Struktur Sel dan Fungsi Sel: Pengertian, Cara Mengamati, Bagian Sel, dll

Secara struktur, sel merupakan penyusun tubuh makhluk hidup. Sel adalah unit terkecil dari makhluk hidup. Sel juga merupakan kesatuan fungsional kehidupan. Artinya, sel dapat melakukan proses kehidupan seperti perombakan, sintesis, respirasi, dan lain-lain.

Berdasarkan jumlah sel penyusunnya, maka organisme dibedakan menjadi organisme uniseluler yaitu hanya terdiri atas satu sel, misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan Protozoa dan organisme multiseluler yaitu terdiri atas banyak sel, misalnya hewan, tumbuhan, dan manusia.

A. Pengertian Sel

1. Sejarah Singkat dan Definisi

Istilah sel pertama kali dipakai oleh Robert Hooke, kira-kira 300 tahun yang lalu, untuk ruang-ruang kecil seperti kotak yang dilihatnya pada waktu ia mengamati gabus dan bahan
tumbuhan lain di bawah mikroskop.

Kemudian, tahun 1839, fisiologiwan Purkinye memperkenalkan istilah protoplasma bagi zat hidup dari sel. Istilah protoplasma Purkinye tidak memberi pengertian kimiawi dan fisik yang jelas, tetapi dapat dipakai untuk menyebut semua zat yang terorganisasi dalam sel.

Dalam tahun yang sama, 1839, seorang botaniwan Matthias Schleiden dan zoologiwan Theodor Schwann dari Jerman, membuktikan bahwa sel hidup berisi cairan sitoplasma untuk segala aktivitas dasar makhluk hidup. Pembuktian ini berkembang menjadi teori sel yang menyatakan bahwa semua tubuh hewan dan tumbuhan terdiri atas sel-sel, yaitu unit dasar dari kehidupan.

Sel adalah unit dasar dari kehidupan.

2. Sel Uniseluler dan Multiseluler

Terdapat beberapa makhluk hidup yang tubuhnya hanya terdiri atas satu sel (uniseluler). Meskipun hanya terdiri atas satu sel, makhluk hidup tersebut dapat melakukan semua fungsi kehidupan. Organisme ini juga mempunyai ciri-ciri sebagai makhluk hidup, misalnya makan, tumbuh, dan respons terhadap rangsangan.

Selain makhluk hidup bersel satu, terdapat banyak makhluk hidup lainnya yang tubuhnya terdiri atas banyak sel (multiseluler). Masing-masing selnya mempunyai bentuk dan fungsi yang berbeda-beda. Hal ini menunjukkan bahwa sel merupakan unit dasar struktural dan fungsional dari kehidupan.


B. Cara Mengamati Sel

Sel merupakan unit berukuran mikro (mikroskopis), sehingga untuk mengamatinya dibutuhkan alat bantu berupa mikroskop. Saat ini telah dikenal beberapa jenis mikroskop dari yang sederhana hingga yang canggih. Jenis-jenis mikroskop tersebut yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.

1. Mikroskop Cahaya

Beberapa hal yang penting dipahami terkait mikroskop cahaya yaitu sebagai berikut.

  • Mikroskop cahaya biasanya digunakan untuk mengamati morfologi objek yang dilihat.
  • Mikroskop cahaya menggunakan cahaya sebagai sumber penerangan. Oleh karena itu, diperlukan lensa untuk memperbesar bayangan benda.
  • Preparat (sediaan) harus tembus cahaya supaya dapat diamati dengan jelas. Oleh karena itu, preparat harus diiris setipis mungkin dengan ketebalan tidak lebih dari 50 mikron. Biasanya menggunakan medium air yang diteteskan ke atas gelas benda.
  • Objek dapat diamati dalam keadaan hidup atau mati.
  • Pengamat dapat mengamati langsung melalui lensa okuler sehingga pengamat dapat mengetahui bentuk, warna, dan gerakan objek.
  • Bayangan dapat diperbesar hingga mencapai 100×, 400×, dan 1.000×.

2. Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron ada dua macam, yaitu mikroskop elektron skaning (SEM : Scanning Electron Microscope) dan mikroskop elektron transmisi (TEM : Transmission Electron
Microscope
).

Mikroskop elektron skaning digunakan untuk mengamati secara detail permukaan sel, sedangkan mikroskop elektron transmisi digunakan untuk mengamati struktur internal sel.


C. Bagian dan Struktur Sel

Bagian sel mempunyai tiga bagian utama yaitu membran sel (selaput plasma), sitoplasma, dan organel-organel sel. Nukleus atau inti sel merupakan organel terbesar.

Struktur sel dibagi menjadi struktur sel prokariotik dan sel eukariotik.

Sel prokariotik hanya terdapat pada kingdom atau dunia Monera, dunia Archaebacteria (Archae), dan dunia Eubacteria (Bacteria). Sedangkan struktur sel eukariotik dapat ditemui pada dunia Animalia, Plantae, Fungi, dan dunia Protista.

Perbedaan sel prokariotik dan eukaroitik didasari oleh ada tidaknya membran yang membungkus inti sel. Sel prokariotik tidak memiliki membran inti. Sehingga, inti sel akan berkontak secara langsung dengan sitoplasma pada sel. Sebaliknya, sel eukariotik memiliki membran inti.

struktur sel dan bagian sel

1. Membran Sel (Membran Plasma)

a. Pengertian Membran Sel (Membran Plasma)

Membran sel adalah selaput halus dan elastis yang membatasi permukaan luar sel. Membran ini sangat penting dalam pengaturan isi sel, karena semua bahan yang keluar atau masuk harus melalui membran ini.

b. Fungsi Membran Sel (Membran Plasma)

Fungsi membran sel adalah mencegah masuknya zat-zat tertentu dan memudahkan masuknya zat-zat yang lain. Selain membatasi sel, membran plasma juga membatasi berbagai organel-organel dalam sel, seperti vakuola, mitokondria, dan kloroplas.

c. Sifat Membran Sel (Membran Plasma)

Membran sel bersifat diferensial permeabel, mempunyai pori-pori ultramikroskopik yang dilalui zat-zat tertentu. Ukuran pori-pori ini menentukan besar maksimal molekul yang dapat melalui membran.

Selain besar molekul, faktor lain yang mempengaruhi masuknya suatu zat ke dalam sel adalah muatan listrik, jumlah molekul air, dan daya larut partikel dalam air.

d. Susunan Membran Sel (Membran Plasma)

Fosfolipid

Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid (lemak yang bersenyawa dengan fosfat) dengan protein-protein.

Bagian ekor dengan asam lemak yang bersifat hidrofobik (nonpolar), kedua lapis molekul tersebut saling berorientasi ke dalam. Sedangkan, bagian kepala bersifat hidrofilik (polar) mengarah ke lingkungan yang berair.

membran sel

Glikolipid dan Sterol

Selain fosfolipid, terdapat juga glikolipid (lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat) dan sterol (lemak alkohol terutama kolesterol).

Protein

Adapun komponen protein terletak pada membran dengan posisi yang berbeda-beda. Beberapa protein terletak periferal, sedangkan yang lain tertanam integral dalam lapis ganda fosfolipid. Beberapa protein membran adalah enzim, sedangkan yang lain adalah reseptor bagi hormon atau senyawa tertentu lainnya.

Komposisi lipid dan protein penyusun membran bervariasi, tergantung pada jenis dan fungsi membran itu sendiri. Namun, membran mempunyai ciri-ciri yang sama, yaitu bersifat permeable selektif terhadap molekul-molekul. Sehingga, membran sel dapat mempertahankan bentuk dan ukuran sel.

2. Sitoplasma

Sitoplasma adalah bagian yang cair dalam sel kecuali cairan di dalam inti sel. Cairan sel yang berada dalam inti sel dinamakan nukleoplasma.

