MATA KULIAH :
FISIOLOGI
ANATOMI FISIOLOGI
SEL
NAMA : ABDUL SALAM
e-mail : ns.zsalam@yahoo.co.id
(facebook)
e-mail : zsalam.s.kep.ns@gmail.com
(google)
PROGRAM STUDI S1 KEPERAWATAN
SEKOLAH
TINGGI ILMU KESEHATAN GRAHA EDUKASI
MAKASSAR
2012
KATA PENGANTAR
Penyusun ucapkan
Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas Rahmat dan Karunia-Nya sehingga Makalah ini dapat terwujud. Paparan materi yang saya
sajikan dalam Makalah ini mengacu pada Anatomi Fisiologi Sel
Makalah ini saya
buat dengan sebaik- baiknya agar dapat dimengerti oleh seluruh pembacanya.
Namun saya sadar bahwa Makalah ini masih banyak kekurangannya, sehingga saran
pembaca sangat saya harapkan untuk pembuatan Makalah selanjutnya.
Kami mengucapkan banyak terima kasih
kepada pihak yang telah membantu sehinnga makalah ini dapat terselesaikan pada
waktu yang telah ditentukan
Harapan penyusun kiranya Makalah ini
bermanfaat serta dapat meningkatkan mutu dan daya saing pendidikan kesehatan.
Makassar,11Februari 2012
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar belakang
B. Tujuan
BAB II PEMBAHASAN
A.
Anatomi
sel
B.
Fisiologi
sel
1.1 Bahan dasar sel
1.2 Jumlah sel
1.3 Bentuk sel
1.4 Fungsi sel
1.5 System transportasi membrane sel
1.6 Metabolisme sel
1.7 Reproduksi sel
1.8 Cairan tubuh, elektrolit,dan mineral
1.9 Sel prokariotik dan sel eukariotik
1.10
Hubungan
intersel
BAB III PENUTUP
A.
Kesimpulan
B.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
BAB 1
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Mikroskop majemuk dengan dua lensa telah ditemukan pada akhir abad ke-16 dan selanjutnya dikembangkan di Belanda, Italia, dan Inggris hingga pada 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, spermatozoa, khamir bersel tunggal, protozoa, dan bahkan bakteri. Pada tahun 1673 ia mulai mengirimkan surat yang merincikan
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 sebagai animalcule 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
Pada tahun 1835, sebelum teori sel menjadi lengkap, Jan Evangelista Purkyně melakukan pengamatan
terhadap granula pada tanaman melalui
mikroskop. Teori sel kemudian dikembangkan pada tahun 1839 oleh 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.
B. Tujuan
Ø Untuk mengetahui anatomi
sel
Ø Untuk mengetahui
fisiologi sel
Ø Untuk mengetahui
transport membrane pada sel
Ø Untuk mengetahui
metabolisme pada sel
Ø Untuk mengetahui
reproduksi sel
Ø Untuk mengetahui
perbedaan CIS dan CES
Ø Untuk mengetahui
macam-macam sel
Ø Untuk mengetahui
hubungan intersel
BAB II
PEMBAHASAN
A. Anatomi Sel
|
NUCLEUS
|
|
MITOKONDRIA
|
|
BADAN GOLGI
|
|
KLOROPLAS
|
|
RIBOSOM
|
|
LISOSOM
|
|
RETIKULUM
ENDOPLASMA
|
|
VAKUOLA
|
|
SENTRIOL
|
|
SEL
|
|
STRUKTUR SEL DAN FUNGSINYA
fFUNGSINY
|
|
MACAM MACAM SEL
|
|
MEMBRAN
PLASMA
|
|
SITOPLASMA
|
|
DINDING SEL
|
|
ORGANEL
|
|
SEL EUKARIOTIK
|
|
SEL PROKARIOTIK
|
B. Fisiologi Sel
1.1
Bahan dasar sel
a.
Air
Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi
70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedang yang lain terdapat
dalam bentuk suspensi atau membranous.
b.
Elektrolit
Elektrolit terpenting
dari sel adalah kalium, magnesium, fosfat, bikarbonat, natrium, klorida, dan
kalsium. Elektrolit menyediakan bahan inorganic untuk reaksi selluler dan
terlibat dalam mekanisme control sel.
c.
Protein
Memegang peranan penting pada hamper semua
proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai berikut :
·
Proses
enzimatik
·
Proses
transport dan penyimpanan
·
Proses
pergerakan
·
Fungsi
mekanik
·
Proses
imunologis
·
Pencetus
dan penghantar impuls pada sel saraf
·
Mengatur
proses pertumbuhan dan regenerasi
d.
Lemak
Asam lemak yang merupakan komponen membrane
sel adalah rantai hidrokarbon yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan
dalam sel adalah triasgliserol, merupakan molekul yang sangat hidrofobik.
Karena molekul triasgliserol ini tidak larut dalam air/larutan garam maka akan
membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adipose) yang merupakan sumber
energy. Molekul lemak yang menyusun membrane sel mempunyai gugus hidroksil
(fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air sedangkan gugus
yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga disebut amfifatik.
e.
Karbohidrat
Suatu karbohidrat
tersusun atas atom C,H,dan O. Karbohidrat
yang mempunyai 5 atom C disebut pentose, 6 atom C disebut hexosa adalah
karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel. Karbohidrat yang tersusun
atas banyak unit disebut polisakarida. Polisakarida berperan sebagai sumber
energy cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membrane sel.
Karbohidrat yang berikatan dengan (glikoprotein) dan yang berikatan dengan
lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membrane sel. Selain itu
glikolipid dan glikoprotein menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat
menimbulkan reaksi imunologis.
1.2
Jumlah Sel
Ada triliunan sel
dalam tubuh manusia. Sebagai contoh, jumlah total sel darah merah dalam tubuh
manusia dengan ukuran tubuh rata-rata adalah 25 triliun.
1.3
Bentuk Sel
a. Bentuk dasar dari sel yang diisolasi adalah
bulat, seperti sel darah, sel lemak dan sel telur.
b. Bentuk sferikal dasar biasanya berubah karena
spesialisasi sel berdasarkan fungsinya. Contoh, sebuah sel saraf berbentuk
seperti bintang dengan prosesus yang panjang dan sel otot polos berbentuk
seperti spindel.
c. Penggepengan sel terjadi karena kontak dengan
permukaan. Bentuk permukaan sel terjadi akibat tekanan dari banyak permukaan.
1.4
Fungsi Sel
1.
Sel
mempertahankan suatu barier yang selektif (membrane plasma) di antara
sitoplasma dan lingkungan ekstraseluler. Semua zat yang masuk atau keluar sel
harus melewati barier. Derivative membrane plasma yang serangkaian pembungkus
kompleks, membagi interior sel dan membentuknya menjadi banyak kompartemen
untuk aktivitas spesifik.
2.
Sel yang
berisi materi hereditas membawa instruksi dalam bentuk kode untuk proses
sintesis sebagian besar komponen seluler. Materi hereditas ini sebelumnya digandakan
melalui reproduksi sel, sehingga setiap sel baru membawa satu set penuh
instruksi.
3.
Sel
melakukan aktivitas metabolic, yang dikatalis reaksi kimia sehingga terjadi
proses sintesis dan penguraian molekul organic.
1.5
Struktur dan Fungsi Sel
Badan sel memilik
empat bagian dasar yaitu membrane plasma (plasmalemma, membrane
sel),sitoplasma, yang merupakan protoplasma sel, berbagai organel sitoplasma,
yaitu struktur tetap yang melakukan fungsi metabolic spesifik dan nucleus,
tempat materi genetic berada.
Gambar : sel
v Dinding sel
Dinding sel hanya
terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat
yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel.
Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan
bahan di dalam sel.Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang
tidak berkayu.Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa,
pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.
v
Membrane
plasma
1. Struktur
Membrane
plasma tersusun dari lapisan ganda molekul lipid dengan beberapa protein
globular yang tertanam di dalamnya. Tebal lapisan ini sekitar 6 sampai 10 nm.
a. Fosfolipid adalah lipid yang paling sering
ditemukan dalam membrane. Lipid lainnya adalah kolesterol dan glikolipid, yang
merupakan gabungan karbohidrat dan lipid.
·
Molekul
fosfolipid disusun dalam dua baris parallel lapisan ganda
·
Di setiap
baris bagian kepala molekul berupa fosfat polar yang dapat larut dalam air
mengarah pada dua permukaan.
·
Bagian
ekor molekul berupa asam lemak non-polar yang tidak dapat larut dalam air
mengarah ke pusat lapisan ganda.
b. Protein dibagi dalam dua kategori: integral
dan perifer.
·
Protein
integral membentuk mayoritas protein membrane. Molekul ini menembus dan
tertanam dalam lapisan ganda terikat pada bagian ekor nonpolar
ü
Protein
transmembran menyebar ke seluruh lapisan ganda dan membentuk saluran
(pori-pori) untuk transport zat yang melewati membrane.
