SEL (MATERI)

PENGERTIAN SEL 

Sel (cellula) adalah unit structural dan fungsional terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup. 

PENEMU SEL 

Sel ditemukan setelah ditemukannya mikroskop oleh Antonie van Leeurenhock. 

Ilmuan yang pertama kali menemukan sel adalah Robert Hooke (1665) ahli fisika dan matematika asal Inggris).  Robert Hooke mengamati sayatan tumbuhan gabus (Quercus suber) dengan menggunakan mikroskop, ia menemukan struktur dengan bentuk teratur dan diselubungi oleh dinding yang ia namakan sel.

Ilmuan-ilmuan yang menyelidiki sel setelah Robert Hooke.

(1) Robert Brown (1836) asal Skotlandia menemukan benda terapung dalam sel  anggrek yang dinamakan inti sel dan dinyatakan sebagai bagian terpenting dari sel. 

(2) Mathias Schleiden (1838) dan Theodor Schwan  (1839) asal Jerman, keduanya mengemukakan struktur sel yang sama pada setiap sayatan-sayatan tubuh tumbuhan dan hewan.  Sehingga ia menyatakan teori:  Sel sebagai unit structural terkecil dari makhluk hidup. 

(3) Hanstein (1880), ia menyatakan bahwa sel tidak hanya ruang (cytos), tetapi juga kantung yang berisi (cella).

(4) Felix Durjadin (1835) asal Prancis, ia menyatkan bahwa bagian terpenting dari sel adalah cairan sel. 

(5) Johanes Purkinye (1878 – 1969), ia menyatakan bahwa cairan yang dimaksud oleh Felix Durjadin itu adalah sebagai protoplasma. 

(6) Max Schultze (1828 – 1869), ia menyakan bahwa dasar fisik dari suatu kehidupan aalah protoplasma, sehingga lahirnya teori:”Sel sebagai unit fungsional kehidupan”. 

(7) Rudolf Vircow (1858), ia menyatakan bahwa sel berasal dari sel sebelumnya (omne cellula cellulae) yang memperkuat teori biogenesis. 

(8) Walter Flemming (1843 – 1813) dan Edward Strasburger (1875), keduanya mengamati pembelahan sel saat reproduksi.  Ia memunculkan teori:  “sel sebagai unit reproduksi makhluk hidup”. 

PENGELOMPOKAN SEL

1)  Berdasarkan ada tidaknya membrane inti (karyotheca), Hans Ris (1960) membedakan sel menjadi 2 jenis yaitu:

a. Sel prokariotik (sel yang belum memiliki membrane inti)

b. Sel eukariotik (sel yang memiliki membrane inti). 

Perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik 

	Sel prokatiotik	Sel eukariotik
1.	Tidak memiliki membrane inti	Memiliki membrane inti
2.	Materi inti tersebar (letak DNA dalam sitoplasma)	Materi inti dikemas dalam inti (letak DNA dalam nukleoplasma)
3	Metabolisme terjadi secara aerob dan anaerob	Metabolisme hanya terjadi secara aerob
4.	Tidak memiliki organel yang bermembran seperti mitokondria, kloroplast, dan badan golgi, namun memiliki kromatofor dan mesosom yang berfungsi sama dengan mitokondria	Memiliki organel bermembran
5.	Tidak memiliki sitoskeleton	Memiliki sitoskeleton
6.	Terdapat pada bakteri dan ganggang hijau biru	Terdapat pada sebagian besar organisme

Gambar a. Sel Prokariotik dan b. sel Eukaritik 

Sumber gambar:  https://www.kompasiana.com/mutiarabena/59a09ef21772b00fdd4b52f2/sel-prokariotik-vs-sel-eukariotik?page=all&page_images=1

2) Berdasarkan letak dan jumlah kromosomnya pada tubuh, sel dibedakan

a.  sel somatic, merupakan sel yang terdapat pada tubuh, memiliki jumlah kromosom diploid (2n).

b.  sel germinal, merupakan sel yang terdapat pada sel gamet (sel kelamin), dan memiliki jumlah kromosom haploid (n).