Fungsi utama kehidupan berlangsung di sitoplasma. Hampir semua kegiatan metabolisme berlangsung di sitoplasma. Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kimia sel.

Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel yang melayang-layang dalam cairan kental (merupakan koloid, namun tidak homogen) yang disebut matriks. Organel menjalankan banyak fungsi kehidupan seperti sintesis bahan, respirasi (perombakan), penyimpanan, serta reaksi terhadap rangsang. Sebagian besar proses di dalam sitoplasma diatur secara enzimatik.


3. Organel Sel

Organel sel adalah benda-benda yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup serta
menjalankan fungsi-fungsi kehidupan. Organel sel diantaranya yaitu:

  • Ribosom
  • Retikulum endoplasma
  • Mitokondria
  • Lisosom
  • Badan golgi
  • Sentrosom
  • Plastida
  • Vakuola
  • Mikrotubulus
  • Mikros lamen
  • Peroksisom

Kalau bisa membaca lebih lengkap mengenai organel sel di Organel Sel: Pengertian, Organel Sel Hewan dan Tumbuhan, dan Fungsinya, atau membaca penjelasan singkat berikut.

a. Inti Sel (Nukleus)

Inti Sel (Nukleus) adalah organel yang mengandung materi genetik untuk mengontrol kegiatan yang terjadi di sitoplasma. Di dalam nukleus terdapat kromosom yang berisi DNA yang merupakan cetak biru (blueprint) bagi pembentukan berbagai protein terutama enzim.

Fungsi inti sel yaitu mengatur semua aktivitas (kegiatan) sel, karena di dalam inti sel terdapat kromosom yang berisi DNA untuk mengatur sintesis protein.

Bagian-bagian inti sel terdiri atas:

  • Selaput inti (karioteka)
  • Nukleoplasma (kariolimfa)
  • Kromatin/kromosom
  • Nukleolus (anak inti)

b. Ribosom

Ribosom adalah organel yang berfungsi sebagai tempat pembuatan protein. Ribosom dapat terikat pada membran retikulum endoplasma (RE) atau terdapat bebas dalam matriks sitoplasma.

c. Retikulum endoplasma (RE)

Retikulum endoplasma adalah struktur berbentuk benang-benang yang bermuara di inti sel. Dikenal dua jenis retikulum endoplasma, yaitu:

  1. Retikulum endoplasma granuler (retikulum endoplasma kasar). RE kasar tampak kasar karena ribosom menonjol di permukaan sitoplasmik membran.
  2. Retikulum endoplasma agranuler (retikulum endoplasma halus). RE halus diberi nama demikian karena permukaan sitoplasmanya tidak mempunyai ribosom.

d. Mitokondria

Mitokondria adalah benda-benda bulat atau berbentuk batang yang ukurannya berkisar antara 0,2 μm sampai 5 μm.

Jumlahnya berkisar dari hanya beberapa buah sampai lebih dari 1000 buah per sel. Sel-sel yang aktif atau yang memerlukan energi lebih besar memiliki mitokondria yang lebih banyak, misalnya sel hati yang mengandung lebih dari 1000 mitokondria.

Fungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak energi ATP.

e. Badan golgi

Badan golgi adalah organel sel yang digunakan sebagai tempat penimbunan sementara protein dan zat-zat lain yang dibuat dalam retikulum endoplasma.

Badan golgi juga merupakan tempat sintesis polisakarida, misalnya pada mukus. Selulosa yang disekresikan oleh sel tumbuhan untuk membentuk dinding sel, disintesis pada badan golgi.


f. Lisosom

Lisosom adalah struktur yang agak bulat dan dibatasi oleh membran tunggal. Diameternya sekitar 1,5 μm. Lisosom dihasilkan oleh badan golgi yang penuh dengan protein.

Lisosom mengandung berbagai macam enzim yang mampu melakukan hidrolisis makromolekul-makromolekul, seperti polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein di dalam sel.