ü
Protein
integral bisa juga muncul sebagian pada
satu atau beberapa permukaan. Protein tersebut memiliki beberapa fungsi.
(a). Beberapa
protein integral berfungsi sebagai enzim permukaan sel.
(b) protein
integral yang beriktan dengan karbohidrat dapat membentuk sisi reseptor untuk
menerima pesan kimia dari sel lain seperti kelenjar endokrin.
(c) Sebagian
yang lain juga berfungsi sebagai pemberi tanda, atau antigen, yang menjadi
identitas jenis sel.
·
Protein
perifer terikat longgar pada permukaan membrane dan dapat dengan mudah terlepas
dari membrane tersebut. Fungsinya tidak begitu diketahui seperti fungsi protei
integral. Protein ini kemungkina terlibat dalam struktur pendukung dan
perubahan bentuk membrane saat pembelahan atau pergerakan sel.
c. Karbohidrat juga berkaitan dengan molekul
lipid atau protein glikolipid dan glikoprotein yang dihasilkan dipercaya dapat
memberikan sisi pengenal permukaan untuk interaksi antar sel, seperti
mempertahankan sel-sel darah merah agar tetap terpisah atau memungkinkan penggabungan
sel-sel yang sama untuk membentuk sebuah jaringan.
2.
Fungsi
membrane plasma yaitu:
·
Pelindung
bagi sel agar isi sel tidak keluar
·
Pengatur
pertukaran zat yang keluar masuk ke dalam sel
·
Melakukan
seleksi terhadap zat yang boleh keluar dan masuk dari dalam atau luar sel (selektif
permeable)
·
Tersusun
atas Karbohidrat, protein, dan lemak
Gambar
: membrane sel
v
Sitoplasma
dan Organel sel
Sitoplasma merupakan
cairan sel dalam sel disebut juga dengan sitosol karena mirip dengan jelly
(koloid) berfungsi sebagai tempat berlangsungnya metabolisme sel. Di dalam
sitoplasma inilah tersebar berbagai bahan,yaitu globules lemak netral,
granula-granula glikogen, ribosome, granula sekretoris, dan berbagai macam
organel penting yaitu reticulum endoplasma, apparatus golgi, mitokondria dan
lisosom, peroksisom, ribosom.
Organel adalah komponen tetap sitoplasma.
Sebagian besar organel dibungkus semacam membrane yang mirip dengan membrane
plasma. Membrane tersebut memisahkan organel dari lingkungan sitoplasma di
sekitarnya dan memungkinkan pembentukan kompartemen untuk aktivitas
metaboliknya. Adapun organel sel dalam sitoplasma yaitu :
1. Mitokondria (The Power
House) ditemukan pada hamper semua sel, tetapi tidak ditemukan dalam sel darah
merah. Jumlahnya dalam sel berhubungan dengan konsumsi energy sel.
a.
Sruktur
·
Mitokondria tampak seperti batang atau filament yang bergerak
dengan konstan dalam sebuah sel hidup.
·
Setiap mitokondria terdiri dari membrane terluar halus dan
membrane terdalam yang membentuk lipatan disebut Krista. Krista menonjol
menyerupai rak kedalam mitokondria dan menambah bidang permukaan membrane
bagian dalam.
·
Ruang antar Krista dipenuhi matriks, yang berisi protein, DNA,
RNA, dan ribosom.
b.
Fungsi
·
Mitokondria
sering disebut sebagai pembangkit tenaga sel karena fungsi terpentingnya adalah
memproduksi energy dalam bentuk ATP.
·
Energy
tersebut dihasilkan dari penguraian nutrient seperti glukosa, asam amino, dan
asam lemak.
·
Enzim
yang dibutuhkan untuk melepas energy secara kimia, terlokalisasi dalam matriks
mitokondrial dan partikel kecil pada Krista.
Gambar : Mitokondria
2. Ribosom
a.
Sruktur
·
Ribosom
adalah granula kecil berwarna hitam (berdiameter 25 nm) yang tersusun dari RNA
ribosomal dan hamper 80 jenis protein.
·
Ribosom
ditemukan sebagai granula individual atau dalam kelompok disebut poliribosom.
·
Ribosom
bisa bebas dalam sitoplasma (ribosom bebas) atau melekat pada membrane
reticulum endoplasma
b.
Fungsi
·
Ribosom
merupakan tempat sintesis protein.
·
Ribosom
bebas terlibat dalam sintesis protein untuk dipakai sel itu sendiri: misalnya,
dalam pembaharuan enzim dan membrane. Ribosom yang berikatan merupakan tempat
berlangsungnya sintesis protein yang merupakan produk sekretori yang akan
dikeluarkan sel.
3. Reticulum endoplasma
a. Sruktur
·
Reticulum
endoplasma tersusun dari jaring-jaring rongga (sisterna) datar yang dilapisi membrane. Yang menyambung membran
plasma dan membrane nuclear.
· Ada tiga jenis retikulum
endoplasma:
RE kasar Di permukaan RE
kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan
dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat
sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki
bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses
metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi
kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein
membran sel. RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus.
RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan
RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus
merupakanensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion
kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.
b. Fungsi
·
Retikulum
endoplasma merupakan tempat utama sintesis produk sel dan juga berperan dalam
transport dan penyimpananya.
·
Retikulum
endoplasma kasar menonjol dalam sel yang khusus untuk sekresi protein seperti
enzim pencernaan.
·
Retikulum
endoplasma halus banyak terdapat dalam sel beberapa kelenjar endokrin yang
menyentesis hormon dan dalam sel hati. Tempat reticulum endoplasma terlibat
dalam sintesis lipid dan kolesterol serta pemecahan glikogen
·
Pada sel
otot RE halus disebut reticulum sarkoplasma dan urut berperan dalam proses
kontraksi.
Gambar :
RE kasar dan RE halus
4. Apparatus golgi (AG) disebut juga golgi
kompleks yang mempunyai hubungan yang erat dengan RE granuler. Apparatus golgi
ada dalam sebagian besar sel, tetapi paling banyak dibentuk dan dipelajari pada
sel glandular.
a.
Strutur
·
Apparatus
golgi mengandung 6 sampai 7 kantong datar yang terikat membrane , atau
sisterna, masing-masing bentuknya agak melekuk.
Kantong tersebut
tersusun seperti mangkok terbalik.
·
Permukaan
konveks susunan menghadap ke reticulum endoplasma dan nucleus, permukaan konkaf
menghadap ke permukaan eksternal sel
·
Biasanya
ada banyak vesikal transport disisi perifer tonjolan dan ada sedikit penebalan
vakuola yang berukuran lebih basar pada salah satu kutub
b.
Fungsi
·
Apparatus
golgi merupakan tempat akumulasi, konsentrasi, pembungkusan, dan modifikasi
kimia produk sekretori yang disintesis dalam reticulum endoplasma kasar.
I.
Vesikal transport terlepas dari reticulum
endoplasma dan membawa hasil sekresi ke apparatus golgi, tempat sekresi
bergabung dengan sisternanya.
II.
Vakuola
tebal yang besar akan mengonsentrasi sekresi dan membungkusnya menjadi granula
sekretori.
III.
Granula
sekretori (zimogen) yang besar dan terbungkus rapat dengan membrane,
mengeluarkan isinya melalui proses eksositosis akibat stimulasi hormone dan
saraf.
IV.
Apparatus
golgi secara kimia juga memodifikasi molekul yang disintesis dalam reticulum
endoplasma untuk bergabung dengan membrane plasma. Apparatus golgi ini
menambahkan residu asam lemak pada protein tertentu untuk mengubahnya menjadi
lipoprotein,dan bersintsis serta melekatkan rantai sisi karbohidrat pada
protein untuk membentuk glikoprotein.
·
Apparatus
golgi memproses protein yang berfungsi secara intraseluler,seperti enzim
lisosom.
5. Lisosom ditemukan pada sel, kecuali sel-sel
darah merah dan sel kulit yang telah terkeratinisasi sempurna pada permukaan
tubuh
a. Srutur
·
Lisosom
adalah vesikel kecil yang terikat membrane, mengandung hamper 50 jenis enzim
hidrolitik, mampu menguraikan hamper semua jenis makromelekul (protein, lipid,
karbohidrat, asam nukleat,dll)
·
Lisosom
primer hanya mengandung enzim, lisosom sekunder mengandung anzim dan materi
terdegradasi.
b. Fungsi
·
Fungsi
utama lisosom adalah untuk pencernaan interseluler. Lisosom memegang peranan
dalam proses normal dan patologis.
·
Pada sel
fagositik, agen yang berpotensi membahayakan seperti bakteri, virus, atau
toksin akan dimakan sel tersebut. Agens tersebut akan melebur dengan lisosom
primer untuk membentuk lisosom sekunder yang kemudian dicerna.
