Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
Sel adalah unit terkecil dalam organism hidup, baik dalam dunia hewan maupun
tumbuhan. Dalam bab ini akan dibahas struktur dan fungsi sel secara umum. Sel trediri atas
protoplasma yaitu isi sel yang terbungkus oleh suatu membrane atau selapu sel. Pada tahun
1957 dougherty mengemukakan dua istilah sel, yaitu prokariotik dan ekariotik. Sel prikariotik
ialah sel yang mempunyai susunan atau komponen yang sederhana. Artinya didalam
protoplasma tidak ada organel atau bagian-bagian sel selain inti yang secara terpisah
terbungkus oleh membrane. System pernapasan sel berkaitan dengan membrane plasma.
Oksigen dari luar sel masuk kedalam plasma melalui membrane dan karbondioksida
dikeluarkan dari dalam sel melalui membrane ini pula. Sebagai contoh sel prokariotik ialah
bakteri. Sel ekariotik mempunyai susunan dan komponen yang lebih komleks. Di dalam
plasma sel terdapat inti sel dan organel lain yang secara terisah terbungkus oleh membrane,
misalnya mitokondria, ribosom dan lain-lainnya. Pada sel ekariotik pernapasan sel
berlangsung pada mitokondria. Dalam mitokondria oksigen digunakan dan karbondoksida
yang terbentuk dikeluarkan dari mitokondria dan kemudian dikeluarkan dari dalam sel
melalui membrane plasma.
Tubuh manusia terditi atas berjuta-juta sel yang mempunyai berbagai bentuk. Sel-sel
yang sama atau mirip bentuknya secara bersma-sama membentuk jaringan tertentu, misalnya
jaringan otot, jaringan saraf, dan lain-lain. Ada sel yang berbentuk bulat pipih, bentuk serabut
panjang , bentuk kubus, dan lain-lain.
Beberapa contoh bentuk sel ialah sel pada jaringan penghubung, sel darah
merah(eritrosit) dan sela darah putih (leukosit), sel jaringan saraf,sel otot, dan sel ginjal.
Selain bentuk yang berbeda-beda ukuran sel pin bermaa-macam. Sel eritrosit mempunyai
diameter 0,008 mm, sel otot berukuran panjang 4 cm, sel saraf dapat mencapai panjang 70 cm
dengan diameter 0,125 mm.
Sel Darah Merah
Pseudomonas aeruginosa
BAB II
PEMBAHASAN
A. ORGANEL SEL
Membran Sel
Telah dijelaskan bahwa tiap sel terbungkus oleh uatu membrane semipermiabel
selektif, yaitu yang memisahkan bagian dalam sel dengan lingkungan luarnya. Membrane ini
biasanya disebut juga membrane plasma karena membungkus plasma sel. Dengan adanya
membrane ini, sel dapat mengatur lingkungan dalamnya untuk kepentingan tertentu,
menggunakan energy untuk mempertahankan lingkungan dalam sel, walaupun lingkungan
luar sel mengalami perubahan. Membrane ini juga berfungsi membatasi perpindahan zat-zat
dari luar sel. Membrane memiliki sifat dapat memilh dan melakukan seleksi zat-zat dari
dalam sel yang boleh keluar dari sel atau zat-zat dari luar sel yang boleh masuk ke dalam sel.
Membrane sel ini bahkan memungkinkan terjadinya pemindahan zat dari konsentrasi yang
rendah ke konsentrasi yang lebih tinggi, jadi melawan atau bertentangan dengan gradient
konsentrasi.
Membran sel mempunyai ukuran tebal antara 75 sampai 100 Angstrom dan bersifat
elastic. Analisi kimia menunjukan bahwa membrane sel terdiri atas 60% protein dan 40%
lipid. Protein dalam membrane terutama ialah stromatin, yaitu suatu jenis protein yang
bersifat elastic dan tidak dapat larut. Adapun lipid yang membentuk membrane sel terdiri atas
65% fosfolipid, 25% kolesterol dan 10% lipid yang lain. Susunan kimia membrane ini
ternyata tidak selalu sama, tetapi berbeda untuk sel-sel yang berbeda jenisnya. Membrane sel
terbentuk oleh beberapa lapisan yaitu lapisan lipid di bagian tengah dan dilapisi oleh lapisan
protein. Di tengah-tengah lapisan lipid terdapat cairan yang memisahkan lapisan lipid.
Molekul lipid tersusun sedemikian rupa sehingga merupakan lapisan bagian dalam. Bagian
molekul lipid yang bersifat polar berkaitan dengan molekul protein, sedangkan bagian
nonpolar berada di bagian dalam bersama dengan cairan yang terdapat di lapisan tengah.