Lisosom juga berperan penting untuk menghancurkan sel-sel yang tidak berfungsi lagi. Bila sel luka atau mati, lisosom membantu dalam menghancurkannya. Misalnya, ekor kecebong yang secara bertahap dihancurkan oleh lisosom.

g. Peroksisom

Peroksisom adalah oraganel yang beperan dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat, dan dalam perubahan purin dalam sel.

Peroksisom besarnya hampir sama dengan lisosom (0,3 – 15 μm), dan dibatasi oleh membran tunggal. Peroksisom dihasilkan oleh retikulum endoplasma. Peroksisom juga penuh berisi enzim dan yang paling khas adalah katalase.

h. Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah silinder protein yang terdapat pada sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Diameter luarnya kira-kira 25 nm dan diameter lumennya sekitar 15 nm. Protein yang membentuk mikrotubulin disebut tubulin.

Mikrotubulus berperan dalam pembelahan sel, karena setiap kromosom bergerak ke kutub pembelahan yang terikat pada gelendong mitotik yang dibentuk oleh mikrotubul. Selain itu, mikrotubul berguna sebagai saluran bagi arus zat sitoplasma di dalam sel dan merupakan komponen stuktural yang penting dari silia dan flagela.

i. Mikrofilamen

Mikrofilamen adalah serat tipis panjang berdiameter 5 – 6 nm, terdiri atas protein yang
disebut aktin.

Banyak mikrofilamen membentuk kumpulan atau jaringan pada berbagai tempat dalam sel, misalnya terbentuknya mikrofilamen yang memisahkan kedua sel anak yang akan membelah.

Selain itu, mikrofilamen berperan dalam gerakan atau aliran sitoplasma. Mikrofilamen juga merupakan ciri-ciri yang penting dalam sel yang berubah-ubah bentuknya.


D. Perbedaan Struktur Sel Hewan dan Struktur Sel Tumbuhan

perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan
KomponenSel TumbuhanSel Hewan
UkuranSel tumbuhan lebih besar daripada sel hewanSel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan
BentukTetapTidak tetap
Dinding selAdaTidak ada
PlastidaAdaTidak ada
LisosomTidak adaAda (untuk pencernaan makanan secara pinositosis/fagositosis)
SentriolTidak adaAda
Badan golgiDiktiosomBadan golgi
VakuolaPada sel muda kecil dan banyak, pada sel dewasa tunggal dan besarTidak mempunyai vakuola, walaupun terkadang beberapa sel hewan uniseluler memiliki vakuola yang berukuran kecil baik pada sel muda maupun sel dewasa
Flagella/siliaTidak adaAda tetapi tidak semua
KlorofilAdaTidak ada
Perbedaan antara Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Kamu bisa membaca tabel perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan lebih lengkap disini 21 Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan dalam Bentuk Tabel

Sel hewan dan sel tumbuhan memiliki perbedaan-perbedaan, di antaranya adalah pada sel hewan terdapat sentriol, sedangkan pada sel tumbuhan tidak terdapat organel tersebut. Tetapi, sel tumbuhan memiliki vakuola, kloroplas, dan dinding sel yang tidak dimiliki sel hewan.

Berbeda dengan sel tumbuhan, sel hewan tidak mempunyai dinding sel. Protoplasma hanya dilindungi oleh selaput yang tipis sehingga bentuk selnya relatif tidak tetap. Ada beberapa sel hewan yang selnya dilindungi oleh cangkang yang kuat dan keras, misalnya pada Euglena dan Radiolaria. Vakuola pada hewan umumnya berukuran kecil.


1. Sel Hewan

Ciri khas sel hewan adalah memiliki sentriol. Sel hewan mengandung dua sentriol yang terdapat dalam sitoplasma di dekat permukaan sebelah luar nukleusnya.

Setiap sentriol terdiri atas sebaris silinder sebanyak sembilan mikrotubul, setiap mikrotubul memiliki dua bagian yang terikat padanya. Kedua sentriol biasanya berhadapan dengan sudut tegak lurus.