·
Lisosom
juga berperan dalam pertumbuhan dan perbaikan selular normal dengan cara
memindahkan komponen seluler yang sudah rusak atau berlebihan. Produk yang
dicerna kemudian didaur ulang dalam sel untuk memungkinkan terjadinya
pembaharuan dan rekontruksi isi sel.
·
Kerusakan
sel akibat sejumlah pengaruh fisik atau kimia dapat menyebabkan membrane
lisosom hancur dan enzim terlepas kedalam sitoplasma. Autolysis (auto=sendiri)
atau pencernaan sel yang dihasilkan menjadi lisosom disebut kantong bunhu diri
untuk sel.
·
Beberapa
penyakit metabolic, dikenal sebagai penyakit
penyimpanan (storage disease) ,penyakit Tay Sachs, penyakit Gaucher,
penyakit Fabryl, disebabkan factor congenital (bawan lahir) yaitu tidak adanya
salah satu enzim lisosom. Akibatnya, terjadi akumulasi abnormal dari zat yang
dapat mengganggu fungsi normal sel.
Gambar: lisosom
6.
Peroksisom
(mikrobodi)
Peroksisom
berukuran mirip dengan lisosom dan dapat ditemukan dalam semua sel eukariota.
Organel ini dinamai demikian karena biasanya mengandung satu atau lebih enzim yang terlibat dalam
reaksi oksidasi
menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2).
Hidrogen peroksida merupakan bahan kimia beracun, namun di dalam peroksisom
senyawa ini digunakan untuk reaksi oksidasi lain atau diuraikan menjadi air dan oksigen.
Salah satu tugas peroksisom adalah mengoksidasi asam lemak
panjang menjadi lebih pendek yang kemudian dibawa ke mitokondria
untuk oksidasi sempurna. Peroksisom pada sel hati dan ginjal juga
mendetoksifikasi berbagai molekul beracun yang memasuki darah, misalnya alkohol.
Sementara itu, peroksisom pada biji
tumbuhan berperan penting mengubah cadangan lemak biji menjadi karbohidrat
yang digunakan dalam tahap perkecambahan.
7. Vakuola
Kebanyakan
fungsi lisosom
sel hewan
dilakukan oleh vakuola
pada sel tumbuhan.
Membran
vakuola, yang merupakan bagian dari sistem endomembran, disebut tonoplas.
Vakuola, berasal dari kata yang berarti 'kosong', dinamai demikian karena organel
ini tidak memiliki struktur internal. Umumnya vakuola lebih besar daripada vesikel,
dan kadang kala terbentuk dari gabungan banyak vesikel.
Sel tumbuhan
muda berukuran kecil dan mengandung banyak vakuola kecil yang kemudian
bergabung membentuk suatu vakuola sentral seiring dengan penambahan air ke dalamnya. Ukuran
sel tumbuhan diperbesar dengan menambahkan air ke dalam vakuola sentral
tersebut. Vakuola sentral juga mengandung cadangan makanan, garam-garam, pigmen, dan limbah
metabolisme. Zat yang beracun bagi herbivora
dapat pula disimpan dalam vakuola sebagai mekanisme pertahanan. Vakuola juga
berperan penting dalam mempertahankan tekanan turgor tumbuhan.
Vakuola
memiliki banyak fungsi lain dan juga dapat ditemukan pada sel hewan dan protista
uniselular. Kebanyakan protozoa memiliki vakuola makanan, yang bergabung dengan
lisosom agar makanan di dalamnya dapat dicerna. Beberapa jenis protozoa juga
memiliki vakuola kontraktil, yang mengeluarkan kelebihan air dari sel.
8. Kloroplas
Kloroplas
merupakan salah satu jenis organel yang disebut plastid
pada tumbuhan
dan alga.
Kloroplas mengandung klorofil, pigmen
hijau yang menangkap energi cahaya untuk fotosintesis,
yaitu serangkaian reaksi yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimiawi
yang disimpan dalam molekul karbohidrat dan senyawa organik
lain.
Satu sel alga
uniselular dapat memiliki satu kloroplas saja, sementara satu sel daun dapat memiliki 20
sampai 100 kloroplas. Organel ini cenderung lebih besar daripada mitokondria,
dengan panjang 5–10 µm atau lebih. Kloroplas biasanya berbentuk seperti cakram
dan, seperti mitokondria, memiliki membran luar dan membran dalam yang
dipisahkan oleh ruang antarmembran. Membran dalam kloroplas menyelimuti stroma,
yang memuat berbagai enzim
yang bertanggung jawab membentuk karbohidrat dari karbon dioksida
dan air
dalam fotosintesis. Suatu sistem membran dalam yang kedua di dalam stroma
terdiri dari kantong-kantong pipih disebut tilakoid yang saling
berhubungan. Tilakoid-tilakoid membentuk suatu tumpukan yang disebut granum
(jamak, grana). Klorofil terdapat pada membran tilakoid, yang berperan
serupa dengan membran dalam mitokondria, yaitu terlibat dalam pembentukan ATP. Sebagian ATP yang terbentuk ini
digunakan oleh enzim di stroma untuk mengubah karbon dioksida menjadi senyawa
antara berkarbon tiga yang kemudian dikeluarkan ke sitoplasma
dan diubah menjadi karbohidrat. Sama seperti mitokondria, kloroplas juga
memiliki DNA dan
ribosomnya
sendiri serta tumbuh dan memperbanyak dirinya sendiri. Kedua organel ini juga
dapat berpindah-pindah tempat di dalam sel.
9. Nucleus
Nukleus
adalah organel terbesar dan mengandung sebagian besar gen yang mengendalikan sel
eukariota
(sebagian lain gen terletak di dalam mitokondria
dan kloroplas).
Dengan diameter rata-rata 5 µm, organel ini umumnya adalah organel yang paling mencolok dalam
sel eukariota.[21]
Kebanyakan sel memiliki satu nukleus,[22]
namun ada pula yang memiliki banyak nukleus, contohnya sel otot rangka,
sel megakariosit sumsum tulang , sel osteoklas tulang, dan ada pula yang tidak
memiliki nukleus, contohnya sel darah merah
matang yang kehilangan nukleusnya saat berkembang.
a.
Struktur
·
Membrane nucleus disusun dari membrane ganda yang dipisah oleh ruang
perinuklear.
i.
Membrane dalam halus, sedangkan membrane luar biasanya mengandung
ribosom dan menyatu dengan reticulum endoplasma
ii.
Membrane dalam dan luar bergabung dalam interval jarak yang tidak
beraturan di sekitar nucleus untuk membentuk pori-pori nuclear, sehingga
memungkinkan terjadinya pertukaran zat antara nucleus dan sitoplasma.
·
Kromatin terlihat seperti gumpalan tidak beraturan atau granula
basfilik kuat atau benda berwarna biru yang menyebar ke seluruh nucleus.
i.
Kromatin disusun dari rantai pilin DNA yang terikat pada protei
basa histon, beragam jumlah RNA, dan protein nonhiston lain serta system enzim
ii.
Pada sel yang membelah, kromatin menebal dan berpilin menjadi
suatu unit khusus, kromosom. Sel manusia berisi 23 pasang kromosom.
·
Nukleoplasma adalah matriks yang menyelubungi kromatin. Matriks
ini tersusun dari protein,metabolit, dan ion.
·
Nukleulus adalah struktur sferikal yang tersusun dari DNA dan
protein. Ukuran dan jumlah nukleulus yang
terdapat bervariasi pada setiap jenis sel yang berbeda. Pada sel yang
tidak mensintesis protein, misalnya spermatozoa, tidak ditemukan nucleolus.
b.
Fungsi
·
Nucleus sangat penting untuk keseluruhan aktivitas seluler.
·
Nucleus mengandung materi genetic sel (DNA yang mengkode informasi
untuk mengontrol sintesis protein dan reproduksi sel
·
Nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi
pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat
sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta
mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan
diakhiri.
Gambar : Nukleus
v Mikrofilamen, Mikrotubulus, Sentriol, dan
Silia serta Flagela.
Selain organel yang
berlapis membrane, sitoplasma juga mengandung jaring-jaring komponen structural
yang kompleks.
1.6 Sistem transpor membrane
sel
Salah satu fungsi dari membran sel adalah
sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah.
Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2),
dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu,
molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan
substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam
sel.
Banyaknya molekul yang
masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu
lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk
molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor
aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
A.
