Metabolisme Sel

METABOLISME SEL

Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.

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.Contoh : fotosintesis (asimilasi C)

energi cahaya

6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02

klorofil glukosa

(energi kimia)

Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi 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.

2. Katabolisme (Dissimilasi), yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.Contoh:

enzim

C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.energi kimia

Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.

Molekul Yang Terlibat Dalam MetabolismeBiologi Kelas 3 > Biologi Sel

115

< Sebelum Sesudah >

1. ENZIMEnzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur

enzim terdiri dari:

• Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan

rusak bila suhu terlampau panas(termolabil).

• Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun

dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik

yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan

sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid

Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.

Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.

Sifat-sifat enzimEnzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.

2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena

enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.

3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat

pada enzim.

4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya

sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.

5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel

(ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.

6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada

juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-

katalisis pembentukan dan penguraian lemak.

lipase

Lemak + H2O ———————————> Asam lemak + Gliserol

7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif

(permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan

permukaan substrat tertentu.

8. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non

protein tambahan yang disebut kofaktor.

Gbr. Penghambatan Reversible terhadap kerja enzim

Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengarahi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi,

2+ 2+

contoh aktivator enzim: ion Mg, Ca, zat organik seperti koenzim-A.

Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.

2. ATP (Adenosin Tri Phosphat) Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan 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.

KatabolismeBiologi Kelas 3 > Biologi Sel

116

< Sebelum Sesudah >

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 energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirad, 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

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(gluLosa)

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :

1. Glikolisis.2. Daur Krebs.3. Transpor elektron respirasi.

1. Glikolids:Peristiwa perubahan :Glukosa Glulosa - 6 - fosfat Fruktosa 1,6 difosfat 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Asam piravat.Jadi hasil dari glikolisis :1.1. 2 molekul asam piravat.1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi

tinggi.1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia

Gbr. Bagan reaksi pada siklus Krebs

3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.

Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.

Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

PROSES AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis: Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP

2. Siklus Krebs:2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2

3. Rantai trsnspor elektron respirator:10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP

Total 38 ATP

Kesimpulan :Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.

Tumbuhan dan hewan memiliki perbedaan yang sangat besar, dimana tumbuhan tidak dapat bergerak dengan aktif seperti hewan. Hal ini disebabkan karena bentuk sel tumbuhan yang kaku sehingga tidak fleksibel, berbeda dengan sel hewan yang fleksibel dan bentuknya dapat berubah-ubah. Selain dari bentuknya, perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan juga dapat dibedakan dari hal-hal berikut:

Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Sel Tumbuhan

Sel tumbuhan lebih besar dari sel Hewan Tidak memiliki lisosom Tidak memiliki sentrosom Memiliki dinding sel dan membran sel Umumnya memiliki plastida Mempunyai bentuk yang tetap Memiliki vakuola ukuran besar, banyak

Sel Hewan

Sel Hewan lebih kecil dari sel Tumbuhan Tidak memiliki plastida Tidak memiliki dinding sel Memiliki lisosom Memiliki sentrosom Mempunyai bentuk tidak tetap Tidak memiliki vakuala (walaupun ada juga yang memiliki vakuola tapi  ukuran kecil).

Gambar Sel Hewan

Gambar Sel Tumbuhan

Perbedaan Antara sel hewan dengan sel tumbuhan, juga dapat juga anda lihat pada tabel dibawah ini:

Setiap makhluk hidup tersusun atas sel yang merupakan unit fungsional dan herediter terkecil dari makhluk hidup. Makhluk hidup ada yang tersusun atas satu sel saja yang disebut makhluk hidup uniselular dan tersusun atas jutaan bahkan milyaran sel yang disebut makhluk hidup multiselluler. Makhluk hidup tingkat tinggi yang termasuk dalam kingdom hewan dan tumbuhan tersusun atas milayaran sel. Sel tersebut dapat bekerja bersama-sama sesuai dengan tugas masing-masing sehingga makhluk hidup itu dapat hidup dan melaksanakan aktivitasnya.  Sel yang menyusun makhluk hidup tingkat tinggi memang sangat kecil  ukurannya sehingga tidak dapat dilihat dengan alat  bantu yang sederhana,  tetapi memiliki tugas yang sangat besar layaknya sebuah kota yang memiliki   bagian-bagian untuk menunjang kehidupan kota. Bagian-bagian yang menunjang kehidupan sel disebut organel-organel. Demikian illustrasi tugas dan aktivitas sebuah sel makhluk hidup yang sangat rumit.