Sebelum sel membagi diri, sentriolnya melakukan duplikasi dan satu pasang berpindah ke sisi berlawanan pada nukleus, kemudian bidang pembelahan terbentuk di antaranya. Pada beberapa sel, sentriol berduplikasi membentuk benda basal silia dan flagelata.

2. Sel Tumbuhan

Sel tumbuhan memiliki struktur yang tidak dimiliki oleh sel hewan, di antaranya adalah adanya vakuola, kloroplas, dan dinding sel.

a. Vakuola

Vakuola adalah organel sitoplasma yang berisi cairan, dibatasi oleh membran yang identik dengan membran plasma. Vakuola sering terbentuk karena pelipatan membran sel ke arah
dalam. Bahan atau buangan dapat ditemukan di dalam vakuola.

Vakuola memiliki beberapa fungsi, antara lain:

  • Memasukkan air melalui tonoplas yang bersifat diferensial permiabel untuk membangun turgor sel.
  • Vakuola ada yang berisi pigmen dalam bentuk larutan, seperti antosian, termasuk antosianin yang berwarna merah, biru, dan lembayung, juga warna gading dan kuning. Antosian dapat memberi warna pada bunga, buah, pucuk, dan daun. Hal ini, berguna untuk menarik serangga, burung, dan hewan lain yang berjasa bagi penyerbukan atau persebaran biji.
  • Vakuola tumbuhan, kadang-kadang mengandung enzim hidrolitik yang dapat bertindak sebagai lisosom waktu hidup. Setelah sel mati, tonoplas kehilangan sifat diferensial permiabelnya sehingga enzim-enzimnya lolos keluar menyebabkan autolisis (penghancuran diri).
  • Menjadi tempat timbunan sisa-sisa metabolisme, seperti kristal kalsium oksalat dan beberapa alkaloid, seperti tanin. Lateks (getah) dapat berkumpul dalam vakuola dalam bentuk emulsi. Sel khusus yang berfungsi seperti ini disebut latisifer, misalnya pada Hevea brasiliensi dan Cannabis sativa.
  • Menjadi tempat penyimpanan zat makanan terlarut yang sewaktu-waktu dapat digunakan oleh sitoplasma. Misalnya, sukrosa dan garam mineral.

b. Kloroplas

Kloroplas adalah organel yang berfungsi sebagai tempat fotosintesis. Kloroplas hanya terdapat pada sel-sel tumbuhan dan ganggang tertentu. Pada sel tumbuhan, kloroplas biasanya dijumpai dalam bentuk cakram dengan diameter 5 – 8 μm dan tebal 2 – 4 μm.

Kloroplas dibatasi oleh membran ganda yang di dalamnya terdapat sistem luar membran interval yang terbenam dalam matriks fluida yang disebut stroma. Membran dalam, kaya akan fosfolipid dan protein. Selain itu, kloroplas juga mengandung pigmen yang paling utama di antaranya adalah klorofil.

Klorofil terdapat dalam struktur seperti tumpukan piring yang disebut granum (jamak: grana). Warna hijau klorofil yang tergabung dalam membran, memberi warna hijau pada kloroplas dan sel serta jaringan tumbuhan yang terkena cahaya. Klorofil menangkap energi matahari dan digunakan untuk fotosintesis zat makanan.

Pigmen-Pigmen Fotosintesis

Pigmen-pigmen fotosintesis tumbuhan tingkat tinggi terbagi menjadi dua macam, yaitu klorofil dan karotenoid. Kedua pigmen ini berperan untuk menyerap energi cahaya, kemudian mengubahnya menjadi energi kimia. Kedua pigmen terletak di membran kloroplas.

Klorofil berfungsi menyerap sinar merah dan biru-ungu, memantulkan sinar hijau, kecuali bila tertutup oleh pigmen warna lain.

Karotenoid merupakan pigmen berwarna kuning, orange, merah atau coklat yang menyerap sinar bergelombang antara biru-ungu. Karotenoid terdapat pada beberapa bunga dan buah-buahan sehingga memiliki warna yang cemerlang dan menarik insekta, burung atau hewan lain untuk membantu penyerbukan atau penyebaran biji.