3) Berdasarkan kemampuannya dalam melakukan metabolisme, bagian sel dibedakan:

a.  bagian yang hidup (disebut protoplasma),  yaitu bagian yang dapat melakukan metabolisme.

b.  bagian yang mati (disebut metaplasma atau inclusio), yaitu bagian yang tidak dapat melakukan metabolisme, misalnya dinding sel dan vacuola.

UKURAN SEL 

Ukuran sel adalah 0,1 - 100.  Sel terkecil adalah Mycoplasma.  Sedangkan sel terbesar adalah telur. 

BENTUK-BENTUK SEL 

Sel memiliki bentuk bermacam.  Beberapa macam bentuk sel antara lain:

(1) sel berbentuk bulat, misalnya pada  sel eritrosit, dan sel telur 

(2) sel berbentuk pipih, misalnya pada  sel epidermis

(3) sel berbentuk kubus, misalnya pada  sel  epidermis

(4) sel berbentuk polygonal,  misalnya pada sel epitel 

(5) sel berbentuk heksagonal, misalnya pada sel tumbuhan  

(6) sel berbentuk bintang, misalnya pada sel saraf  

(7) sel berbentuk kumparan, misalnya pada sel otot 

STRUKTUR SEL

Sel memiliki bagian bagian yang disebut organel, sebagaimana disajikan pada gambar berikut

PERBEDAAAN SEL TUMBUHAN DENGAN SEL HEWAN

Sel pada tumbuhan dengan sel pada hewan memiliki perbedaan sebagaimana disajikan pada tabel berikut:

Sel tumbuhan	Sel hewan
Memiliki dinding sel	Tidak memiliki dinding sel
Memiliki butir plastida	Tidak memiliki butir plastida
Bentuk sel tetap	Bentuk sel tidak tetap
Jumlah mitokondria sedikit dan aktivitasnya dibantu plastida	Jumlah mitokondria lebih banyak
Jumlah vacuola sedikit dan berukuran besar	Jumlah vacuola banyak dan berukuran kecil
Tidak ada lisosom	Ada lisosom
Timbunan zat makanan berupa amilum atau pati	Timbunan zat makanan berupa  lemak dan glikogen
Sentorom dan sentriolnya tidak tampak jelas	Sentrosom dan sentriolnya nampak jelas

REPRUDOKSI SEL 

Reproduksi  sel terdiri atas dua macam, yaitu secara mitosis dan meiosis. 

Perbedaan reproduksi secara mitosis dan miosis antara lain:

Mitosis	Meiosis
Terjadi pada sel somatic (sel tubuh)	Terjadi pada sel germinal (sel kelamin)
Hanya terjadi satu kali pembelahan	Terjadi 2 kali pembelahan, yaitu meiosis I dan meiosis II
Menghasilkan 2 sel anak yang diploid (2n)	Menghasiklan 4 sel anak yang haploid  (n)
Susunan gennya sama dengan gen asal	Susunan gen merupakan rekombinasi dari kedua parental
Kromosom terbentuk pada awal telofase	Kromosom terbentuk pada akhir telofase
Tahap profase terjadi dalam waktu yang relative singkat	Tahap profase terjadi dalam waktu yang relative lama

CAIRAN SEL (PLASMA SEL)

Cairan sel atau plasma sel merupakan cairan yang terdapat di dalam sel.    Cairan sel disebut protoplasma.  Protoplasma disebut sebagai substansi dasar kehidupan karena seluruh proses kehidupan berlangsung dalam protoplasma.  

Protoplasma dibedakan atas

• Sitoplasma, merupakan cairan yang terdapat dalam sel di luar nukleus 

• Nukleoplasma, merupakan cairan yang terdapat di dalam nukleus

Istilah protoplasma saat ini sudah dianggap kuno dan tidak lagi digunakan dalam membahas sel. 

Sitoplasma.

Sitoplasma merupakan zat yang bersifat koloid (zat yang tidak padat dan tidak cair). 