Antara sel hewan dan tumbuhan telah memiliki tugas  sendiri-sendiri  yang berbeda sehingga organel penyusun keduanya juga berbeda sesuai tugas  masing-masing. Dibawah ini organel penyusun sel tumbuhan dan sel hewan.

Bagian-bagian Sel tumbuhan :

Dinding sel Membran sel Protoplasma Nukleus Retikulum endoplasma Ribosoma Mitokondria Apparatus golgi Peroksisom Mikrotubula/mikrofilamen Kloroplas Vakuola

Bagian bagian Sel sel hewan

Membran sel Protoplasma Nukleus Retikulum endoplasma Ribosoma Mitokondria Apparatus golgi Peroksisom Mikrotubula/mikrofilamen lisosom vakuola

Penjelasan:

Dinding sel Merupakan penyusun sel tumbuhan yang tersusun atas serat-serat sellulosa, bersifat tebal dan kaku untuk membantu mempertahankan bentuk sel dan melindungi sel  dari kerusakan mekanis. Dinding sel terdapat  plasmodesmata yang berfungsi untuk hubungan dengan sel  disebelahnya

Vakuola   Adalah suatu rongga yang berisi cairan yang dikelilingi oleh  selapis membran yang disebut tonoplas. Vakuola berisi  cairan yang berupa larutan garam mineral, gula, oksigen,  asam organik, CO2, pigmen, enzim dan sisa metabolime yang lain. Vakuola merupakan organela yang berfungsi  untuk menimbun sisa-sisa metabolisme dan untuk  penguraian molekul-molekul sederhana (berfungsi seperti lisosom). Pada hewan terdapat vakuola tetapi sangat kecil atau justru tidak terlihat.

Mitokondria   Adalah organel yang memiliki struktur amat kompleks yang berfungsi untuk membentuk energi atau disebut “the power house” mitokondria merupakan tempat berlangsungya  respirasi aerobik pada tingkat selluler. Mitokondria memiliki enzim-enzim yang berperanan untuk mengatur daur krebs  yaitu sitokrom.

Kloroplas  Adalah organel yang berperanan dalam fotosintesis karena  adanya klorofil dan pigmen-pigmen fotosintetik.

Lisosom merupakan organel yang berperanan dalam kegiatan fagositik karena di dalam lisosom banyak  terkandung enzim pencerna hidrolitik seperti protease, nuklease, lipase, dan fosfatase. Secara umum fungsi lisosom  adalah untuk penguraian molekul-molekul.

Mikrotubulus Adalah organel berbentuk benang-benang silindris yang  tersusun atas protein. mikrotubula bersifat kaku sehingga  berfungsi sebagai ‘rangka sel’ yang berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel.

Pada saat pembelahan mikrotubulus beroperanan dalam pembelahan dengan menjadi benang-benang gelendong.

Mikrofilamen  Organel sejenis mikrotubulus yang tersusun atas protein aktin dan myosin. Fungsi dari mikrofilamin adalah dalam  bergerakan sel . dalam makhluk hidup tingkat tinggi.  Pergerakan/ aliran sitoplasma di atur oleh mikrofilamen.

Peroksisom merupakan organel yang senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengadnung katalase dan oksidase. Enzim ini akan mengkatalisis H2O2 yang berbahaya bagi tubuh. Selain itu lisosom berfungsi untuk perubahan lemak menjadi karohidrat seta perubahan purin.

Membran sel Merupakan bagian terluar sel hewan yang membatasi isi sel dengan lingkungan. Organel ini berfungsi sebagai selaput pelindung dan pengontrol yang bersifat semi permeabel untuk mengendalikan pertukaran zat antara sitoplasma dengan lingkungan sel. Membran sel tersusun atas selaput lipoprotein (lipida dan protein)

Sitoplasma/protoplasma Adalah cairan sel yang mengisi ruangan antara membran sel dengan inti sel. Sitoplasma tersusun atas bahan dasar cair  yang disebut sitosol yang berisi air dan senyawa organik terlarut seperti : garam, asam lemak, asam amino, gula nukleotida, protein, dsb. Sitoplasma  merupakan sumber bahan kimia yang penting dan merupakan tempat berlangsungnya metabolisme tertentu seperti glikolisis, sintesis protein, sintesis asam lemak, dsb.

Nuleus Adalah organel terbesar yang berbentuk bulat hingga oval, berfungsi  untuk mengendalikan seluruh kegiatan sel. Sel eukariotik memiliki membran inti/karioteka sementara sel prokariotik tidak memiliki membran inti/karioteka.

Retikulum endoplasma Adalah organel yang bertindak sebagai saluran-saluran dalam sitoplasma yang menghubungkan membran sel dengan nukleus. Fungsi dari retikulum endoplasma adalah untuk transportasi protein.

Ribosoma Organel yang terdapat bebas didalam sitoplasma atau menempel pada retikulum endoplasma yang tersusun atas protein dan RNA. Ribosom berfungsi untuk sisntesis protein.

Apparatus golgi Organel yang berbentu seperti kantong pipih yang berbentuk jala yang terpusat pada salah satu sisi nukleus.

Organel ini berfungsi untuk pengemasan dan sekresi protein.[ps]

Read more: http://www.pustakasekolah.com/gambar-sel-hewan-dan-tumbuhan-beserta-keterangannya.html#ixzz3qG1ju0vV

Pembelahan selDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasLangsung ke: navigasi, cari

Tiga jenis pembelahan sel

Pembelahan sel adalah suatu proses yang membagi satu sel induk menjadi dua atau lebih sel anak.[1] Pembelahan sel biasanya merupakan bagian kecil dari suatu siklus sel yang lebih besar.

Komparasi Pembelahan[sunting | sunting sumber]

Pembelahan sel pada prokariota dikenal dengan nama pembelahan biner. Pembelahan yang dimaksud betujuan untuk kepentingan reproduksi. Sel yang dihasilkan adalah sel anak yang memiliki otonomi sendiri. Pembelahan sel pada eukariota ada dua jenis, yaitu mitosis dan meiosis. Mitosis menghasilkan sel anak yang dapat membelah lagi, sedangkan meiosis mengubah suatu sel menjadi suatu gamet yang tidak dapat membelah lagi hingga fertilisasi.

Komparasi Mitosis dengan Meiosis[sunting | sunting sumber]

Mitosis

Komparasi Mitosis dengan Meiosis[sunting | sunting sumber]

Mitosis

Tempat  : sel autosomatik Tujuan  : pertumbuhan Ploidisasi : ninduk = nanak Ada interfase sebelum pembelahan dilakukan

Meiosis

Tempat  : sel gonatik Tujuan  : membentuk gonad Ploidisasi : ninduk = setengah nanak Tidak ada interfase antara Meiosis I dengan Meiosis II

Pembelahan Mitotik dapat dibagi menjadi lima fase, yakni:

Interfase  : Dapat belangsung selama beberapa jam, hari, bulan, bahkan tahun. (Sel gonad memiliki tahap interfase yang lama)

Profase  : Fase pembelahan terlama dimana sel malakukan persiapan, baik sintesis protein, lipid, dll. Sentriol kemudian menginvasi nukleus. Mikrofilamen memanjang dari pangkal sentriol dan menempel pada kromatin pada bagian kinetochore.

Metafase  : Kromatin yang telah menjadi kromosom mengumpul di ekuator nukleus, nukleolus pecah menjadi butiran.

Anafase  : Bagian yang paling cepat dimana sel ditarik ke dua badan kutub oleh dua sentriol.

Telofase  : Akhir pembelahan dimana sel menjadi dua dan memisah bersama terbaginya organel-organel sel.

Keseluruhan dari proses tersebut berkisar antara 60-80 menit.

Home » Hewan » Tumbuhan » Fase-fase Pembelahan Sel Mitosis

Fase-fase Pembelahan Sel Mitosis

advertisement

Reproduksi Sel:  Mitosis

Reproduksi sel bertujuan untuk menambah jumlah dan jenis sel, atau membentuk sel-sel lain

dengan tujuan tertentu. Ada tiga jenis pembelahan sel, yaitu amitosis, mitosis, dan meiosis.

Pembelahan Amitosis

Pembelahan amitosis merupakan pembelahan sel yang tidak melalui urutan tahap-tahap

tertentu. Pada pembelahan ini nukleus langsung membelah menjadi dua lalu didistribusikan pada

sel anak tanpa didahului oleh pembentukan benang spindel, peleburan membran inti,

penampakan kromosom, atau ciri lain. Contoh pembelahan ini terjadi pada

bakteri, Amoeba, Paramecium, atau alga biru.

Perhatikan pembelahan pada Amoeba tersebut. Itu adalah contoh pembelahan amitosis

Pembelahan Mitosis

Pembelahan mitosis merupakan pembelahan sel yang melalui tahap-tahap pembelahan tertentu,

yaitu: profase, metafase, anafase, dan telofase (PMAT). Pembelahan ini memiliki ciri sebagai

berikut:

terjadi pada pembelahan sel tubuh (somatis)

bertujuan untuk pertumbuhan dan regenerasi

menghasilkan dua sel anak yang identik dengan sel induk semula (diploid menjadi diploid/haploid menjadi haploid)

berlangsung dalam satu kali PMAT

 Tahap-tahap yang berlangsung pada pembelahan mitosis adalah sebagai berikut:

1. Profase : Tahap ini merupakan fase pembelahan mitosis yang paling lama dan paling banyak memerlukan energi. Peristiwa yang berlangsung selama profase adalah sebagai berikut: 

benang kromatin menjadi kromosom, lalu kromosom mengganda menjadi dua kromatid tetapi masih melekat dalam satu sentromer

membran inti dan nukleolus lenyap

sentrosom memisah menjadi dua sentriole, dan diantaranya terbentang benang spindel

2. Metafase : Pada tahap ini kromosom terletak berjajar pada bidang ekuator. Bagian sentromer kromosom berikatan dengan kinetokor yang berhubungan dengan benang spindel. Pada fase ini kromosom tampak paling jelas terlihat sehingga jumlahnya mudah diidentifikasi. Metafase adalah tahap yang memerlukan energi terkecil dan waktu yang paling

singkat.

3. Anafase : Saat anafase sentromer membelah, lalu benang spindel menarik kromosom menuju kutub sel yang berlawanan. Pergerakan kromosom tersebut dipengaruhi oleh enzim dynein.

4. Telofase : Pada tahap ini terjadi peristiwa sebagai berikut: 

Kromosom berubah menjadi benang kromatin

Membran inti dan nukleolus terbentuk kembali

Terjadi sitokinesis (pembagian sitoplasma) sehingga dihasilkan dua sel yang identik dengan sel semula

Siklus sel

Di antara mitosis pertama dan mitosis berikutnya terdapat interfase. Saat interfase sel tidak

membelah melainkan aktif melakukan metabolisme untuk pertumbuhan dan pembentukan

energi untuk pembelahan mitosis berikutnya. Interfase tidak termasuk dalam tahap PMAT dan

dibedakan dalam tiga tahap, yaitu:

G1 (gap 1)    : merupakan akhir mitosis dan awal sintesis (presintesis), pada fase ini sel mulai tumbuh membesar

S (sintesis)    : terjadi duplikasi organel dan sintesis DNA, pada tahap ini sel aktif melakukan metabolisme, tumbuh, dan berkembang

G2 (gap2)    : merupakan akhir fase sintesis (postsintesis) dan awal dari mitosis berikutnya

Demikian seterusnya, setelah selesai melakukan pembelahan pada tahap mitotik, sel akan

masuk interfase, dilanjutkan mitosis lagi, dan seterusnya. Hampir pada setiap kasus misalnya

pembelahan sel untuk penyembuhan luka (regenerasi), sel akan berhenti membelah manakala

luka telah sembuh.

Itulah salah satu kehebatan sel. Tahu kapan harus membelah, dan tahu kapan harus berhenti.

Sel yang tahu diri untuk berhenti dari pembelahan akan masuk ke fase G0 atau fase stationer.

Pada tahap ini sel tidak akan melakukan pembelahan. Jika terjadi luka, sel segera memasuki fase

G1 untuk melakukan pembelahan. Sel yang tidak tahu diri, harusnya masuk G0 tetapi nekat

masuk ke G1, itulah yang disebut sel tumor atau kanker.