Mekanisme transport pasif
Mekanisme transport pasif merupakan proses
fisik yang tidak perlu mengeluarkan energy seluler atau metabolic, tetapi
memakai sumber energy eksternal, misalnya panas. Mekanisme ini meliputi difusi,
dialysis, osmosis, difusi terfasilitasi, dan filtrasi.difusi
a. Difusi adalah gerakan
acak partikel (molekul atau ion) karena pengaruh
energy thermalnya sendiri, dari tempat yang berkonsentrasi tinggi ke tempat
yang berkonsentrasi lebih rendah, atau gerakan downhill. Difusi molekul atau
ion dapat berlangsung dalam suatu cairan, gas, atau zat padat, atau molekul
membrane hidup atau membrane tak hidup yang permeable untuk molekul tersebut
·
Difusi dalam cairan adalah gerakan partikel zat terlarut dan
pelarut kesemua arah melalui suatu larutan, atau menuju dua arah melalui
membrane yang permeable.
·
Difusi saring adalah pergerakan partikel dari area
berkonsentrasi tinggi menuju area
berkonsentrasi lebih rendah yaitu sejalan dengan gradient konsentrasinya
sendiri. Difusi saring berarti bahwa lebih banyak partikel yang berdifusi ke
satu arah dibandingkan ke arah lain.
·
Kecepatan difusi saring partikel dalam suatu larutan semakin
bertambah karena factor-factor berikut:
i.
Gradient konsentrasi tinggi karena partikel yang terkandung lebih
banyak.
ii.
Berat molekul rendah karena molekul besar tidak mudah dipindahkan
dengan cara bertubrukan satu sama lain
iii.
Peningkatan suhu karena suhu ya ng tinggi meningkatkan gerakan
acak partikel.
·
Difusi setara terjadi setelah ekuilibrium tercapai yaitu setelah
difusi saring zat terlarut ke satu arah dan pelaryt kearah yang berlawanan
mengakibatkan hilangnya gradient konsentrasi. Yang berdifusi ke satu arah
setara dengan jumlah partikel yang berdifusi kearah lain.
·
Difusi sederhana pada zat yang menembus membrane plasma
berlangsung melalui lapisan ganda lipid atau melalui saluran protein
·
Salah satu contoh difusi yang berlangsung dalam tubuh adalah
pertukaran oksigen dan karbondioksida di paru-paru.
b. Dialysis adalah
pemisahan partikel zat terlarut kristaloid, yang berdiameter kurang dari 1 nm
(misalnya, ion, glukosa, oksigen) dengan berdifusi melalui membrane yang
permeable untuk partikel tersebut, tetapi tidak permeable untuk partikel zar
terlarut koloid, yang berdiameter 1 nm sampai 10 nm(misalnya, protein darah).
Prinsip dialysis dipakai dalam ginjal artificial (buatan).
c.
Osmosis adalah difusi
saring molekul air melalui membrane permeable selektif yaitu membrane yan tidak
dapat dilewati sefcara bebeas oleh semua zat terlarut yang ada. Zat yang tidak
dapat berdifusi harus memilik konsentrasi yang lebih tinggi di satu sisi
membrane dibandingkan sisi lainnya.
·
Pada osmosis, molekul air bergerak menembus membrane dari ke area
berkonsentrasi air tinggi ke area berkonsentrasi air tinggi ke area
berkonsentrasi air lebih rendah.
·
Osmosis molekul air kedalam
larutan yang lebih kental (konsentrasi air lebih rendah) meningkatkan volume
dan tekanan hidrostatik larutan. Dalam wadah dengan volume yang tetap, pada
akhirnya tekanan hidrostatik molekul area mampu menyeimbangkan tekanan osmotic
yang menggerakkan molekul air untuk menurunkan gradient konsentrasinya,
sehingga difusi saring tidak terjadi lagi
·
Tekanan osmotiktekanan osmotic
suatu larutan adalah tekanan potensial yang dinyatakan dalam istilah gaya atau
tekanan potensial yang dinyatakan dala istilah gaya atau tekanan yang
dibutuhkan untuk menghentikan osmosis air selanjutnya.
d. Difusi terfasilitasi, disebut juga difusi diperantai carrier,
yaitu suatu mekanisme di mana molekul-molekul yang tidak larut dalam lemak dan
terlalu besar untuk dapat melewati saluran protein dibantu dengan carrier yang
merupakan molekul protein khusus pada permukaan eksternal membrane. Tidak ada
energy yang dikeluarkan karena molekul
menurunkan gradient konsentrasinya, glukosa dan beberapa asam amino dibawa
menembus membrane melalui mekanisme difusi terfasilitasi ini. Dalam difusi
terfasilitasi, zat carier bergabung
dengan molekul zat terlarut untuk membentuk kompleks carrier zat
terlarut, yang dapat larut dalam lapisan ganda lipid, sehingga dapat membawa
zat terlarut melewati membrane. Setelah sampai di adalm, zat terlarut kemudian
lepas. Carrier memisahkan diri dari kompleks, kemudian kembali kebagian
eksterior membrane dan mengulangi proses tersebut.
·
Carrie menunjukkkan kekhusu
carrier sangat selektif dalam membedakan molekul-molekul yang berhubungan erat.
·
Difusi terfasilitasi dapat
dihambat oleh molekul inhibitor kompetitif dan non-kompetitif yang sangat
menyerupai molekul zat terlarut.
·
Kecepatan aliran zat terlarut
pada proses difusi terfasilitasi bergantung pada perbedaan konsentrasi di kedua
sisi membrane, jumlah molekul carrier yang ada, dan seberapa cepat pembentukan
kompleks carrie zat terlarut berlangsung.
e. Filtrasi adalah kekuatan gerakan air dan molekul yang dapat
berdifusi melewati membrane plasma akibat tekanan mekanik atau tekanan cairan
yang tinggi, misalnya tekanan hidrostatik atau tekanan darah. Tekanan darah
menyebabkan terjadinya filtrasi yang melewati pembuluh darah khusus di ginjal
sebagai langkah awal produksi urin.
B. Mekanisme Transport aktif
Definisi transport
aktif, pertama kali dicetuskan oleh Rosenberg sebagai sebuah proses
yang menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area yang mempunyai potensial elektrokimiawi lebih rendah menuju ke tempat dengan potensial
yang lebih tinggi. Proses tersebut dikatakan, memerlukan asupan energi dan suatu mekanisme
kopling agar asupan energi dapat digunakan demi menjalankan proses perpindahan
substansi. Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat
tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor
aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat
dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein,
serta ionofor. Ionofor merupakan antibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun membran
buatan.
a.
Transport aktif diperentarai carrier. Carrier adalah protein
intergral yang disebut pompa. Misalnya pompa ion natrium/kalium, yang aktif
dalam semua sel hidup, dan pompa kalsium yang penting dalam konntraksi otot.
·
Pompa natrium/kalium adalah pompa yang menukar natrium
intraseluler dengan kalium ekstraseluler. Pompa ini mempertahankan gradient ion
yang menembus membrane sel dan berkonstribusi dalam terjadinya perbedaan
voltase listrik dikenal sebagai potensial membrane.
·
Pemecahan ATP menjadi adenosine difosfat (ADP) pada permukaan
inferior membrane, akan melepas energy yang diperlukan untuk menjalankan pompa.
·
Transport berpasangan (ko-transpor) adalah gabungan antara difusi
dan transport aktif. Pada transport berpasangan, suatu transport protein khusus
dapat memasangkan transport aktif suatu zat melawan gradie konsentrasinya
sendiri dengan difusi pasif zat kedua. Salah satu contoh system transport
berpasangan adalah ko-transpor ikatan natrium dalam ginjal. Pada mekanisme
tersebut glukosa dan asam amino ditranspor secara aktif melewati sle-sel
tubulus ginjal sedangkan natrium berdifusi secara pasif.
b.
Transport massa berukuran besar adalah suatu proses aktif yang
mentranspor partikel besar dan makromolekul menembus membrane plasma dengan
membungkusnya dalam suatu bagain atau dengan melipat membrane untuk membentuk
kantong atau vesikel (vakuola) yang melekat pada membrane. Trans por massa
berukuran besar mencakup endositosis dan
eksositosis.
·
Endositosis (endo=bagian dalam) berarti masuk ke dalam sel.
Endositosis ini terdiri dari fagositosis dan pinositosis.
I.
Fagositosis (fago=memakan)berarti menelan suatu zat padat yang
besar dengan cara melipat membrane plasma untuk membentuk suatu vesikel
fagositik. Vesikel fagositik bergabung dengan sebuah lisosom dan enzim lisosom
dan enzim lisosomal untuk menghancurkan isi vesikel. Sel-sel fagositik khusus
dalam tubuh mengeluarkan sel, benda asing, dan bakteri yang tidak dapat
dihancurkan.
II.
Pinositosis (pino=minum) berarti menelan tetesan kecil cairan
ekstraseluler, yang mungkin mengandung nutrient yang sudah terurai, dan memasukkannya
kedalam sel.