Berdasarkan ukuran zatnya, sifat cairan dibedakan:

 Larutan, apabila zat terlarut berukuran <0,01 mm)

 Koloid, apabila zat terlarut berukuran 0,01 – 0,1 mm)

 Suspensi, apabila zat terlarut berukuran > 0,1 mm) 

Sitoplasma dibedakan atas:

• Sitoplasma yang berbentuk cair atau sol, disebut sitosol  atau matriks sitoplasma.

• Sitoplasma yang berbentuk padat, disebut organel. 

Sitoplasma menjadi tempat mengapungnya organel-organel sel. 

Komponen-komponen penyusun sitoplasma antara lain:

(1) Cairan seperti gel yang disebut sitosol.  

Sitosol tersusun atas: air, protein, asam amino, vitamin, nukleotida, asam lemak, gula, enzim, mineral, dan ion-ion.  Sitosol bersifat koloid karena adanya protein dan DNA.  Pada kondisi tertentu konsentrasi sitosol dapat berubah dari fase sol (cair) ke fase gel.  Perubahan dari fase sol ke gel tersebut penting untuk:

 Peredaran dan pengangkutan zat dalam sel 

 Pergerakan pindah tempat pada hewan bersel satu seperti amoeba.

Gambar terjadinya perubahan fase sol ke gel atau sebaliknya pada Amoeba 

(2) Substansi-substansi simpanan, seperti:

• Glikogen pada sel hati dan otot 

• Tetes lemak pada sel lemak 

(3) Jaringan yang strukturnya seperti benang (filament) dan serabut yang saling berhubungan (disebut sitoskeleton).

(4) Organel-organel sel, seperti reticulum endoplasma, nucleus, mitokondria, badan Golgi, ribosom, dll. 

(5) Struktur yang tak hidup (inclusion sitoplasma), yang terdiri atas butiran lemak, glikogen, pigmen, dan hormone. 

Kandungan kimia sitoplasma 

 Air (75%)

 Protein (asam amino) dan enzim (25%) (yang menyebabkan sitoplasma kental seperti gelatin yang lengket)

 Lemak, berupa gliserol dan asam lemak 

 Karbohidrat, berupa glukosa, sukrosa, dan pati.

 Glikogen 

 Pigmen 

 Hormone 

 Molekul non protein 

 Beberapa jenis ion dan ATP

 Zat yang berkombinasi dengan senyawa lain, seperti lipoprotein, glikoprotein, hormone, antibody, alkaloid, terpentin, dll. 

Matriks sitoplasma merupakan system koloid yang dinamis, sehingga terus bergerak.  Beberapa sifat koloid pada sitoplasma antara lain:

a. Terjadi gerak Brown, yaitu gerak acak, zig-zat tidak teratur karena molekul dalam koloid yang saling bertubrukan. 

b. Terjadi siklosis, yaitu gerak karena arus melingkar.  Siklosis terjadi saat koloid berada dalam fase sol. 

c. Terjadi efek Tyndal, yaitu molekul-molekulnya memiliki kemampuan memantulkan cahaya.  

d. Terjadi elektroforesis, yaitu molekul-molekulnya memiliki kemampuan menghantarkan arus listrik

e. Terjadi gerak rotasi, yaitu gerak dari plasma yangmelingkat, mengitari vacuola yang besar.  

f. Terjadi gerak sirkulasi, yaitu gerak tidak menentu, seolah mengitari vacuola yang berukuran kecil  

g. Dapat menjadi penyangga (Buffer) yaitu menjaga pH agar tetap stabil.

Fungsi sitoplasma

 Sebagai temapt penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel, seperti enizim-enzim, ion-ion, gula, lemak, dan protein. 

 Sebagai tempat berlangsungnya kegiatan pembongkaran, penyusunan, dan pertukaran zat-zat melalui reaksi-reaksi kimia. 

ORGANEL-ORGANEL SEL 

Organel sel merupakan kompoen-komponen sel dengan bentuk dan fungsi tertentu.

Organel-organel sel meliputi:

 Dinding sel  Aparatus golgi 

 Plastida  Nukleus 

 Sentriol  Kromatin 

 Sentrosom  Mitokondria

 Vacuola  Sitoskeleton 

 Retikulum endoplasma  Mikrobodi 

 Ribosom  Membran sel

 Lisosom 

Berdasarkan ada tidaknya membrane, organel sel dibedakan atas:

 Organel sel yang tidak bermembran, terdapat pada ribosom, sitoskeleton, dan sentriol. 

