratur yang tampak seperti susunan membran yang sejajar tanpa adanya granula.
Bagian-bagian tertentu dari saluran ini dapat membesar membentuk suatu kantung atau vesikula yang berisi zat. Badan golgi paling  penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi.
Badan golgi sendiri digunakan sebagai tempat penimbunan sementara protein dan zat-zat lain yang dibuat dalam retikulum endoplasma. Zat –  zat ini dalam badan golgi dibungkus kembali dalam kantung-kantung besar atau vesikula. Kemudian vesikula tersebut bergerak ke permukaan sel (membran plasma), kemudian membran vesikula membuka dan juga mengeluarkan isinya ke luar sel.
Badan golgi adalah  tempat sintesis polisakarida, misalnya pada mukus. Selulosa yang disekresikan oleh sel tumbuhan untuk membentuk suatu dinding sel, disintesis pada badan golgi.





Lisosom
Lisosom merupakan struktur yang agak bulat dan juga dibatasi oleh membran tunggal. Diameternya sekitar kurang lebih 1,5 µm. Lisosom dihasilkan oleh badan golgi yang penuh dengan adanya protein.
Lisosom mengandung berbagai macam enzim yang dapat melakukan hidrolisis makromolekul-makromolekul, seperti polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan juga protein di dalam sel.
Enzim-enzim hidrolitik ini terkurung di dalam lisosom sehingga dapat menghalangi mencerna komponen-komponen dalam sel. Jika enzim-enzim hidrolitik ini dapat merembes keluar dari lisosom, maka isi sel dapat terhidrolisis.
Oleh karena itu, lisosom sendiri dinamakan sebagai kantung pembunuh diri. Apabila bahan di dalam sel harus dapat dicerna, mula-mula bahan tersebut dapat digabungkan dengan lisosom, kemudian dihidrolisis.
Bahan-bahan tersebut merupakan struktur subseluler lain, misalnya pada mitokondria yang telah berhenti berfungsi, partikel-partikel makanan, atau bakteri yang merugikan.
Lisosom juga dapat  berperan penting untuk menghancurkan selsel yang tidak berfungsi lagi. Bila sel luka atau mati, lisosomnya membantu dalam proses menghancurkannya. Contohnya,  ekor kecebong yang secara bertahap dihancurkan oleh lisosom.


Periksisom
Peroksisom besarnya hampir sama dengan lisosom yaitu (0,3 – 15 µm), dan dibatasi oleh membran tunggal. Peroksisom sendiri dihasilkan oleh retikulum endoplasma. Peroksisom juga penuh berisi enzim dan yang paling khas yaitu katalase.
Enzim ini mengkatalis perombakan hidrogen peroksida (H2 O2), yakni produk yang berpotensi dapat  membahayakan metabolisme sel. Peroksisom juga berperan dalam proses perubahan lemak menjadi karbohidrat, dan dalam perubahan purin dalam sel.
Pada hewan, peroksisom terdapat pada sel-sel hati dan juga  ginjal. Sedangkan, pada tumbuhan, terdapat  berbagai tipe dari  sel tersebut. Peroksisom sel-sel tumbuhan sering sekali mengandung bahan-bahan yang terkristalisasi.


Mikrotubulus
Mikrotubulus merupakan silinder protein yang terdapat pada sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Diameter luarnya kira kira 25 nm dan diameter lumennya kurang lebih 15 nm. Protein yang membentuk mikrotubulin disebut dengan tubulin.
Ada dua macam tubulin, yakni α tubulin dan β tubulin. Kedua tubulin ini mempunyai susunan asam amino yang berbeda. Dua molekul (α tubulin dan β tubulin) bergabung membentuk suatau dimer. Dimer merupakan blok bangunan yang membentuk mikrotubulus. Dimer sendiri dapat membentuk dinding silinder dalam bentuk heliks.
Mikrotubulus bersifat kaku sehingga penting untuk dapat mempertahankan atau mengontrol bentuk sel Mikrotubulus berperan dalam pembelahan sel, karena setiap kromosom bergerak ke kutub pembelahan yang terikat pada gelendong mitotik yang dibentuk oleh sebuah mikrotubul.
Selain itu, mikrotubul berguna sebagai temoat saluran bagi arus zat sitoplasma di dalam sel dan merupakan komponen stuktural yang penting dari silia dan juga flagela.


Mikrofilamen
Mikrofilamen merupakan serat tipis panjang yang berdiameter 5 – 6 nm, terdiri atas protein yang disebut dengan aktin. Banyak mikrofilamen membentuk sebuah kumpulan atau jaringan pada berbagai tempat dalam sel, misalnya terbentuknya mikrofilamen yang dapat  memisahkan kedua sel anak yang akan membelah.
Selain itu, mikrofilamen berperan penting dalam gerakan atau aliran sitoplasma. Mikrofilamen yaitu ciri-ciri yang penting dalam sel yang berubah-ubah bentuknya.

Rangkuman Fungsi Bagian Sel

NUKLEUS : PUSAT INFORMASI

Nukleus mengandung sebagian besar gen dalam sel eukariot. Nukleus umumnya merupakan organel yang paling menonjol dalam sel eukariot. Selaput Nukleus menyelubungi nukleus , memisahkan isinya dari sitoplasma. Dalam nukleus , DNA terorganisasi menjadi unit – unit diskret yang disebut kromosom , struktur yang membawa informasi genetik.

RIBOSOM : PABRIK PROTEIN

Ribosom , yang merupakan kompleks yang terbuat dari RNA ribosom dan protein , merupakan komponen sel yang melaksanakan sintesis protein. Ribosom membangun protein di dua lokasi pada sitoplasma.

RETIKULUM ENDOPLASMA : PABRIK BIOSENTESIS

Retikulum Endoplasma merupakan jejaring membran yang sedemikianekstensif sehingga menyusun lebih dari separuh total membran dalam banyak sel eukariot. RE terdiri dari jejaring tubulus dan kantung bermembran yang disebut sisterna.

APARATUS GOLGI : PUSAT PENGIRIMAN DAN PENERIMAAN

Kita dapat menganggap apparatus golgi sebagai pusat pembuatan , penggudangan , pemilahan , dan pengiriman. Di organel ini , produk – produk RE , misalnya protein , dimodifikasi dan disimpan serta kemudian dikirimkan ke berbagai tujuan lain. Tidaklan mengherankan , apparatus golgi sangat ekstensif pada sel – sel yang terspesialisasi untuk sekresi.

LISOSOM : KOMPARTEMEN PENCERNAAN

Lisosom adalah kantong bermembran yang berisi enzim – enzim hidrolitik yang digunakan oleh sel hewan untuk mencerna makromolekul. Enzim lisosom bekerja paling baik dalam kondisi asam yang ditemukan dalam lisosom.

VAKUOLA : KOMPARTEMEN PEMELIHARAAN YANG BERANEKA RAGAM

Vakuola adalah vesikel yang dibatasi membran dengan fungsi yang berbeda – beda pada jenis sel yang berbeda – beda.

SISTEM ENDOMEMBRAN : TINJAUAN ULANG

Ketika membran bergerak dari RE ke Golgi dan kemudian ke tempat lain , komposisi molecular dan fungsi metaboliknya dimodifikasi , bersama dengan kandungannya. Sistem Endomembran merupakan pemain yang kompleks dan dinamik dalam organisasi kompartemental sel.

MITOKONDRIA : PENGUBAHAN (KONVERSI) ENERGI KIMIA.

Mitokondria ditemukan pada hamper semua sel eukariot , termasuk sel tumbuhan , hewan , fungi , dan sebagian besar protista. Mitokondria diselubungi oleh dua membran , yang masing – masing merupakan lapisan – ganda fosfolipid dengan sekumpulan unik protein yang tertanam di dalamnya.

KLOROPLAS : PENANGKAPAN ENERGI CAHAYA

Kloroplas adalah suatu anggota terspesialisasi dari family organel – organel tumbuhan yang berkerabat dekat , yang disebut palstida. Di dalam kloroplas terdapat sistem bermembran lain dalam bentuk kantong – kantong pipih yang saling berhubungan disebut tilakoid. Di beberapa wilayah , tilakoid ditumpuk seperti koin , masing – masing tumpukan disebut grana.

PEROKSISOM : OKSIDASI

Peroksisom adalah kompartemen metabolic terspesialisasi yang dibatasi oleh satu membran tunggal. Peroksisom mengandung enzim – enzim yang mentransfer hydrogen dari berbagai substrat ke oksigen menghasilkan hydrogen peroksida.

Referensi :

Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K. & Walters, P. (2002). "The Universal Features of Cells on Earth". Molecular Biology of the Cell (edisi ke-4). Garland Science, New York.

Cahyana.D. 2003. Biologi. Erlangga, Jakarta.

Campbell, N.A., Reece, J.B. & Mitchell, L.G. (2002). Biologi. Diterjemahkan oleh R. Lestari dkk. (edisi ke-5, jilid 1). Erlangga, Jakarta.

Kratz, R.F. (2009). Molecular & Cell Biology for Dummies. Wiley, Hoboken, NJ.

Pratiwi, P.A.2004. Biologi. Erlangga, Jakarta.

Rachmat. 2007. Ringkasan Pengetahuan Alam. PT Grasindo, Jakarta.

Russel, P.J., Hertz, P.E. & McMillan, B. (2011). Biology The Dynamic Science (edisi ke-2, volume 1). Brooks/Cole, Belmont, CA.

Sloane, E. (2003). Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Diterjemahkan oleh J. Veldman. EGC, Jakarta.

Solomon, E.P., Berg, L.R. & Martin, D.W. (2004). Biology (edisi ke-7). Brooks/Cole, Belmont, CA.

Sutrian, Yayan dan Cipta, Rineke. 2004. Pengantar Anatami Tumbuh-Tumbuhan

(Tentang sel dan jaringan). Jakarta

                                                       

Wheelis, M. (2008). Principles of Modern Microbiology. Jones and Bartlett, Sudbury, MA.