·
Eksositosis merupakan kebalikan dari endositosis. Eksositosis
adalah suatu metode untk mengendalikan substansi yang tidak diinginkan
sekaligus sebagai suatu cara untuk melepas produk sel yang berguna ke dalam
cairan ekstraseluler. Subtansi yang akan dilepas dibungkus dalam vesikel, yang
berdifusi dengan membrane sel agar dapat keluar. Contoh proses eksositosis
adalah pelepasan produk dari sel-sel sekretori pancreas dan pelepasan
transmitter kimia dari sel-sel saraf di ujung saraf.
1.7 Metabolisme Sel
Metabolisme adalah
proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme
disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan
katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/Asimilasi/Sintesis,
yaitu proses
pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O— — —— — — — — — — —>
C6H1206 + 6 02
klorofil
glukosa (energi kimia)
a. Fotosintesis
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan
atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Pada kloroplas
terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetic
berubah menjadi energy kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa
organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung
cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas
reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi
endoterm.
Pada tabun 1937 : Robin
Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan
untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut
fotolisis (reaksi terang).
H2 yang terlepas akan
diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas.
Menurut Blackman (1905) akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh
NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap NADPH2 akan
bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+menjadi CH20.
CO2
+ 2 NADPH2 + O2————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2
Ringkasnya
:
Reaksi terang : 2
H20——> 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap : CO2 + 2
NADPH2 + O2—>NADP + H2 + CO + O + H2+O2
atau
2 H2O + CO2——> CH2O + O2
atau
12 H2O + 6 CO2——> C6H12O6 + 6 O2
atau
2 H2O + CO2——> CH2O + O2
atau
12 H2O + 6 CO2——> C6H12O6 + 6 O2
b. Kemosintesis
Tidak semua tumbuhan dapat melakukan
asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri
yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan
energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri
nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut
memperoleh energi dari hasil oksidasi
senyawa-senyawa tertentu. Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
BakteriNitro som on as danNitro sococcu s memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:
senyawa-senyawa tertentu. Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri).
BakteriNitro som on as danNitro sococcu s memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:
Nitrosomonas
(NH4)2CO3
+ 3 O2— —————————> 2 HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi
Nitrosococcus
c. Sintesis Lemak
Lemak dapat disintesis dari karbohidrat
dan protein, karena dalam metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn
daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama
siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-enzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa
tadi dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak
dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari
lemak dan protein dan seterusnya.
· Sintesis Lemak dari Karbohidrat
:
Glukosa diurai menjadi piruvat———> gliserol.
Glukosa diubah———> gula fosfat———> asetilKo-A———> asam lemak. Gliserol + asam lemak———> lemak
Glukosa diurai menjadi piruvat———> gliserol.
Glukosa diubah———> gula fosfat———> asetilKo-A———> asam lemak. Gliserol + asam lemak———> lemak
· Sintesis Lemak dari Protein:
Protein————————>
Asam Amino protease
Sebelum terbentuk lemak
asam amino mengalami deaminasi lebih dahulu, setelah itu memasuki daur Krebs.
Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat———> Asetil Ko A.
Asam amino Serin,
Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi Asam pirovat,
selanjutnya asam piruvat——> gliserol——> fosfogliseroldehid
Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk
lemak. Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk
lemak. Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.
c.
Sintesis Protein
Sintesis protein yang
berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA
dan Ribosom.
dan Ribosom.
Penggabungan
molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul
polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.
Setiap sel dari
organisme mampu untuk mensintesis protein-protein
tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai “pengatur sintesis protein”. Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai “pengatur sintesis protein”. Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk
membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2— — —— — — — — — — —> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energy sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm. Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudahmelepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.
Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan
pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energy yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirasi, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.
C6H12O6 + 6 O2— — —— — — — — — — —> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energy sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm. Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudahmelepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.
Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan
pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energy yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirasi, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.
Contoh
Respirasi : C6H12O6 + O2——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
(glukosa)
Contoh
Fermentasi :C6H1206——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
(glukosa)
(etanol)
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis(anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H,206 + 6 02— — — —— — — — — — —> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis(anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H,206 + 6 02— — — —— — — — — — —> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)
Reaksi
pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :
1.
Glikolisis.
Glikolisis adalah
rangkaian awal reaksi kimia yang menghasilka asam piruvat dan sedikit ATP,
glikolisis berlangsung dalam sitoplasma dan bersifat anaerob (tanpa oksigen).
Asam piruvat, yang melewati membrane ganda pada mitokondria untuk memasuki
matriks, kemudian dipecah dalam tahap berikutnya.
Reaksinya adalah sebagai
berikut:
C6H12O6 —-> 2 asam
piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H+
Asam piruvat yang
dihasilkan akan memasuki mitokondria untuk melakukan siklus Krebs. Namun
sebelum memasuki siklus Krebs, asam piruvat (3C) ini diubah terlebih dahulu
menjadi asetil koA (2C) di dalam matriks mitokondria melalui proses
dekarboksilasi oksidatif. Senyawa selain glukosa, misalnya fruktosa, manosa,
galaktosa, dan lemak dapat pula mengalami metabolisme melalui jalur glikolisis
dengan bantuan enzim-enzim tertentu.
2.
Siklus asam sitrat (siklus krebs)
Siklus Krebs merupakan serangkaian reaksi
metabolisme yang mengubah asetil koA yang direaksikan dengan asam oksaloasetat
(4C) menjadi asam sitrat (6C). Selanjutnya asam oksaloasetat memasuki daur
menjadi berbagai macam zat yang akhirnya akan membentuk oksaloasetat lagi.
Pada siklus Krebs dihasilkan energi dalam
bentuk ATP dan molekul pembawa hidrogen, yaitu : NADH dan FADH2. Hidrogen yang
terdapat dalam NADH dan FADH2 tersebut akan dibawa ke sistem transpor elektron.
Seluruh tahapan reaksi dalam siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria. Dalam
siklus ini, asetil koA dioksidasi secara sempurna menjadi CO2.
3.
Transpor Elektron
Transpor
elektron adalah serangkaian reaksi pemindahan elektron melalui proses reaksi
redoks (reduksi-oksidasi). Hidrogen yang terdapat pada molekul NADH serta FADH2
ditranspor dalam serangkaian reaksi redoks yang melibatkan enzim, sitokrom,
quinon, pirodoksin, dan flavoprotein. Pada akhir transport elektron, oksigen
akan mengoksidasi elektron dan ion H menghasilkan air (H20). Transport elektron
terjadi pada membran dalam mitokondria.
1.8 Reproduksi Sel
1.
Replikasi DNA
Sebelum membelah, sel
harus membuat salinan molekul DNA-nya, sehingga semua informais yang dibawa
dapat diturunkan kepada keturunannya.
a.
Struktur DNA
·
Bentuk molekul DNA menyerupai tangga yang terpilin menjadi dobel
helix. Unit structural DNA adalah empat nukleutida berbeda yang terpasang dalam
satu rantai panjang DNA.
·
Setiap nukleutida mengandung fosfat, gula deoksiribosa, dan basa
nitrogen, yang tersusun dengan urutan demikian.
·
Keempat basa tersebut adalah adenine(A),guanine(G), sitosin(S),
dan timin (T).
·
Bagian samping tangga DNAterbentuk dari gabungan fosfat dan gula.
Hubungan silang (anak tangga)terbentuk dengan cara memasangkan basa dengan basa
melalui ikatan hydrogen lemah.
·
Dalam pasangan basa yang lengkap, adenin hanya berikatan dengan timin (A-T,T-A),
sedangkan guanin hanya berikatan dengan sitosin (G-C,C-G).
·
Meskipun hanya ada empat macam variasi ikatan, rangakaian linier
tempat keempat ikatan tersebut berada dapat memberikan beragam kombinasi yang
hampir tak terhitung. Rangkaian pasangan nukleotida yang sebenarnya biasanya
disebut kode genetic. Kode genetic inilah yang menjadi dasar informasi biologis
dalam DNA. Gen adalah suatu unit khas pada DNA, atau bidang pengkodean dengan
fumgsi heriditer(genetic) khusus atau gen member instruksi yang berkaitan
dengan sintesis protein tertentu, yang pada gilirannya bertanggung jawab
terhadap aktivitas lain dalam sel. Genoma adalah tambahan yang melengkapi gen
organism.
·
Karena DNA berantai ganda, maka setiap rantai yang membawa
rangkaian nukleotida pasti merupakan pasangan dari rangkaian nukleotida pada
rantai disebelahnya. Misalnya, jika kedua rantai tersebut didesain”1”dan”1” maka,
rantai “1” dapat berfungsi sebagai suatu pola untuk membuat sebuah rantai “1” baru dan “1” juga dapat berfungsi sebagai
pola untuk membuat sebuah rantai”1” yang baru.
b. Tahapan replikasi
·
Kedua rantai DNA dibuka dan
dipisah oleh enzim pembuka, yang memecah ikatan hydrogen lemah di antara
pasangan basa.