 Organel sel yang bermembran tunggal, terdapat pada reticulum endoplasma, lisosom, kompleks Golgi, badan mikro, dan vacuola. 

 Organel sel yang bermembran ganda, terdapat pada nucleus, mitokondria, dan kloroplast. 

1. DINDING SEL 

Dinding sel merupakan organel yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan.  

Komponen dinding sel tersusun atas:

• Dinding sel bakteri tersusun atas senyawa peptidoglikan.

• Dinding sel jamur tersusun atas senyawa sellulosa dan kitin.

• Dinding sel alga tersusun atas sellulosa.

• Dinding sel tumbuhan  muda tersusun atas zat pectin, sedangkan dinding sel dewasa tersusun atas bahan sellulosa, hemisellulosa, pectin, lignin (zat kayu), dan suberin.  

 Pektin adalah senyawa asam galakturonat (polisakarida) yang mudah larut dalam air.  Pektin banyak terdapat dalam dinding sel dan bahan intraselluler tumbuhan, terutama buah.  Pektin banyak dipasarkan dalam bentuk padat untuk membuat jelly dan selai.

 Lignin adalah bahan polimer tak berbentuk yang menyusun 20 – 35 % berat kayu  yang berikatan dengan sellulosa dan hemisellulosa yang membina dinding sel untuk membuat sel tumbuhan menjadi kuat, elastis, kedap air, dan tahan serangan bahan kimia yang dihasilkan oleh jamur dan bakteri. 

 Sellulosa merupakan karbohidrat kompleks yang membina dinding sel tumbuhan.  Sellulosa disebut juga polisakarida dari glukosa dalam bentuk serat.  

 Hemisellulosa merupakan karbohidrat yang molekulnya lebih kecil dari sellulosa sehingga lebih mudah larut. 

Adanya zat-zat tersebut yang menyebabkan sel tumbuhan lebih keras dari  pada sel hewan. 

Dinding sel bersifat permeable yaitu dapat dilalui air dan zat-zat terlarut.   

Pembentukan dinding sel 

Dinding sel dibentuk oleh kompleks Golgi pada tumbuhan (disebut juga diktiosom) pada saat tahap telofase. Dinding sel dibentuk dari penebalan-penebalan pada membrane sel yaitu dengan cara aposisi dan intersesupsi.  

• Aposisi merupakan penebalan lapisan yang melekat pada membrane lama. 

• Intersesupsi merupakan penebalah yang terjadi melalui penyisipan dari penebalah lama.  

Noktah pada dinding sel 

Pada dinding sel tumbuan terdapat bagian yang tidak menebal dan berupa (noktah).  Noktah merupakan tempat hubungan plasma atau cairan sel satu dengan lainnya.  Hubungan ini disebut plasmodesma (jamak plasmodesmata) yang menjadi juluran-juluran plasma serta menjadi pintu keluar masuknya zat.  

Fungsi plasmodesmata adalah :

• Sebagai komunikasi antar sel

• Sebagai tempat pertukaran zat antar sel

• Sebagai tempat pertukaran O2 dan CO2 antar sel 

Struktur dinding sel  

Struktur dinding sel  terdiri atas dinding sel primer, dinding sel sekunder, dan lamella tengah.

• Dinding sel primer merupakan lapisan terluar dinding sel tersusun atas 9 – 25% sellulosa.

• Dinding sel sekunder, berada di sebelah dalam dinding sel primer yang tersusun atas 41 – 45% sellulosa.  Dinding sel sekunder lebih banyak mengandung sellulosa dan lignin dibandingkan dinding sel primer.  

• Lamella tengah, terletak di antara dinding sel primer dan dinding sel sekunder yang tersusun atas pectin untuk melekatkan satu sel dengan lainnya.  Pada proses terbentuknya, dinding sel primer  terbentuk terlebih dahulu baru kemudian dinding sel sekunder.  Pada sel  bertetangga, di antara dinding selnya terdapat lamella tengah yang banyak mengandung kalsium.