Karotenoid juga berfungsi sebagai pelindung klorofil pada waktu sinar terlalu
kuat dan oksidasi oleh oksigen yang dihasilkan dalam proses fotosintesis. Ada dua tipe karotenoid, yaitu karoten dan xantofil.

c. Dinding sel

Sebagian besar ganggang dan semua tumbuhan, di luar membran sel terdapat pembungkus luar yang terdiri atas selulosa polisakarida dan yang membentuk dinding sel yang kaku.

Penataan fibril-fibril selulosa terlihat beraturan sehingga terbentuk dinding sel. Sifat-sifat linier molekul-molekul fibril selulosa dan mudahnya pengikatan hidrogen intermolekuler menyebabkan terbentuknya fibril-fibril yang panjang dan kaku. Selain selulosa, dinding sel juga mengandung polisakarida sebagai konstruksi penguat dinding sel.


E. Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik

Bentuk dan ukuran sel bermacam-macam, tergantung pada tempat dan fungsi dari jaringan yang disusunnya. Organel di dalam sel mempunyai fungsi yang berbeda satu sama lainnya. Berdasarkan ada tidaknya dinding/ selaput inti, maka sel dibedakan menjadi dua yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.

Organel/Bagian selProkariotikEukariotik
Inti selTanpa membran/selaput disebut nukleoidSelaput inti ada, disebut inti sel (nukleus)
Penutup selBerupa kapsul (fungsi berbeda dengan dinding sel pada tumbuhan)Tidak ada pada hewan, pada tumbuhan ada dinding sel
Retikulum endoplasmaTidak adaAda
Badan golgiTidak adaAda
MitokondriaTidak adaAda
Lisosom-sentriolTidak adaAda
RibosomAda pada sitoplasmaAda (pada sitoplasma dan reticulum endoplasma)
DNA (bahan gen)Berbentuk cincin bercampur dengan sitoplasmaBerbentuk pita spiral ganda (double helix) terdapat pada inti, mitokondria, dan kloroplas (pada tumbuhan)
Perbedaan Struktur Sel Prokariotik dan Sel Eukariotik

1. Sel Prokariotik

Sel prokariotik tidak mempunyai membran inti dan sistem endomembran seperti retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Selain itu, tidak memiliki mitokondria dan kloroplas. Sel prokariotik terdapat pada bakteri dan alga biru, dengan ciri-ciri sebagai berikut:

  • Sitoplasma dan materi genetik bercampur, sehingga materi inti tidak dibatasi oleh membran inti melainkan hanya mengumpul pada daerah yang disebut nukleoid.
  • Bahan gen ( DNA) terdapat dalam sitoplasma berbentuk cincin bulat.
  • Tidak dijumpai badan golgi, mitokondria, dan retikulum endoplasma (RE), tetapi dijumpai adanya ribosom.
  • Tidak mempunyai organel lain selain ribosom

2. Sel Eukariotik

Sel eukariotik memiliki membran inti (nukleus) dan sistem endomembran. Sel eukariotk terdapat pada sel hewan dan sel tumbuhan. Ciri-ciri sel eukariotik adalah sebagai berikut:

  • Sitoplasma dan nukleoplasma terpisah.
  • Bahan gen di dalam inti.
  • Mempunyai organel seperti golgi, mitokondria, retikulum endoplasma, ribosom, dan kloroplas pada tumbuhan.
  • Bahan gen ( DNA) seperti pita ganda dan tersusun spiral saling melilit (double helix).

Referensi:

  1. Diastuti, R. (2009). Biologi 2: untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  2. Rachmawati, F., Urifah, N., & Wijayanti, A. (2009). Biologi: untuk SMA/MA Kelas XI Program IPA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  3. Purnomo, Sudjino, Trijoko, & Hadisusanto, S. (2009). Biologi: Kelas XI untuk SMA dan MA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  4. Britannica, T. Editors of Encyclopaedia (Invalid Date). nucleus. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/nucleus-biology

Tinggalkan komentar