·
Enzim polymerase DNA, dengan
memakai keempat jenis nukleotida pelengkap yang ada dengan bebas dalam nucleus,
memasangkan dan melekatkan nukleotida tersebut pada basa yang terlihat di
setiap rantai tunggal DNA yang terbuka
·
Dua dobel helix DNA lengkap
terbentuk, masing identik rangkaian nukleotida pada heliks DNA asli berfungsi
sebagai pola. Dengan demikian informasi genetic telah tersalin dengan tepat.
·
Replikasi seperti itu disebut
smikonservatif karena replikasi tersebut mempertahankan setiap rantai dobel
helix DNA yang asli sementara setiap rantai juga menerima rantai pasangan
sintesis baru yang sesuai.
c. Kesalahan dalam replikasi DNA
·
Mesin replikasi dapat melakukan
kesalahan dengan melewatkan satu basa, menambahkan satu jenis basa atau lebih
atau mengganti dengan jenis basa yang salah.
·
Perubahan dalam molekul DNA juga
dapat terjadiakibat pajanan agen fisik dan kimia yang berpotensi merusak
seperti sinar-x atau karsinogen dalam lingkungan.
·
Perubahan yang dihasilkan dalam
rangkaian nukleotida disebut mutasi, yang akan terus disalin dalam replikasi
selanjutnya dan dapat mengakibatkan konsekuensi yang membahaykan sel.
d. Perbaikan DNA adalah suatu proses yang konstan dan dapat meminimalkan
perubahan aksidental. Beragam jenis enzim perbaikan DNA secara terus menerus
akan menandai molekul DNA dan mengeluarkan nukleotida yang rusak.
2 Kromosom pada sel manusia
a. Krosom merupakan rantai DNA yang berpilin dengan kuat dan
mengandung protein. Kromosom merupakan kromatin yang menebal dan ditemukan
dalam nucleus serta terlihat dengan jelas saat pembelahan sel.
b. Semua sel somatic (tubuh) normal, kecuali sel kelamin (ovum dan
spermatozoa), memiliki 46 kromosom atau 23 pasang krosom, sperma dan ovum hanya
mempunyai 23 kromosom.
c. Dari 23 pasang kromosom, 22 pasang di antaranya merupakan pasangan
yang homolog (cocok) disebut autosom. Kromosom homolog membawa informasi
genetic dengan karakter yang sama.
d. Pasangan keduapuluh tiga, sebagai kromosom kelamin, x dan y.
kromosom homolog pada perempuan (x dan x), tetapi tidak pada
laki-laki(x dan y).
e. Sel yang memiliki anggota pasangan lengkap disebut diploid (2n). suatu sel, seperti ovum
atau spermatozoa, yang hanya memiliki salah satu anggota dari pasangan kromosom disebut haploid (n).
3 Siklus, mitosis, dan meosis.
Silkus sel, pada sel yang mampu
membelah diri, mengcu pada kejadian-kejadian dalam rentang kehidupan sel di
periode antar waktu sel tersebut terbentuk melalui pembelahan sel sampai waktu
permulaann pembelahan sel berikutnya. Bagian terbesar siklus (sekitar
90%)digunakan untuk tumbuh dan bersintesis, disebut interfase, dan bagian yang
lebih kecil digunakan untuk pembelahan nuclear dan sel, atau mitosis, serta
meiosis adalah pembelahan sel yang terjadi dalam pembentukan sel-sel kelamin(sel
telur dan sperma). Pembelahan tersebut mengurangi jumlah kromosom menjadi
jumlah haploid (23). Saat pembuahan, gabungan dari sel telur dan sperma
menghasilkan jumlah kromosom diploid(46).
a. Interfase terdiri dari fase G1, fase S dan fase G2
·
Fase G1 : Fase
pemisah aktivitas yang berhubungan dengan pembelahan sel
Proses yang terjadi :
Pertumbuhan dan fungsi sel,
Penduplikasian organel sel untuk
persiapan pembelahan sel
·
Fase S : Merupakan tahap sintetis
materi (salinan DNA, protein, sentriol) untuk pembelahan sel. Ciri khas adalah
pembentukan DNA
·
Fase G2 : Merupakan fase untuk persiapan dalam pembelahan mitosis. Proses yang terjadi
: sintetis protein mikrotubula dan
perangkat spindel, kromatin mulai
menggulung
b. Mitosis terdiri dari penebalan dan pembelahan kromosom serta
sitokinesis, pembelahan actual sitoplasma untuk membentuk dua sel anak.
Meskipun pembelahan merupakan proses yang berkelanjutan, pembelahan dibagi
menjadi empat subfase yaitu profase, metaphase, anaphase, dan telofase.
·
Profase
I.
Nukleolus tidak dapat dilihat oleh indera.
II.
Benang kromatin menebal menjadi kromosom
III.
Setiap kromosom terduplikasi tampak sebagai dua kromatid saudara yang
identik dan bersatu
IV.
Terbentuknya sentriol (khusus
pada sel hewan) dengan mengarah kekutub masing-masing
V.
Membran nukleus tidak dapat
dilihat lagi
·
Metaphase
I.
Selubung nukleus
terfragmentasi
II.
Mikrotubula pada gelendong memasuki nukleus dan berinteraksi dengan kromosom
III.
Masing-masing kromatid memiliki struktur khusus : KINETOKOR yang ada
di daerah sentromer
IV.
Semua kromatid/kromosom mengatur diri pada bidang /dataran metafase
(bidang ekuator), yang berjarak sama
dari kedua kutub
·
Anaphase
I.
Sentromer dan kromatid memisah
II.
Benang spinedl menarik
kromosom ke kutub masing-masing
III.
Membran nukleus terbentuk
mengelilingi kelompok kromosom
IV.
Kromosom mulai terurai
V.
Sitokinesis biasanya dimulai
·
Telofase dan Sitokinesis
I.
Kromosom mencapai kutub
masing-masing
II.
Kromosom terurai membentuk
kromatid
III.
Sitokinesis telah lengkap
c. Meiosis
Meiosis terdiri dari dua pembelahan
nuclear dan seluler, disebut Meiosis 1 dan Meiosis 2, yang menghasilkan empat
sel. Selama interfase sebelum pembelahan meiosis pertama, setiap kromosom
bereplikasi untuk membentuk kromatid yang diikat sentromer, sama seperti
mitosis.
Gambar : meiosis 1
Ø Meiosis 1 memisahkan setiap pasangan kromosom homolog dan membagi anggota
pasangan tersebut pada sel-sel anak.
·
Profase 1
Sinapsis terjadi saat kromosom belum
menebal, yaitu kedua kromatid dari setiap kromosom masih mencari kedua kromatid
pasangan homolognya dan kemudian mengambil tempat yang bersisian di sepanjang
kromosom. Kromosom induk, atau kedua kromatid pada setiap kromosom yang
diwariskan dari ibu, bergabung dengan kromosom ayah atau kromatid pasangan
kromosom homolog yang diwariskan dari ayah. Semua gen korespondennya juga
bergabung. Gabungan empat kromatid disebut tetrad. Selama sinapsis, keempat
benang kromosom homolog saling melilit atau bersilangan. Pemecahan dan
penyatuan kembali DNA terjadi dalam benang kromosom dan materi genetic
dipertukarkan antara kromosom ibu dan ayah. Pertukaran silang dan pertukaran
balasan fragmen DNA terjadi secara acak. Ada sekitar sepuluh fragmen dalam
setiap tetrad manusia. Hasilnya adalah perubahan susunan atau pengaturan ulang
genetic yang memberikan variasi dan keunikan genetic pada setiap individu.
·
Metaphase 1
Pasangan kromosom homolog,
masing-masing dengan dua pasang kromatid yang disatukan sentromer, berbaris
pada bidang ekuator. Kedua kromatid dalam satu kromosom pada setiap pasangan
homolog menghadap ke kutub sel yang sama, sehingga kromosom homolognya
menghadap kutub yang berlawanan. Benang-benang spindle dari salah satu kutub
melekat pada sentromer setiap kromosom. Sentromer tidak membelah seperti yang
terjadi pada metaphase pembelahan mitosis.
·
Anaphase 1
Setiap kromosom (terdiri dari dua
kromatid) ditarik kesalah satu kutub. Dengan demikian satu kelompok kromosom
haploid (23) telah tersusun si setiap kutub.
·
Telofase 1
Seperti dalam pembelahan mitosis,
telofase membalik peristiwa yang terjadi dalam profase. Kromosom melebur,
membrane nuclear kembali terbentuk, nukleulus kembali muncul dan spindle
terurai. Sitokinesis terjadi dan kedua sel terpisah.
·
Interfase meiosis berlangsung
singkat, tidak terjadi replikasi DNA.
Gambar : meiosis II
Ø Meiosis II serupa dengan mitosis.
·
Peristiwa dalam profase II sama
dengan peristiwa pada profase mitosis. Sentriol memisah dan bergerak ke kutub
yang berlawanan. Mikrotubulus dari setiap sentromer melekat pada benang dari sentriol
di kutub yang berlawanan.