Adanya lapisan protein di bagian luar menjadikan membrane sel bersifat hidrofil, artinya
molekul air dapat dengan mudah menempel pada membrane. Pada membrane terdapat pri-
pori yaitu lubang-lubang yang sangat kecil dengan diameter kira-kira 7 Angstrom.
Diperkirakan sebagian dari molekul-molekul yang berukuran kecil dapat masuk kedalam sel
melalui pori ini. Sejumlah enzim terdapat pada membrane sel dan berfungsi sebagai katalis
dalam beberapa metabolism, sehingga membrane sel dapat menjadi tempat berlangsungnya
reaksi metabolism.
Sitoplasma
Sitoplasma adalah fase cair dalam sel yang mengandung berbagai macam konstituen
berupa organel sel, antara lain mitokondria, ribosom dan lain-lain. Zat-zat yang terlarut dalam
sitoplasma antara lain protein, RNA metabolic untuk digunakan oleh sel (misalnya glukosa),
elektrolit dan beberapa sisa dari hasil kegiatan sel, misalnya urea, kreatinin, asam urat,
enzim-enzim yang digunakan untuk proses glikolisis, yaitu perubahan glukosa menjadi asam
piruvat dan laktat, serta enzim untuk biosintesis asam lemak terdapat dalam sitoplasma.
Sitoplasma yang terletak dekat membran sel lebih kental disebut ektoplasma, sedangkan yang
ada diantara ektoplasma dengan membrane inti disebut endoplasma. Beberapa organel yang
terdapat pada sitoplasma adalah endoplasmic reticulum, mitokondria, lisosom, mikrosom,
granula, kompleks golgi, dan lain-lain.
Endoplasmik Retikulum
Di beberapa tepat, membrane sel membentuk lorong-lorong kecil yang masuk ke
bagian dalam sitoplasma dan membentuk jarinh-jaring. Lorong-lorong ini disebut
endoplasmic reticulum. Dibagian dalam sel,endoplasmic reticulum berhubungan dengan
membrane sel. Diperkirakan endoplasmic reticulum ini digunakan sebagai saluran zat-zat dari
inti sel keseluruh bagian sitoplasma. Pada dinding endoplasmic retiklulm terdapat partikel-
partikel yang disebut ribosom.
Ribosom terdapat dalam jumlah banyak pada dinding endoplasmic reticulum dan
mempunyai susunan 50% RNA dan 50% protein. Biosintesis protein berlangsung dalam
ribosom, karena itu sel yang memproduksi protein dalam jumlah besar, mengandung banyak
ribosom.
Mitokondria
Mitokondria terdapat dalam semua sel hanya jumlah bervariasi dari beberapa ratus
hingga beberapa ribu. Mitokondria berbentuk bulat panjang dengan beberapa ukuran,
mempunyai membrane ganda, yaitu membrane luar dan membrane dalam. Membrane dalam
membentuk lipatan-lipatan yang disebut kristae, dimana terdapat enzim-enzim oksidase.
Bagian dalam mitokondria terisi oleh zat yang kental, disebut matriks. Dalam mitokondria ini
berlangsung proses oksidasi zat-zat dalam makanan yang menghasilkan energy. Energy yang
terjadi dalam oksidasi ini digunakan untuk membentuk molekul ATP. Bila diperlukan ATPP
ini dapat memberikan energy yang disimpannya. Jadi dapat dikatakan bahwa mitokondria
adalah tempat pembangkit energy sel. Zat-zat dalam makanan dioksidasi oleh beberapa enzim
dalam mitokondria melalui reaksi-reaksi dalam siklus asam sitrat, dimana terjadi reaksi
dehidrogenasi dan dekarboksilasi. Proses ini membutuhkan oksigen yang dengan ion
hydrogen dan electron yang dilepaskan pada reaksi pada reaksi dalam siklus asam sitrat itu
akan membentuk molekul air. Rangkaian reaksi perpindahan electron dapat menimbulkan
energy yang dapat digunakan untuk membentuk ATP. Proses ini disebut pernapasan sel
karena menggunakan penggunaan oksigen.
Mitokondria
Lisosom
Lisosom adalah organel sel yang mempunyai diameter antara 250 sampai 270
milimikrom, berisi sejumlah partikel kecil dengan diameter berukuran 55-80 Angstrom.
Dalam partikel ini terdapat enzim-enzim yang bekerja pada hidrolisis, khususnya hidrolisis
terdapat molekul-molekul besar sebagai contoh protein akan terhidrolisis menjadi asam
amino, glikogen menjadi glukosa dan lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Pada saat sel
yang mati, lisosom pecah dan enzim yang bekerja pada proses hidrolisis masuk ke dalam
sitoplasma dan menyebabkan terjadinya proses hidrolisis dalam sel sendiri sehingga sel akan
rusak. Dalam sel darah putih atau leukosit terdapat lisosom yang berguna dalam merusak
bakteri yang dapat ditangkap oleh sel leukosit tersebut.
Kompleks Golgi
Kompleks Golgi terletak didekat inti sel dan mempunyai hubungan dengan
endoplasmic reticulum.dalam kompleks golgi berlangsung reaksi pembentukkan
glikoprotein, yaitu gabungan karbohidrat dengan protein. Protein yang terbentuk dari asam –
asam amino dalam ribosom dibawa ke endoplasmic reticulum , kemudian diteruskan kedalam
komplek golgi dimana berlangsung reaksi dengan karbohidrat membentuk glikoprotein.
Disamping itu kompleks golgi berfungsi mengatur keadaan membrane sel. Yaitu mengatur
pemisahan zat-zat kedalam sitoplasma dan keluar dari sel melalui membran sel. Tidak semua
sel mempunyai kompleks golgi.
Badan golgi
Inti Sel
Inti sel merupakan pusat sel yang mengatur reaksi-reaksi yang berlngsung dalam sel
dan juga reprodukisi sel. Bentuk inti sel umumnya bulat dan terletak dibagian tengah sebuah
sel.inti sel terpisah dari sitoplasma oleh membrane sel. Didalam inti sel terdapat
nukleoplasma yaitu cau=iran kental, dan nucleolus yaitu bagian yang lebih padat tetapi tidak
terbungkus oleh suatu membrane.
Inti sel terutama mengandung asam ribonukleat (RNA) dan ini membuktikan bahwa
disini terjadi sintesis RNA yang kemudian kedalam ribosom. Membrane ini terdiri atas 2
lapiasan yang mempunyai pori-pori yang berukuran 400-700 Angstrom. Pori-pori ini cukup
besar untuk dapat dilalui oleh molekul protei dari dalam inti kedalam sitoplasma. Terdapat
hubungan antara membrane inti dengan endoplasmic reticulum. Dengan demikian
diperkirakan beberapa senyawa yang dibuat di dalam inti dapat dibawa keberbagai tempat
dalam sitoplasma melalui endoplasmik reticulum.
Dalam ini terdapat kromatin atau kromosom yang terdiri atas serat-serat DNA yang
bergabung dengan histon. Inti sel juga mengandung beberapa enzim antara lain DNA
polymerase, RNA polymerase dan enzim yang digunakan dalam proses glikolisis maupun
siklus asam sitrat. Dalam nucleus terdapat enzim-enzim RNA polymerase, RNA ase, NADP
pirofosforilase ATP ase, tetapi tidak terdapat DNA polymerase.
B. TRANSPORTASI MELALUI MEMBRAN
Telah dijelaskan bahwa membrane sel berfungsi mengatur zat-zat yang masuk
kedalam sel maupun yang keluar dari sel. Ada beberapa cara metabolit berpindah melalui
intra sel.
Difusi Biasa
Metabolit yang mempunyai bobot molekul rendah dapat berdifusi melalui membrane .
proses difusi dapat berlangsung apabila ada perbedaan konsentrasi antara kedua larutan yang
dipisahkan oleh membrane itu. Dalam proses dufusi ini zat yang terlarut dapat berpindah dari
larutan yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi yang rendah, hingga tercapai keadaan
keseimbangan. Pada keadaan keseimbangan, konsentrasi kedua larutan sama besar.
Osmosis
Tidak semua molekul dapat bergerak melalui suatu membrane. Demikian pula tidak
semua membrane dapat dilalui dengan leluasa oleh berbagai molekul. Membrane demikian
disebut membrane semipermeabel atau permiabel selektif. Telah dijelaskan bahwa membrane
sel harus dapat membungkus inti sel, tetapi dapat dilalui oleh oksigen dan zat-zat pada
makanan dari luar kedalam sel, serta dapat dilalui oleh karbondioksida dan zat-at yang akan
dibuang keluar dari dalam sel. Proses osmosis ialah proses perpindahan pelarut suatu zat
melalui membrane permiabel selektif. Sebagai pelarut zat pada makanan dalam tubuh ialah
air. Oleh karena itu osmosis yang trejadi ialah proses perpindahan air melalui membrane sel.