·
Metaphase II
Kromatid berbaris berbaris pada
bidang ekuator sel. Kromatid tersusun berpasangan, bukan dalam bentuk tetrad
seperti metaphase 1, disebut dyad.
· Anaphase II
Sentromer membelah, dan kromatid
yang terpisah menjadi kromosom. Kromatid yang terpisah pada anaphase II
bukanlah kromatid berpasangan. Berlawanan dengan kromatid pada pembelahan
mitosis, kromatid tersebut secara genetic tidak identik akibat persilangan atau
kombinasi ulang.
· Telofase II
Membrane nuclear terbentuk
kembali, kromosom melebur, dan terjadi sitokinesis. Setiap sel baru berisi satu
dari setiap jenis kromosom. Jumlah kromosom adalah haploid.
d. Hasil dan pentingnya pembelahan meiosis
· Empat sel, masing-masing mengandung satu kromatid dari tetrad asli
pada profase 1, dihasilkan dari satu sel induk. Pada laki-laki, keempat sel
tersebut adalah spermatozoa. Pada perempuan, satu sel tersebut adalah ovum,
sedang ketiga sel lainnya adalah badan non-fungsional.
· Setiap sel mengandung setengah jumlah kromosom, seperempat jumlah
DNA normal yang diproduksi pada tahap interfase G2 dan penyimpangan genetic
yang unik.
e.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
pembelahan sel
Ø
Penempelan (sel bertumpu): sel membelah setelah sel
bertumpu/menempel
Ø
Kerapatan sel: sel berhenti membelah setelah seluruh permukaan
dilipisi satu lapis sel
Ø
Faktor pertumbuhan (growth factors): walau seluruh permukaan telah
penuh sel, bila ditambahi faktor pertumbuhan sel maka pembelahan sel
berlangsung mengakibatkan penumpukan sel
f.
Akibat dari
pertumbuhan sel yang diluar kontrol.
Pertumbuhan sel yang di luar kontrol mengakibatkan
apa yang disebut kanker
Ø
sel
normal pada kultur tumbuh dan membelah antara 20-50 generasi
Ø
sel kanker dapat membelah terus tanpa henti
sepanjang ada nutrisi. Sel kanker membelah tidak mengikuti pola siklus sel
normal, tapi acak.
Ø
Sel-sel kanker menghasilkan tumor ganas
(tumor malignan)
Ø
Penyebaran sel-sel kanker di luar asal sel
kanker disebut metastasis
1.8
Cairan Tubuh,
Elektrolit,&Mineral
1.8.1 Pendahuluan
Air (H 0) merupakan komponen utama yang
paling banyak terdapat di dalam tubuh manusia. Sekitar 60% dari total berat
badan orang dewasa terdiri dari air. Namun bergantung kepada kandungan lemak
& otot yang terdapat di dalam tubuh, nilai persentase ini dapat bervariasi antara
50-70% dari total berat
badan orang dewasa.Oleh karena itu
maka tubuh yang terlatih & terbiasa berolahraga seperti tubuh seorang atlet
biasanya akan mengandung lebih banyak air jika dibandingkan tubuh non atlet. Di
dalam tubuh, sel-sel yang mempunyai konsentrasi air paling tinggi antara lain
adalah sel-sel otot dan organ-organ pada rongga badan, seperti paru-paru atau
jantung, sedangkan sel-sel yang mempunyai konsentrasi air paling rendah adalah
sel-sel jaringan seperti tulang atau gigi. Konsumsi cairan yang ideal untuk
memenuhi kebutuhan harian bagi tubuh manusia adalah mengkonsumsi 1 ml air untuk
setiap 1 kkal konsumsi energy tubuh atau
dapat juga diketahui berdasarkan estimasi total jumlah air yang keluar dari
dalam tubuh. Secara ratarata tubuh orang dewasa akan kehilangan 2.5 L cairan
per harinya. Sekitar 1.5 L cairan tubuh keluar melalui urin, 500 ml melalui
keluarnya keringat, 400 ml keluar dalam bentuk uap air melalui proses respirasi
(pernafasan) dan 100 ml keluar bersama dengan feces
(tinja). Sehingga
berdasarkan estimasi ini, konsumsi antara 8-10 gelas (1 gelas 240 ml) biasanya
dijadikan sebagai pedoman dalam pemenuhan kebutuhan cairan per- harinya.
1.8.2 Fungsi
Cairan Tubuh
D alam proses metabolisme yang terjadi di
dalam tubuh, air mempunyai 2 fungsi utama yaitu sebagai pembawa zat-zat nutrisi
seperti karbohidrat, vitamin dan mineral serta juga akan berfungsi sebagai
pembawa oksigen (O ) ke dalam 2 sel-sel tubuh. Selain itu, air di dalam tubuh
juga akan berfungsi untuk mengeluarkan produk samping hasil metabolisme seperti
karbon dioksida (CO ) dan juga senyawa nitrat. Selain ber peran dalam prose
smetabolisme, air yang terdapat di dalam tubuh juga akan memiliki berbagai
fungsi penting antara lain sebagai pelembab jaringan-jaringan tubuh seperti mata,
mulut & hidung, pelumas dalam cairan sendi tubuh, katalisator reaksi
biologik sel, pelindung organ dan jaringan tubuh serta juga akan membantu dalam
menjaga tekanan darah & konsentrasi zat terlarut. Selain itu agar
fungsi-fungsi tubuh dapat berjalan dengan normal, air di dalam tubuh juga akan
berfungsi sebagai pengatur panas untuk menjaga agar suhu tubuh tetap berada
pada kondisi ideal yaitu ± 37 C.
1.8.3 Distribusi
Cairan Tubuh
Di dalam tubuh
manusia, cairan akan terdistridusi ke dalam 2 kompartemen utama yaitu cairan intraselular
(ICF) dan cairan ekstrasellular (ECF). Cairan intraselular adalah cairan yang
terdapat di dalam sel sedangkan cairan ekstraselular adalah cairan yang
terdapat di luar sel. Kedua kompartemen ini dipisahkan oleh sel membran yang
memiliki permeabilitas tertentu. Hampir 67% dari total badan air (Body’s
Water) tubuh manusia terdapat di dalam cairan intrasellular dan 33% sisanya
akan berada pada cairan ekstrasellular. Air yang berada di dalam cairan
ekstrasellular ini kemudian akan terdistribusi kembali kedalam 2
Sub-Kompartemen yaitu pada cairan interstisial (ISF) dan cairan intravaskular
(plasma darah). 75% dari air pada kompartemen cairan ekstraselular ini akan
terdapat pada sela-sela sel (cairan interstisial) dan 25%-nya akan berada pada
plasma darah (cairan intravaskular). Pendistribusian air di dalam 2 kompartemen
utama (Cairan Intrasellular dan Cairan Ekstrasellular) ini sangat bergantung
pada jumlah elektrolit dan makromolekul yang terdapat dalam kedua kompartemen tersebut.
Karena sel membran yang memisahkan kedua kompartemen ini memiliki permeabilitas
yang berbeda untuk tiap zat, maka konsentrasi larutan (osmolality) pada
kedua kompartemen juga akan berbeda.
1.8.4 Elektrolit
Elektrolit yang terdapat pada cairan
tubuh akan berada dalam bentuk ion bebas (free ions). Secara umum
elektrolit dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis yaitu kation dan anion. Jika
elektrolit mempunyai muatan positif (+) maka elektrolit tersebut disebut
sebagai kation sedangkan jika elektrolit tersebut mempunyai muatan negatif (-)
maka elektrolit tersebut disebut sebagai anion. Contoh dari kation adalah
natrium (Na ) dan nalium (K ) & contoh dari anion adalah klorida (Cl ) dan
bikarbonat (HCO ). Elektrolit- elektrolit yang terdapat dalam jumlah besar di
dalam tubuh antara lain adalah natrium (Na ), kalium (K ), kalsium (Ca ),
magnesium (Mg ), klorida (Cl ), bikarbonat (HCO ), fosfat (HPO ) dan sulfat (SO
). Di dalam tubuh manusia, kesetimbangan antara air (H O)-elektrolit diatur
secara ketat agar sel-sel dan organ tubuh dapat berfungsi dengan baik. Pada
tubuh manusia, elektrolit-elektrolit ini akan memiliki fungsi antara lain dalam
menjaga tekanan osmotik tubuh, mengatur pendistribusian cairan ke dalam
kompartemen badan air (body’s fluid compartement), menjaga pH tubuh dan
juga akan terlibat dalam setiap reaksi oksidasi dan reduksi serta ikut berperan
dalam setiap proses metabolisme.