Perpindahan air berlangsung dari laritan yang encer ke dalam larutan yang lebih pekat dan
mengakibatkan terjadinya suatu tekanan dari zat cair yang disebut dengan tekanan osmosis.
Sel dalam tubuh dikelilingi oleh cairan tertentu yang mempunyai tekanan osmosis yang sama
dengan cairan atau plasma sel. Dalam hal ini kedua cairan tersebut disebit isotonic. Sel darah
merah bersifat isotonic terhadap plasma darah diluar sel. Apabila sel darah merah
ditempatkan pada air destilasi atau cairan yang mempunyai tekanan osmosis lebih rendah
(hipotonik) maka air akan masuk ke dalam sel darah merah, sehingga sel akan
menggelembung dan pecah. Sebaliknya bila sel darah ditempatkan pada larutan yang
mempunyai tekanan osmosis lebih besar (hipertonik) daripada sel darah merah, maka air akan
keluar dari dalam sel sehingga sel akan mengecil.
Transpor Pasif
Pada dasarnya proses transport pasif sama dengan difusi biasa, yaitu berlangsung dari
konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah. Zat yang berdifusi pada proses difusi
biasa tidak mengalami suatu perubahan selama proses berlangsung. Di samping itu kecepatan
difusi tergantung pada selisih konsentrasi zat yang terlarut selama proses berlangsung, artinya
apabila selisih konsentrasi menurun, maka kecepatan difusi juga menurun. Kenaikan suhu 10
derajat akan menaikan kecepatan difusi kira-kira sebesar 1, 4 kali.
Pada proses transport pasif, senyawa yang berdifusi diikat oleh suatu senyawa lain
yang terdapat dalam membrane, kemudian di angkut ke pihak lain dan dilepaskan lagi dalam
bentuk senyawa semula. Senyawa yang mengangkut zat yang berdifusi dinamakan
“pengangkut”. Ada beberapa karakteristik pada proses transport pasif.
Pertama, proses transport pasif ini memperlihatkan adanya kecepatan maksimum.
Pada proses transport pasif terdapat kecepatan maksimum pada konsentrasi tertentu. I ni
berarti bahwa pada konsentrasi yang lebih besar lagi, kecepatan awal difusi tidak bertambah
besar. Sedangkan pada proses difusi biasa kecepata difusi awal bertambah besar apabila
konsentrasi diperbesar.
Pada konsentrasi yang sama, kecepatan awal transport pasif lebih besar pada difusi
biasa. Kecepatan difusi maksimum terdapat pada konsentrasi besar, karena pengangkut sudah
jenuh, sehingga tidak mungkin menampung atau mengikat senyawa lagi.
Kedua, proses difusi atau transport pasif ini mempunyai ke khasan bagi zat yang
berdifusi sebagai contoh sel eritrosit beberapa vertebrata mempunyai system transport
melalui membrane yang dapat mempermudah atau mempercepat masuknya D-glukosa atau
monsakarida yang strukturnya mirip glukosa, tetapi tidak mempunyai aktivitas semacam itu
terhadap D-fruktosa atau suatu disakarida laktosa. Ke khasan lain bersifat ke khasa ruang.
Sebagai contoh system transport pada membrane sel hewan lebih aktif terhadap L-asam
amino dari pada isomer D-asam amino. Dengan adanya karakteristik yang kedua ini
dikemukakan anggapan bahwa pada molekul pengangkut terdapat bagian yang khas untuk
berkaitan dengan zat yang diangkut berdifusi. Hal ini analog dengan pembentukan kompleks
enzim substrat.
Ketiga, transport pasif ini dapat dihambat secara khas pula apabila terdapat zat
strukturnya mirip dengan zat yang berdifusi, maka ada kemungkinan terjadi hambatan. Zat
yang menghambat dapat membentuk ikatan dengan molekul pengangkut, sehingga bagian
yang khas terpakai oleh inhibitor. Dengan demikian tidak terjadi ikatn antara zat yang
berdifusi dengan molekul pengangkut.
Transpor Aktif
Pada proses transport pasif, suatu zat berpindah dari tempat yang berkonsentrasi t
Inggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah. Sebaliknya, adapula ion-ion yang dapat
berpindah dar umumnya suatu tempat berkonsentrasi rendah ke tempat berkonsentrasi tinggi.
Pada umumnya orang sependapat bahwa perpindahan suatu zat yang bertentangan dengan
gradient konsentrasi, merupakan proses perpindahan aktif atau transport aktif dengan
menggunakan sjumlah energy yang diperoleh dari dalam sel. Energy yang digunakan berasal
dari molekul ATP. Dengan demikian apabila pembentukan energy dalam sel dihambat oleh
suatu inhibitor, maka transport aktif secara tidak langsung ikut terhambat. Ada beberapa
kemungkinan transport aktif yang dikemukakan orang. Pertama, zat (A) masuk ke dalam
membrane dari luar, kemudian dalam membrane mengalami proses kimia seperti fosforilasi,
tetapi kembali seprti keadaan semula (A) pada waktu masuk ke dalam sel. Reaksi fosforilasi
melibatkan ATP sebagai sumber energy dan gugus fosfat yang diikat pada molekul zat A,
akan dilepas lagi sebagai gugus fosfat anorganik mekanisme kedua mengemukakan adanya
molekul X sebagai pengangkut zat A.
Setelah terjadi Xo maka zat A yang masuk ke dalam membran sel bergabung
dengan Xo membentuk kompleks AXo. Setelah melalui membrane sel, maka zat A dilepaskan
dari kompleks AXo dan masuk ke dalam sel, sedangkan bentuk Xo berubah lagi menjadi X.
Demikian seterusnya X akan menjadi Xo dengan menggukan energi. Mekanisme ketiga
diajukan oleh S. Roseman yang telah meneliti proses transport aktif glukosa melalui
membrane bakteri. Menurut mekanisme ini, gula setelah berada di bagian dalam sel segera
dirubah menjadi derivate fosfat atau glukosafosfat. Yang berperan sebagai perantara dalam
hal ini ialah suatu protein dengan bobot molekul rendah dan yang mengandung histidin
(HPr). Zat ini tahan terhadap panas, tidak mengandung karbohidrat dan fosfat. Pada tepi luar
membrane sel, glukosa membentuk kompleks dengan enzim II (EII glukosa). Pada tepi dalam
membrane terjadi reaksi dengan P-HPr dan membentuk glukosa-6-fosfat yang tidak dapat
keluar dari dalam sel.
Transpor aktif ini sangat penting artinya dalam komposisi eektrolit di dalam dan di
luar sel. Sebagai contoh konsentrasi normal K+ di dalam sel tubuh manusia kira-kira 130 mek
(mili ekivalen) per liter, sedangkan di luar sel kira-kira 4 mek per liter. Konsentrasi Na + di
luar sel 140 mek per liter, sedangkan di dalam sel 10 mek per liter. Oleh karena Na+
dikeluarkan dari dalam sel dan K+ dimasukkan ke dalam sel, maka proses yang terjadi adalah
transport aktif. Sebagai zat pengangkut pada transport Na+ diperkirakan asamfosfatidat.
Setelah terjadi Xo maka zat A yang masuk ke dalam membran sel bergabung
dengan Xo membentuk kompleks AXo. Setelah melalui membrane sel, maka zat A dilepaskan
dari kompleks AXo dan masuk ke dalam sel, sedangkan bentuk Xo berubah lagi menjadi X.
Demikian seterusnya X akan menjadi Xo dengan menggukan energi. Mekanisme ketiga
diajukan oleh S. Roseman yang telah meneliti proses transport aktif glukosa melalui
membrane bakteri. Menurut mekanisme ini, gula setelah berada di bagian dalam sel segera
dirubah menjadi derivate fosfat atau glukosafosfat. Yang berperan sebagai perantara dalam
hal ini ialah suatu protein dengan bobot molekul rendah dan yang mengandung histidin
(HPr). Zat ini tahan terhadap panas, tidak mengandung karbohidrat dan fosfat. Pada tepi luar
membrane sel, glukosa membentuk kompleks dengan enzim II (EII glukosa). Pada tepi dalam
membrane terjadi reaksi dengan P-HPr dan membentuk glukosa-6-fosfat yang tidak dapat
keluar dari dalam sel.
Transpor aktif ini sangat penting artinya dalam komposisi elektrolit di dalam dan di
luar sel. Sebagai contoh konsentrasi normal K+ di dalam sel tubuh manusia kira-kira 130 mek
(mili ekivalen) per liter, sedangkan di luar sel kira-kira 4 mek per liter. Konsentrasi Na + di
luar sel 140 mek per liter, sedangkan di dalam sel 10 mek per liter. Oleh karena Na+
dikeluarkan dari dalam sel dan K+ dimasukkan ke dalam sel, maka proses yang terjadi adalah
transport aktif. Sebagai zat pengangkut pada transport Na+ diperkirakan asamfosfatidat.
top related