1.8.5 Mineral Makro
& Mikro
Berdasarkan
kebutuhannya di dalam tubuh, mineral dapat digolongkan menjadi 2 kelompok utama
yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang
menyusun hampir 1% dari total berat badan manusia dan dibutuhkan dengan jumlah
lebih dari 1000 mg/hari, sedangkan mineral mikro (Trace ) merupakan mineral
yang dibutuhkan dengan jumlah kurang dari 100 mg /hari dan menyusun lebih
kurang dari 0.01% dari total berat badan. Mineral yang termasuk di dalam
kategori mineral makro utama adalah kalsium (Ca), fosfor (P), magnesium (Mg),
sulfur (S), kalium (K), klorida (Cl), dan natrium (Na). Sedangkan mineral mikro
terdiri dari kromium (Cr), tembaga (Cu), fluoride (F), yodium (I) , besi (Fe),
mangan (Mn), silisium (Si) and seng (Zn). Dalam komposisi air
keringat, tiga mineral utama yaitu natrium, kalium & klorida merupakan
mineral dengan konsentrasi terbesar yang terdapat di dalamnya. Sehingga dengan
semakin besar laju pengeluaran keringat, maka laju kehilangan natrium , kalium
dan klorida dari dalam tubuh juga akan semakin besar. Diantara ketiganya,
natrium dan klorida merupakan mineral dengan konsentrasi tertinggi yang terbawa
keluar tubuh melalui kelenjar keringat (sweat glands).
1.9 Sel prokariotik dan sel
eukariotik
1.9.1 Sel prokariotik
Pada sel prokariota (dari bahasa Yunani, pro, 'sebelum'
dan karyon, 'biji'), tidak ada membran yang memisahkan DNA dari bagian sel lainnya, dan daerah tempat DNA terkonsentrasi di
sitoplasma disebut nukleoid. Kebanyakan prokariota merupakan organisme uniselular dengan sel berukuran
kecil (berdiameter 0,7–2,0 µm dan volumenya sekitar 1 µm3) serta
umumnya terdiri dari selubung sel, membran sel, sitoplasma, nukleoid, dan
beberapa struktur lain. Hampir semua sel prokariotik memiliki selubung sel di
luar membran selnya. Jika selubung tersebut mengandung suatu lapisan kaku yang
terbuat dari karbohidrat atau kompleks karbohidrat-protein, peptidoglikan, lapisan itu disebut
sebagai dinding sel. Kebanyakan bakteri memiliki suatu membran luar yang menutupi lapisan peptidoglikan,
dan ada pula bakteri yang memiliki selubung sel dari protein. Sementara itu, kebanyakan selubung sel arkea berbahan protein, walaupun ada juga yang berbahan peptidoglikan.
Selubung sel prokariota mencegah sel pecah akibat tekanan
osmosis pada lingkungan yang berkonsentrasi lebih rendah daripada
isi sel. Sejumlah prokariota memiliki struktur lain di luar selubung selnya. Banyak
jenis bakteri memiliki lapisan di luar dinding sel yang disebut kapsul
yang membantu sel bakteri melekat pada permukaan benda dan sel lain. Kapsul
juga dapat membantu sel bakteri menghindari jenis tertentu sel kekebalan tubuh manusia. Selain itu,
sejumlah bakteri melekat pada permukaan benda dan sel lain dengan benang
protein yang disebut pilus (jamak: pili) dan fimbria (jamak:
fimbriae). Banyak jenis bakteri bergerak menggunakan flagelum (jamak: flagela) yang melekat pada dinding
selnya dan berputar seperti motor. Prokariota umumnya memiliki satu molekul DNA
dengan struktur lingkar yang terkonsentrasi pada nukleoid. Selain itu,
prokariota sering kali juga memiliki bahan genetik tambahan yang disebut plasmid yang juga berstruktur DNA lingkar. Pada umumnya, plasmid tidak
dibutuhkan oleh sel untuk pertumbuhan meskipun sering kali plasmid membawa gen
tertentu yang memberikan keuntungan tambahan pada keadaan tertentu, misalnya resistansi terhadap antibiotik. Prokariota juga
memiliki sejumlah protein struktural yang disebut sitoskeleton, yang pada mulanya dianggap hanya ada pada eukariota. Protein skeleton tersebut meregulasi pembelahan
sel
dan berperan menentukan bentuk sel.
1.9.2 Sel eukariotik
Tidak seperti prokariota, sel eukariota (bahasa Yunani, eu,
'sebenarnya' dan karyon) memiliki nukleus. Diameter sel eukariota biasanya 10 hingga 100 µm, sepuluh kali
lebih besar daripada bakteri. Sitoplasma eukariota adalah daerah di antara nukleus dan membran sel. Sitoplasma ini terdiri
dari medium semicair yang disebut sitosol, yang di dalamnya terdapat organel-organel dengan bentuk dan
fungsi terspesialisasi serta sebagian besar tidak dimiliki prokariota.
Kebanyakan organel dibatasi oleh satu lapis membran, namun ada pula yang
dibatasi oleh dua membran, misalnya nukleus. Selain nukleus, sejumlah organel
lain dimiliki hampir semua sel eukariota, yaitu mitokondria, tempat sebagian besar metabolisme energi sel terjadi; retikulum endoplasma, suatu jaringan membran
tempat sintesis glikoprotein dan lipid; badan Golgi, yang mengarahkan hasil
sintesis sel ke tempat tujuannya; dan peroksisom, tempat perombakan asam lemak dan asam amino. Sel hewan, tetapi tidak sel tumbuhan, memiliki lisosom, yang menguraikan komponen sel yang rusak dan benda asing yang
dimasukkan oleh sel. Kloroplas, tempat terjadinya fotosintesis, hanya ditemukan pada
sel-sel tertentu daun tumbuhan dan sejumlah organisme uniselular. Baik sel tumbuhan
maupun sejumlah eukariota uniselular memiliki satu atau lebih vakuola, yaitu organel tempat menyimpan nutrien dan limbah serta tempat
terjadinya sejumlah reaksi penguraian. Jaringan protein serat sitoskeleton mempertahankan bentuk
sel dan mengendalikan pergerakan struktur di dalam sel eukariota. Sentriol, yang hanya ditemukan
pada sel hewan di dekat nukleus, juga terbuat dari sitoskeleton. Dinding sel yang kaku, terbuat dari
selulosa dan polimer lain, mengelilingi sel tumbuhan dan membuatnya kuat dan tegar. Fungi juga memiliki dinding sel, namun komposisinya berbeda dari
dinding sel bakteri maupun tumbuhan. Di antara dinding sel tumbuhan yang
bersebelahan terdapat saluran yang disebut plasmodesmata.
1.10 Hubungan Intersel
Terdapat dua jenis
bentuk tautan diantara sel yang membentuk jaringan :
1.10.1 Taut Kedap ( Tight Junction ), dikenal sebagai zonula okludens adalah tautan yang mengikat sel-sel satu sama
lainnya dan ke jaringan sekelilingnya .Tautan yang mengikat sel bersatu serta
memberikan kekuatan dan stabilitas
Taut kedap mengelilingi
batas apeks sel di dalam epitel seperti mukosa usus, dinding tubulus renalis
dan pleksus choroideus.Ia membentuk ridges dimana setengah dari satu sel
dan setengah dari yang lain , yang melekat kuat pada tautan sel sehingga ia
hampir menutup diantara ruang-ruang antara sel.
Fungsi dari taut kedap :
membentuk sawar bagi gerakan ion dan solut lain dari satu sisi epitel ke bagian
lain. mempertahankan polaritas sel, dimana ridge akan mencegah gerakan lateral
protein di dalam membrane sel dan akibatnya ia bekerja sebagai pagar yang
menjaga protein tetap terpasang
ke dalam membrane apeks didalam daerah
apeks
1.10.2Taut Celah ( Gap Junction ) adalah tautan yang
memungkinkan pemindahan ion dan molekul lain dari satu sel ke sel yang lain .
Taut celah memungkinkan perambatan cepat aktivitas listrik dari sel ke sel
serta pertukaran berbagai messenger kimia.Diameter tiap saluran diatur oleh Ca
2+ intrasel dan peningkatan dalam Ca 2+ menyebabkan subunit saling menyelip
yang akan mengurangi diameter saluran .Diameter ini bisa juga diatur oleh PH
dan voltase.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil mengenai sel yaitu :
·
Sel adalah kesatuan structural
dan fungsional makhluk hidup dimana keberadaannya sangat berpengaruh terhadap
kepribadian dan tingkah laku dari masing-masing makhluk hidup.
·
Sel didalam tubuh tidak selamanya
hidup karena akan mati dan mengalami reproduksi untuk bertahan.
B. Saran
Semoga makalah
ini dapat bermanfaat bagi penulisan makalah selanjutnya mengenai anatomi
fisiologi sel ataupun dalam praktikum tentang sel.
DAFTAR PUSTAKA
http://biologi.blogsome.com/2007/07/05/membran-sel-2/
http://www.morphostlab.com/artikel/transport-membran.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar