ilmu biologi

HIKAYAT BIOLOGI SEBAGAI ILMU

A.      Ruang lingkup biologi

Ruang lingkup biologi meliputi seluruh kaehidupan yang ada dialam semesta ini. Mahliuk hidup tersebut, ada yang kesat mata .hingga ada yang sangat besar.melalu yang paling sederhang tingkat tingkat organismenya hingga yang paling komplekas.

Ruang lingkup biologi dapat di lihat dari ragam objek,tingkat organisasi, serta tema persoalan yang merupakan kawasan kajian biologi. Ragam kehidupan yang menjadi objek biologisemua ini di bagi kedalam dua kingdom/kerajaan yaitu: plantae dan animalia.semenjak akhir abad ke-19, ragam objek tersebutdibedakan menjadi 5 kingdom yaitu:  monera, protista, fungi/mycota, pelantai dan animalia.

Monera meliputi organism bersel satu yang inti selnya belum terlindung oleh selaput inti. Perotista merupakan organism bersela satu dan organisme bersel banyak yang tingkat rendah, yang tersusun atas sel-sel yang telah memiliki inti yang terlindungi oleh selaput inti. AFungi/mycota meliputi organisme bersel banyak berbentuk benang yang sel-selnya tidak berdinding sel dan dan tidak memiliki kerolifil.

Pada awal abad ke-20  ditemikan mikroskop electron,yang mengalami kelasifikasi makhluk hidup mengalami perubahan menjadi kelasifikasi 6 kingdom dengan penambahan kingdom virus di dalamnya. Virus sebagai organism yang meliputi benda yang mati dan benda hidup.virus dapat di kelasifikansehingga dapat menyerupai sifat benda mati. Namun demikian, virus dapat berkembang biak seperti makhluk hidup,walapun berkembang biak memerlukan persyaratan yang khusus, yaitu hanya berlangsun dalam sel atau jaringan makhluk hidup.

Kelasifikasi 6 kingdom meliputi: virus, monera, perotista, fungi/mycota, plantae dan animalia.

Biologi sebagai ilmu merupaka bagian dari pan sains. Sains adalah ilmu yang mempelajari gejala-gejala alam dan memahami alam apa adanya.

Cirri-ciri sains adalah sebagai berikut:

a.       Memiliki kajian merupakan benda-benda kongkrit dialam.

b.      Sains dikembangkan berdasarkan pengalaman empiris (pengalaman nyata).

c.       Memiliki langkah-langkah sistematis.

d.      Menggunakan cara berpikir logis.

e.      Hasilnya berupa objektif (apa adanya)

f.        Hasilnya berupa hokum-hukum yang berlaku umum.

B.      Cabang-cabang biologi dan mamfaat biologi

1.       Cabang-cabang biologi

Cabang-cabang biologi antara lai sebagai berikut:

a.       Sitologi,  pelajaran tentang sel.

b.      Emberiologi, mempelajari tentang perkembangan emberio.

c.       Histologi, mempelajari tentang jaringan tubuh.

d.      Anatomi, mempelajari tentang susunan dalam tubuh makhluk hidup.

e.      Morfologi, mempelajari tntang bentuk luar makhluk hidup.

f.        Fisikologi,mempelajari tentang faal/fungsi kerja organ tubuh.

g.       Genetika, mempelajari tentang hokum-hukum perwarisan sifat.

h.      Ekologi, mempelajari tentang hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya.

i.         Zoology, mempelajari tentang hewan.

j.        Botani,  mempelajri tentang tumbuhan.

k.       Evolusi, mempelajari tentang perkembangan makhluk hidup dan bentuk yang sedehana serta bentuk yang kompleks.

l.         Mikrobiologi, mempelajari tentang mikroorganisme.

m.    Palaentologo, mempelajari tentang posil.

n.      Patologi, mempelajari tentang penyakit.

2.       Mamfaat biologi.

Sebagai ilmu murni, biologi mendasari berkembangnya berbagai ilmu terapan seperti dalam bidang dibawah ini:

a.       Bidang kedokteran atau kesehatan

Contoh: penemuan obat-obatan yangdapat menyembuhkan berbagai penyakit kangker, jantung, saraf dan ginjal.

b.      Bidang pertanian

Contoh: penemuan bibit unggul yang meningkat peroduksi pangan.

c.       Bidang perternakan dan bidang pertanian

Contoh: variasi ungul hasil seleksi  buatan dan penyilangan sehingga dapat memperoduksilebih banyak susu, daging, telur, dan ada yang unggul dalam keindahan rambut,bulu, suara , perilaku dan bentuk tubuh.

d.      Bidan industry

Contoh: industeri sandang dikembangkan kapas, sutra,bulu unggas.

e.      Bidang farmasi

Contoh: ditemukan obat,antibiotic dan vaksin.

C.      Tingkatan organisasi kehidupan

1.       Molekul

Yaitu partikel-partikel yang menyusun suatu materi yang masih bisa disederhanakan lagi.

2.       Sel

Yaitu suatu unit terkecil penyusun makhluk hidup.

Bagian-bagian sela adalah sebagai berikut:

-          Mimbran sel

Merupakan terluar dari sel,bertindak sebagi pembatas antara isi sel dengan lingkungan luarnya.

-          Sitopelasma

Yaitu cairan yang terletak diluar inti sel (nucleus). Sito pelasma merupak system kelod yang amat dinamis,senantiasa bergerak dan tidak pernah diam.

Pada sito pelasma ditemukan organel sel seperti mitokonderia, ribisum,pelastida,reticulum endopelasma, golgi kompleks, dan badan mikro.

-          Nucleus (inti sel)

Fungsi nukleus sebagi pusat aktivitas sel.pada nukleus ditemukan gen yang akan diwariskan kepada generas berikutnya.

3.       Jaringan

Yaitu sejumlah sel yang mempunyai seteruktur dan fungsi yangsama. Pada hewan da manusia terdapat 4 (empat) jaringan yang utama, yaitu: jaringan apitel,jaringan pengikat, jaringan otot dan jaringan saraf. Adapun pada tumbuhan ditemukan jaringan epidermis,jaringan perenkim, jaringan kolenkim dan sklerenkim. Serta jaringan meristem danjaringan pengikat (xylem dan floem).

4.       Organ

Yaitu kumpulan beberapa jaringan untuk melakukan fungsi tertentu dalam tubuh.

Contoh: organ pada hewan: ginjal, lambung , paru-paru dan sebaginya.

Contoh: pada tumbuhan: akar. Batang,daun, bunga dan buah.

5.       System organ

Yaitu kumpulan beberapa organ yang bekerja sama untuk melakukam fungsi tertentu.susunan system organ terdiri darisistem pencernaan, system pernapasan, system ekskereasi, system peredaran darah, system rangka, system otot (gerak), system endokrin,system saraf dan system reproduksi.

6.       Individu

Yaitu makhluk hidup tunggal yang dapat berdiru sendiri.

Contoh: seorang manusia, seekor hewan dan sebatang pohon.

7.       Populasi

Yaitu sekumpulan individu sejenis yang hidup di suatu daerah.

Contoh:populasi tanaman padi di suatu daerah.

8.       Komunitas

Yaitu sekelompok populasi makhluk hidup yang tinggal disuatu daerah tertentu.

Contoh: komunitas kebun yang terdiri dari populasi pohon kelapa,populasi pohon mangga, populasi rumput teki,populasi belalang.

9.       Ekosistem

Yaitu kesatuan dari deluruh anggota komunitas yang berbentukhubungan timbale balik dengan lingkungan abiotiknya. Hubungan yang berada di ekosistem darat disebut bioma. Bioma yaitu kumpulan sepesies yang mendiami daerah-daerah iklim utama dibumi dan secara mecolokberbeda.adapun macam bioma yaitu bioma padang rumput, bioma hutan hujan teropis, bioma hutan bakau (mangrove).

10.   Biosfer

Yaitu seluruh bagian pelanet bumi beserta makhluk hidup yang ada didalamnya.

VIRUS DAN MONERA

A.      VIRUS

Virus pertama kali ditemukan oleh Adilf mayer, dilanjutkan dimitri ivanovsky (1892) dan bayerincah (1899)pada daun tembakau. Ukuran virus 2-20 milimikron.ilmu yang mempelajari virus dinamakan virology. Dalam bahasa latin virus artinya racun. Hal ini sesuai dengan kenyataan bahwa virus hidup parasit dan dan menimbulakan penyakit pada inangnya.

1.       Ciri – ciri virus

Virus disebut partikel zat dan bukan sel organism, karena virus tidak mempunyai perotopelasma.

Virus dapat berciri hidup dan dapat berciri tidak hidup.

-          Virus menunjukkan ciri hidup, apabila Nerada dalam tubuh organisme hidup yaitu berkembangbiak.

-          Virus menunjukan ciri tidak hidup, yaitu virus dapat dijadikan keristal.

Bentuk tubuh bermacam-macam, ada yang seperti bola, tabung, perisma, dan hurup T (misalanya bakteriopage). Bakteriopage merupaka virus yang menyerang bakteri. Seteruktur tubuh virus terdiri dari:

a.       Kulit

Terdiri dari pembungkus perotein yang disebut kapsit, kapsit terdiri dari unit-unut yang disebut kapsomer.pada virus yang menyeramg hewan diluar kapsit terdapat lagi pembungkus khas,yaitu mimberan lipoperotein.

b.      Isi

Bahan inti = materi genetic = nukleoperotein yang terdiri:

1)      AND, pada virus yang hidup pada hewan.

2)      ARN, virus yang menyerang pada tumbuhan.

3)      AND atau ARN pada virus yang hidup pada bakteri.

Virus tidak memiliki mitokonderia untuk respirasi sel, dan juga tidak memiliki ribosum untuk sintesis perotein.tapi virus mengandung imformasi ginetik untuk melakukan hal-hal berikutapabila berada dalam tubuh inang, yaitu untuk sitesis perotein, kapsid untuk sitesis enzim guna mengambil alih peruses metabolism sel inang, dan untukmereplikasi diri asam nukleatnya.

2.       Reproduksi

Reproduksi virus terjadi didalam tubuh makhluk hidup yang menjadi inanganya. Diluar tubuh inang tidak pernah terjadi reproduksi.

Reproduksi virus dengan 2 cara, yaitu sebagai berikut:

a.       Daur lisogenik

-          Jarang terjadi.

-          Jika terjadi, bakteri yang diserang dalam kondisi kabel (imun)

-          Bakteri tetap eksis tidak hancur.

b.      Daur lisis

Pada daur lisis bakteri yang diserang virus berakhir dengan kehancuran (lisis). Lima pase daurlisis adalah sebagai berikut:

1)      Adsorbs (ujung ekor bakteriofage)  menempel pada sel dinding inang (E. coli)

2)      Penetrasi sel inang (AND virus masuk kesitopelasma sel bakteri yang bercampur dengannya).

3)      Elifase (AND virus mengambil alih AND bakteri yang sntesis perotein).

4)      Pembentukan virus baru.

5)      Pemecahan sel inang/lisis

c.       Virus yang menyerang manusia

1)      Papopavirus, menyebabkan penyakit kulit (kulit)dan tumor pada vertebrata dan manusia.

2)      Adenovirus, menyebabkan imfeksi paru-paru dan menyebabkan tumor, pada vertebrata dan manusia.

3)      Harpes, menyebabkan cacar air,infeksi genita, dan kangker pada manusia.

4)      Polio

5)      Demam berdarah

6)      Trakoma

7)      Gondong (parotista)

8)      AIDS

9)      Campak (morbilo)

10)   Influenza

11)   Hepatitis

12)   Rabies

13)   Herpes

14)   Ebola

15)   SARS

16)   Mata belekan

17)   Avian influenza (flu burung)

B.      MONERA

Monera adalah organism bersel tunggal (uniseluler) dan perokariotik (tidak memiliki mimbran inti sel). Kingdom monera dibagi menjadi 2 sel, yaitu bakteri dan ganggang hijau -biru (cyanophyta).bakteri dibedakan menjai 2 yaitu: eubacteria (bakteri yang sesungguhnya) dan archebakteria (bakteri purba).

a.       Arcahbakteria (bakteri purba).

Arcahbakteria diartikan sebagai bakteri purba arcahbakteria menyerupai bakteri lainnya, termasuk golongan perokariota.arcahbakteria berbeda dengan eubakteria dalam hal:

1.       Komposisi kimia penyusun dinding sel arcahbakteria dinding sel tidak terbuat dari peptidoglokan.

2.       Lemak pada mimbran sel.

3.       Komposisi RNA-nya.

4.       Komposisi ribosumnya.

5.       Arcahbakteria sukar dibiarkan dilabolaturium.

6.       Arcahbakteria biasanya hidup pada habitat yang ekstrim seperti air panas dan telaga garam.

Saat ini arcahbakteria dibedak menjadi 4 kelompok, yaitu: methanogenetik. Halofilik, peroduksi sulfur, dan termoasidofilik.

1.       Methanogenetik

-          Bakteri ini bersifat anairobik dan kemosintetik.

-          Hidup dirawa dan tempat-tempat yang kurang O2.

-          Dihabitatnya bakteri ini memperoleh makanan dengan membusukan sisa-sisa tumbuhanyang mati dan menghasilkan metana.

-          Beberapa bakteri methanogenetik bersimbiosis dalam rumen herbivore sebagai pemfermentasi selulosa.

-          Jenis methagenotik lainnya hidup dilaut yang dalam dan dapat makanan dari bahan organic yang tenggelam didasar laut.

-          Adapula jenis bakteri in yang hidup disumber air panas dengan suhu 110⁰ c.

-          Bakteri methanogenetik dapat bertahan hidup pada suhu yang tinggi karena seteruktur DNA,perotein dan mimberanselnya telah beradaptasi. Bakteri ini dapat tumduh dengan baik pada suhu 98⁰ c dan mati dibawah suhu 84⁰ c.

2.       Halofilia

-          Bakteri ini hidup pada kadar yang berkadar tinggi seperti danau air asin dan dilaut mati.

-          Beberapa bakteri halofilik dapat melakukan potosintesis. Jika kelorofilnya disebut bakteriorhodopsin yang memberikan warna ungu.

3.       Peroduksi sulfur

-          Bakteri peroduksi sulfur menggunak halogen dan sulfur organik sebagai sumber energinya.

Reaksinya adalah sebagai berikut:

H₂ + S        H₂S

6H₂S + 3O₂        6S + H₂O

-          Dewasa ini telah diketahu bahwa anggota jenis bakteri ini dapat hidup pada suhu 85⁰ c.

4.       Thermoasidofilik

-          Bakteri yang hidup dengan menoksidasi sulfur.

-          Bakteri ini terdapat dilubang vulkanik kawah vulkanik dan mata air bersulfurseperti yang terdapat di yellow stolen amerika.

b.      Eubacteria (bakteri yang sesungguhnya)

1.       Ciri-ciri bakteri

a.       Tubuh: uniseluler,renik(dapat dilihat dengan mikroskap biasa) dan perokariotik.

b.      Ukuran: 0,15-15 mikro.

c.       Bentuk tubuh bermacam-macam,bentuk batang (basilus),seperti bola(kokus) huruf koma (vibrio),dan sepiral(spirium)

d.      Cara hidup : ada yang spliter(sendiri-sendiri) dan ada yang berkoloni (berkelompok).

e.      Alat bergerak pindah :

-          Kebanyakan bakteri tidak bergerak pindah tempat secara aktif.

-          Beberapa jenis bakteri berpiindah secara gerak aktif.

f.        Reproduksi

1.       Secara aseksual dengan cara membelah diri biner (1-2-3 dansetersnya). Adapun yang membentuk sepora didalam (endosepora)apabila lingkungannya munjadi membaik, air dapat masuk kedalam sel bakteri,kemudian pecah dan endo spora berkecambah.

2.       Secara aseksual

a.       Transformasi

Bakteri donor menteransper sebagian DNA kepada bakteri penerima.

Contoh: pada bakteri peneumococcus peneumoniae. Hemophilus bacillus, Rhizobium.

b.      Btran duksi

Teransfer materi ginetik (DNA) melalui agen perantara virus.

Contoh: escherichina coll, pseudomonas, vibrio, escaherichina.

c.       Konjungsi

Ternasper DNA dari donor kepenerimaan melalui kontak langsung antarakeduanya.

Contoh: salmonella, pseudomonas, vibro, Escherichia.

2.       Seteruktur tubuh bakteri

tubuh terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut:

a.       Bagian luar

1.       kapsil, berupa lender atau padat, berfungsi untuk alat pelindung dan melekatkan diri.

2.       Falagel atau trikha,sebagai alat gerak pindah.

3.       Ddinding sel, terdiri dari perotein dan poli sekarida (pebtidoglikan)fungsi dindingsel memberi perlindungan, berperan dalam peruses reproduksi mengatur pertukaran zat dan mimberan membentuk sel.

b.      Bagian dalam

1.       Mimberan sel, berfungsi sebagai mimberan selektif untuk pertukaran zat, dan untuk resfirasi.

2.       Sitopelasma, tempat metabolism sel berlangsung.

3.       Materi risosum, untuk sintesis perotein. Organel-organel seperti mitokonderia,apartus golgi,  dan reticulum tidaka ada.

4.       Tidak semu jenis bakteri memiliki kapsul, palagel dan pili.misalny bakteri escheri,chia coli,hany memiliki dinding sel dan bagian dalam sel.

c.       Identifikasi bakter

1.       Bakteri palagel

-          Bakteri artik : tidak mempunyai palagel.

-          Bakteri monotrik : palagel 1 diujung.

-          Bakteri lopotrik : palgel banyanak palda salah satu ujung.

-           Bakteri  amfitrik : pada kedua ujung terdapat banyak falagel.

-          Bakteri peritrik : falagel terbesar merata pada permukan tubuh.

2.       Berdasarkan bentuk tubuh

1.       Bentuk coccus

-          Monococcus :     =1-1

-          Diplococcus :    =2-2

-          Streptococcus :    =seperti rantai.

-          Tetracoccus :  =4-4

-          Stafolococcus :  =seperti buah anggur.

-          Starcina :   =bentuk seperti kubus.

2.       Berbentuk batang = basilus

-          Diplobasil

-          Streptobasil

-          Monobasil

-          Basilus dengan endospora.

3.       Bentuk seperti tanda baca kimia

Vibro treponema

4.       Bentuk sepiral

Spirillum treponema

3.       Berdasarkan cara mendapatkan makanan atau nutrisinya.

a.       Bakteri autotrof

Yaitu bakteri ynag mampu menyediakan makanannya sendiri dari sumber karbon dioksida (CO₂).dibedakan menjadi dua yaitu:

-          Fotoautotrof ( misalnya bakteri hijau dan baktri ungu )

-          Kemoautotrof (misalnya bakteri besu da bakteri sulpur)

b.      Bakteri heterotrof

Bakteri heterotrof mengambil bahan/zat organik dari tempat hidupnya sebagai bahan makanannya. Jadi, bakteriini tidak bisa menyediakan makanannya sendiri. Bahan organic yang diambil berupa sisa-sisa mahluk hidup yang mati dam mahluk hidup yang masih hidup.

Dibedakan menjadi 2 golongan bakteri heterotrof yaitu bakteri parasit dan bakteri saprofit.

4.         Berdasarkan cara respirasp

bakteri ini terdiri dari 2 golongan nyaitu sebagai berikut:

a.       Bakteri airob,yaitu bakteri yang membutuhkan O₂ bebas untuk hidupnya.

Contoh: nitrosomonasi, nitrococcus, nitrobakter dan acetobakter.

b.      Bakteri anairob, hany dapat hidup jika di lingkungan hidupnya tidak terdapat O₂ bebas.

Contoh: bakteri tetanus (clostridium tetani).

STRUKTUR & ORGANEL SEL HEWAN & TUMBUHAN

Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil dari makhluk hidup. Dari kupu-kupu hingga kanguru, dari pohon kelapa hingga cemara semua tersusun atas sel. Makhluk hidup ada yang tersusun dari satu sel saja, disebut organisme uniseluler, dan ada makhluk hidup yang tersusun lebih dari satu sel, disebut organisme multiseluler.Sel meskipun memiliki ukuran sangat kecil, sel tergolong luar biasa. Kenapa? Sel bagai sebuah pabrik yang senantiasa bekerja agar kehidupan terus berlangsung. Ada bagian sel yang berfungsi menghasilkan energi, ada yang bertanggung jawab terhadap perbanyakan sel, dan ada bagian yang menyeleksi lalu lintas zat masuk dan keluar sel.

Dengan mempelajari komponen sel, kita akan dapat memahami fungsi sel bagi kehidupan.
Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke (yang hidup pada 1635-1703). Hooke (pada tahun 1665) mengamati sel gabus dengan menggunakan mikroskop sederhana. Ternyata sel gabus tersebut tampak seperti ruangan-ruangan kecil. Maka, dipilihlah kata dari bahasa Latin yaitu cellula yang berarti kamar kecil untuk menamai objek yang ditemukannya itu.

SEJARAH PENEMUAN SEL

Sel adalah unit terkecil dalam organisme hidup, baik dalam dunia tumbuh-tumbuhan maupun hewan. Sel terdiri atas protoplasma, yaitu, isi sel yang terbungkus oleh suatu membran atau selaput sel.

Evolusi sains seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang memperluas indera manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalandengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke tujuh belas. Sehingga mikroskop sejak awal tidak dapat dipisahkan dengan sejarah penemuan sel, yang dijelaskan sebagai berikut:

-          Galileo Galilei (Awal Abad 17) dengan alat dua lensa menggambarkan struktur tipis dari mata serangga. Gallei sebenarnya bukan seorang biologiwan pertama yang mencatat hasil pengamatan biologi melalui mikroskop.

-          Robert Hook (1635-1703) melihat gambaran satu sayatan tipis gabus suatu kompertemen atau ruang-ruang disebut dengan nama Latin cellulae (ruangan kecil), asal mula nama sel.

-          Anton van Leeuwenhoek (24 Oktober 1632 – 26 Agustus 1723), menggunakan lensa-lensa untk melihat beragam spermatozoa, bakteri dan protista.

-          Robert Brown (1733-1858) pada tahun 1`820 merancang lensa yang dapat lebih fokus untuk mengamati sel. Titik buram yang selalu ada pada sel telur, sel polen, sel dari jaringan anggrek yang sedang tumbuh. Titik buram disebut sebagai nukleus.

-          Matias Jacob Schleiden pada tahun 1838 berpendapat bahwa ada hubungan yang erat antara nukleus dan perkembangan sel.

-          Teodor Schwan (1810-18830): Sel adalah bagian dari organisme

TEORI SEL

Sel ialah satu unit kehidupan. Semua benda hidup baik hewan atau tumbuhan disusun oleh sel. Sel-sel ini berkumpul dan bergabung dengan adanya bahan antara sel diantaranya untuk membentuk jaringan seperti otot, tulang rawan dan saraf.

Dalam keadaan tertentu beberapa jaringan bergabung dan membina organ seperti kelenjar, pembuluh darah, kulit dal lain-lain.

Di alam ini kita dapat membagi sel ke dalam dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Istilah prokariotik, dibangun dari kata pro dan karyon. Pro, artinya sebelum dan kryon, artinya inti. Jadi sel prokariotiiik artiya ”sebelum inti”.

Ini mengandung pengertian bahwa sel prokariotik bukannya tanpa inti, melainkan memiliki materi genetik yang tersebar di dalam sitplasmanya. Eukariot dibangun dari kata Eu da Karyon.

Eu da Karyon , berarti sungguh dan karyon berarti inti. Jadi sel eukariotik adalah sel-sel yang telah memiliki inti sel, atau sel yang memiliki materi inti yang terorganisasi dalam suatu selaput, sehingga inti selnya tampak jelas (Sumardi dan Marianti, 2007).

Telah diketahui bahwa semua organisme hidup di bumi sekarang berasal dari sel tunggal yang lahir 3.500 berjuta-juta tahun yang lalu. Sel purba ini digambarkan dengan suatu selaput di sebelah luar, salah satu peristiwa yang rumit yang memimpin penetapan hidup di atas bumi.

Molekul organik sederhana tersebut mungkin telah diproduksi dalam kondisi-kondisi yang memungkinkannya hidup dan lestari di bumi dalam status awal hidpunya (kira-kira selama milyaran tahun pertamanya).

-          Sel Prokariot

Yang termasuk di dalam golongan sel-sel prokariotik adalah bakteri dan ganggang hijau-biru atau Cyanobacteria.

Pada bakteri bagian dalam membran plasma terdapat sitoplasma, ribosom dan nukleoid. Sitoplasma dapat mengandung vakuola, vesikel (vakuola kecil) dan menyimpa cadangan gula komplek atau bahan-bahan organik. Ribosom terdapat bebas di dalam sitoplasma dan tempat terjadinya sintesis protein.

-          Sel Eukariot

Sel-sel eukariotik memiliki struktur yang lebh maju dari pada sel-sel prokariotik. Sel pada umumnya terlihat sebagai massa yang jenih dengan bentuk yang tidak teratur, dibatasi oleh sutu selaput dan ditengah-tengahnya tedapat bangunan yang lebih pucat yang bentuknya bulat, disebut nnukleus atau inti sel.

Jadi secara umum sel itu dibina oleh selaput atau membran sel, plasma sel, dan inti sel. Di bawah dapat dilihat struktur sel eukariotik (sel hewan dan sel tumbuhan).

Selaput Plasma (Plasmalemma)

Yaitu selaput atau membran sel yang terletak paling luar yang tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau Lipid dan senyawa Protein).

Lipoprotein ini tersusun atas 3 lapisan yang jika ditinjau dari luar ke dalam urutannya adalah:

Protein – Lipid – Protein Þ Trilaminer Layer

Lemak bersifat Hidrofebik (tidak larut dalam air) sedangkan protein bersifat Hidrofilik (larut dalam air); oleh karena itu selaput plasma bersifat Selektif Permeabel atau Semi Permeabel (teori dari Overton).

Selektif permeabel berarti hanya dapat memasukkan /di lewati molekul tertentu saja.

Fungsi dari selaput plasma ini adalah menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang satu ke sel yang lain.

Khusus pada sel tumbahan, selain mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut Dinding Sel (Cell Wall).

Dinding sel tersusun dari dua lapis senyawa Selulosa, di antara kedua lapisan selulosa tadi terdapat rongga yang dinamakan Lamel Tengah (Middle Lamel) yang dapat terisi oleh zat-zat penguat seperti Lignin, Chitine, Pektin, Suberine dan lain-lain

Selain itu pada dinding sel tumbuhan kadang-kadang terdapat celah yang disebut Noktah. Pada Noktah/Pit sering terdapat penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang fungsinya hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.

Sitoplasma dan Organel Sel

Bagian yang cair dalam sel dinamakan Sitoplasma khusus untuk cairan yang berada dalam inti sel dinamakan Nukleoplasma), sedang bagian yang padat dan memiliki fungsi tertentu digunakan Organel Sel.

Penyusun utama dari sitoplasma adalah air (90%), berfungsi sebagai pelarut zat-zat kimia serta sebagai media terjadinya reaksi kirnia sel.

Organel sel adalah benda-benda solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup(menjalankan fungsi-fungsi kehidupan).

A.    Dinding Sel

Sel tumbuhan dipisahkan oleh dinding sel yang transparan.Dinding sel adalah struktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar. Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan, bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan kelengkapannya berbeda.

Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel hewan. Namun demikian, hal ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat memberikan dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri. Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel.

Dinding sel terbuat dari berbagai macam komponen, tergantung golongan organisme. Pada tumbuhan, dinding-dinding sel sebagian besar terbentuk oleh polimer karbohidrat (pektin, selulosa, hemiselulosa, dan lignin sebagai penyusun penting).

Pada bakteri, peptidoglikan (suatu glikoprotein) menyusun dinding sel. Fungi memiliki dinding sel yang terbentuk dari kitin. Sementara itu, dinding sel alga terbentuk dari glikoprotein, pektin, dan sakarida sederhana (gula).

B.     Vakuola

Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.

Pada sel daun dewasa, vakuola mendominasi sebagian besar ruang sel sehingga seringkali sel terlihat sebagai ruang kosong karena sitosol terdesak ke bagian tepi dari sel.
Bagi tumbuhan, vakuola berperan sangat penting dalam kehidupan karena mekanisme pertahanan hidupnya bergantung pada kemampuan vakuola menjaga konsentrasi zat-zat terlarut di dalamnya. Proses pelayuan, misalnya, terjadi karena vakuola kehilangan tekanan turgor pada dinding sel.

Dalam vakuola terkumpul pula sebagian besar bahan-bahan berbahaya bagi proses metabolisme dalam sel karena tumbuhan tidak mempunyai sistem ekskresi yang efektif seperti pada hewan. Tanpa vakuola, proses kehidupan pada sel akan berhenti karena terjadi kekacauan reaksi biokimi

C.     Plastida

Plastida adalah organel pada sel tumbuhan (dalam arti luas, Viridoplantae). Organel ini paling dikenal dalam bentuknya yang paling umum, kloroplas, sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Pada kenyataannya, plastida dikenal dalam berbagai bentuk:

-          proplastida, bentuk belum “dewasa”

-          leukoplas, bentuk dewasa tanpa mengandung pigmen, ditemukan terutama di akar

-          kloroplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen klorofil, ditemukan pada daun, bunga, dan bagian-bagian berwarna hijau lainnya

-          kromoplas, bentuk aktif yang mengandung pigmen karotena, ditemukan terutama pada bunga dan bagian lain berwarna jingga

-          amiloplas, bentuk semi-aktif yang mengandung butir-butir tepung, ditemukan pada bagian tumbuhan yang menyimpan cadangan energi dalam bentuk tepung, seperti akar, rimpang, dan batang (umbi) serta biji.

-          elaioplas, bentuk semi-aktif yang mengandung tetes-tetes minyak/lemak pada beberapa jaringan penyimpan minyak, seperti endospermium (pada biji)

-          etioplas, bentuk semi-aktif yang merupakan bentuk adaptasi kloroplas terhadap lingkungan kurang cahaya; etioplas dapat segera aktif dengan membentuk klorofil hanya dalam beberapa jam, begitu mendapat cukup pencahayaan.

Plastida adalah organel vital pada tumbuhan. Fungsinya adalah sebagai tempat fotosintesis, sintesis asam-asam lemak, serta beberapa fungsi sehari-hari sel.

Secara evolusi plastida dianggap sebagai prokariota yang bersimbiosis ke dalam sel eukariota dan kemudian kehilangan sifat otonomi penuhnya. Teori endosimbiosis ini mirip dengan yang terjadi terhadap mitokondria namun introduksi plastida dianggap terjadi lebih kemudian.

D.    Kloroplas

Kloroplas atau Chloroplast adalah plastid yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas berlangsung fase terang dan fase gelap dari fotosintesis tumbuhan. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada, maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid. Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya.

Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.

Kloroplas matang pada beberapa ganggang , biofita dan likopoda dapat memperbanyak diri dengan pembelahan. Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem.

Secara khas kloroplas dewasa mencakup dua membran luar yang menyalkuti stroma homogen, di sinilah berlangsung reaksi-reaksi fase gelap. Dalam stroma tertanam sejumlah grana, masing-masing terdiri atas setumpuk tilakoid yang berupa gelembung bermembran, pipih dan diskoid (seperti cakram). Membran tilakoid menyimpan pigmen-pigmen fotosintesis dan sistem transpor elektron yang terlibat dalam fase fotosintesis yang bergantung pada cahaya. Grana biasanya terkait dengan lamela intergrana yang bebas pigmen.

Prokariota yang berfotosintesis tidak mempunyai kloroplas, tilakoid yang banyak itu terletak bebas dalam sitoplasma dan memiliki susunan yang beragam dengan bentuk yang beragam pula. Kloroplas mengandung DNA lingkar dan mesin sistesis protein, termasuk ribosom dari tipe prokariotik.

Struktur Kloroplas Kloroplas terdiri atas dua bagian besar, yaitu bagian amplop dan bagian dalam.Bagian amplop kloroplas terdiri dari membran luar yang bersifat sangat permeabel, membran dalam yang bersifat permeabel serta merupakan tempat protein transpor melekat, dan ruang antar membran yang terletak di antara membran luar dan membran dalam.

Bagian dalam kloroplas mengandung DNA , RNAs, ribosom, stroma (tempat terjadinya reaksi gelap), dan granum. Granum terdiri atas membran tilakoid (tempat terjadinya reaksi terang) dan ruang tilakoid (ruang di antara membran tilakoid). Pada tanaman C3, kloroplas terletak pada sel mesofil. Contoh tanaman C3 adalah padi (Oryza sativa), gandum (Triticum aestivum), kacang kedelai (Glycine max), dan kentang (Solanum tuberosum). Pada tanaman C4, kloroplas terletak pada sel mesofil dan bundle sheath cell. Contoh tanaman C4 adalah jagung (Zea mays) dan tebu (Saccharum officinarum).

Genom Kloroplas Kloroplas pada tanaman tingkat tinggi merupakan evolusi dari bakteri fotosintetik menjadi organel sel tanaman. Genom kloroplas terdiri dari 121 024 pasang nukleotida serta mempunyai inverted repeats (2 kopi) yang mengandung gen-gen rRNA (16S dan 23S rRNAs) untuk pembentukan ribosom.

Genom kloroplas mempunyai subunit yang besar yaitu penyandi ribulosa biphosphate carboxylase. Protein yang terlibat di dalam kloroplas sebanyak 60 protein. 2/3nya diekspresikan oleh gen yang terdapat di inti sel sementara 1/3nya diekspresikan dari genom kloroplas.

E.     Nukleus

Nukleus ini umumnya paling mencolok pada sel eukariotik. Rata-rata diameternya 5 µm. Nukleus memiliki membran yang menyelubunginya yang disebut membran atau selubung inti. Membran ini memisahkan isi nukleus dengan sitoplasma.

Membran atau selubung inti merupakan membran ganda. Kedua selubung ini masing-masing merupakan bilayer lipid dengan protein yang terkait. Membran ini dilubangi oleh beberapa pori yang berdiameter sekitar 100 nm. Pada bibir setiap pori membran dalam dan membran luar selubung nukleus menyatu. Pori-pori ini memungkinkan hubungan antara nukleoplasma (cairan inti) dengan sitoplasma (cairan sel).

Selain pori, sisi dalam selubung ini dilapisi lamina nukleus dengan susunan mirip jaring yang terdiri dari filamen protein yang mempertahankan bentuk nukleus.Di dalam nukleus terdapat:

1.      Nukleolus (anak inti), berfungsi mensintesis berbagai macam molekul RNA (asam ribonukleat) yang digunakan dalam perakitan ribosom. Molekul RNA yang disintesis dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya bergabung membentuk ribosom. Nukleolus berentuk seperti bola, dan memalui mikroskop elektron nukleolus ini tampak sebagai suatu massa yang terdiri dari butiran dan serabut berwarna pekat yang menempel pada bagian kromatin.

2.      Nukleoplasma (cairan inti) merupakan zat yang tersusun dari protein.

3.      Butiran kromatin, yang terdapat di dalam nukleoplasma. Tampak jelas pada saat sel tidak membelah. Pada saat sel membelah butiran kromatin menebal menjadi struktur seperti benang yang disebut kromosom. Kromosom mengandung DNA (asam dioksiribonukleat) yang berfungsi menyampaikan informasi genetik melalui sintesis protein.Secara umum, Nukleus bertugas mengontrol kegiatan yang terjadi di sitoplasma. DNA yang terdapat di dalam kromosom merupakan cetak biru bagi pembentukan berbagai protein (terutama enzim). Enzim diperlukan dalam menjalankan berbagai fungsi di sitoplasma.

F.      Retikulum Endoplasma

Retikulum Endoplasma (RE, atau endoplasmic reticula) adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik.Retikulum Endoplasma merupakan bagian sel yang terdiri atas sistem membran. Di sekitar Retikulum Endoplasma adalah bagian sitoplasma yang disebut sitosol atau cytosol. Retikulum Endoplasma sendiri terdiri atas ruangan-ruangan kosong yang ditutupi dengan membran dengan ketebalan 4 nm (nanometer, 10-9 meter). Membran ini berhubungan langsung dengan selimut nukleus atau nuclear envelope.Pada bagian-bagian Retikulum Endoplasma tertentu, terdapat ribuan ribosom atau ribosome. Ribosom merupakan tempat dimana proses pembentukan protein terjadi di dalam sel. Bagian ini disebut dengan Retikulum Endoplasma Kasar atau Rough Endoplasmic Reticulum. Kegunaan daripada Retikulum Endoplasma Kasar adalah untuk mengisolir dan membawa protein tersebut ke bagian-bagian sel lainnya. Kebanyakan protein tersebut tidak diperlukan sel dalam jumlah banyak dan biasanya akan dikeluarkan dari sel. Contoh protein tersebut adalah enzim dan hormon. Sedangkan bagian-bagian Retikulum Endoplasma yang tidak diselimuti oleh ribosom disebut Retikulum Endoplasma Halus atau Smooth Endoplasmic Reticulum. Kegunaannya adalah untuk membentuk lemak dan steroid. Sel-sel yang sebagian besar terdiri dari Retikulum Endoplasma Halus terdapat di beberapa organ seperti hati.Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”). Pengertian lain menyebutkan bahwa RE sebagai perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang seperti tabung di dalam sitoplsma.Lubang/saluran tersebut berfungsi membantu gerakan substansi-substansi dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya.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 mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.RE halus berfungsi dalam berbagai macam proses metabolisme, trmasuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan menawarkan obat dan racun”RE berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri”.
Jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein serta menerima perintah melalui RNA tersebut (Time Life, 1984).jadi fungsi RE adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel dengan sitoplasma.

Fungsi Retikulum Endoplasma

Menjadi tempat penyimpan Calcium, bila sel berkontraksi maka calcium akan dikeluarkan dari RE dan menuju ke sitosol

-          Memodifikasi protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel.(RE kasar).

-          Mensintesis lemak dan kolesterol, ini terjadi di hati(RE kasar dan RE halus)

-          Menetralkan racun (detoksifikasi) misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.

-          Transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus)

G.    Ribosom

Ribosom ialah organel kecil dan padat dalam selyang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Ribosom berdiameter sekitar 20 nm serta terdiri atas 65% RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (disebut Ribonukleoprotein atau RNP). Organel ini menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (yaitu protein) menggunakan asam amino yang dibawa oleh tRNA pada proses translasi. Di dalam sel, ribosom tersuspensi di dalam sitosol atau terikat pada retikulum endoplasma kasar, atau pada membran inti sel.

H.    Sentriol

Sentriol merupakan organel tak bermembran yang hanya ditemukan pada sel hewan. Organel ini berukuran kecil , jumlahnya sepasang dan letaknya dekat membrane inti dalam posisi tegak lurus antar keduanya. Organel ini akan memisah satu sama lain untuk membentuk gelendong pembelahan pada saat terjadi pembelahan sel. Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.

Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

I.       Badan Golgi

Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom. Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi. beberapa fungsi badan golgi antara lain :

1.      Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.

2.      Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.

3.      Membentuk dinding sel tumbuhan

4.      Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

5.      Tempat untuk memodifikasi protein

6.      Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel

7.      Untuk membentuk lisosom

J.       Lisosom

Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase.

Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.

EndositosisEndositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal.

Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.

AutofagiProses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
Fagositosis.

Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).

K.    Mitokondria

Mitokondria (mitochondrion’, plural: mitochondria’) atau kondriosom (chondriosome) adalah organel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk hidup. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah “pembangkit tenaga” bagi sel.
Mitokondria merupakan salah satu bagian sel yang paling penting karena di sinilah energi dalam bentuk ATP [Adenosine Tri-Phosphate] dihasilkan.

Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat ‘ruangan’ yang disebut matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai banyak Mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot.

Keberadaan mitokondria didukung oleh hipotesis endosimbiosis yang mengatakan bahwa pada tahap awal evolusi sel eukariot bersimbiosis dengan prokariot (bakteri) [Margullis, 1981]. Kemudian keduanya mengembangkan hubungan simbiosis dan membentuk organel sel yang pertama. Adanya DNA pada mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya.

Hipotesis ini ditunjang oleh beberapa kemiripan antara mitokondria dan bakteri. Ukuran mitokondria menyerupai ukuran bakteri, dan keduanya bereproduksi dengan cara membelah diri menjadi dua. Hal yang utama adalah keduanya memiliki DNA berbentuk lingkar. Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan rRNA mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan yang dikode oleh inti sel eukariot [Cooper, 2000]. Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.

L.     Badan Mikro (Peroksisom & Glioksisom)

Peroksisom adalah kantong yang memiliki membran tunggal. Peroksisom berisi berbagai enzim dan yang paling khas ialah enzim katalase. Katalase berfungsi mengkatalisis perombakan hydrogen peroksida (H2O2). Hidrogen peroksida merupakan produk metabolism sel yang berpotensi membahayakan sel. Peroksisom juga berperan dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat. Peroksisom terdapat pada sel tumbuhan dan sel hewan. Pada hewan, peroksisom banyak terdapat di hati dan ginjal, sedang pada tumbuhan peroksisom terdapat dalam berbagai tipe sel.

Glioksisom hanya terdapat pada sel tumbuhan, misalnya pada lapisan aleuron biji padi-padian. Aleuron merupakan bentuk dari protein atau kristal yang terdapat dalam vakuola. Glioksisom sering ditemukan di jaringan penyimpan lemak dari biji yang berkecambah. Glioksisom mengandung enzim pengubah lemak menjadi gula. Proses perubahan tersebut menghasilkan energi yang diperlukan bagi perkecambahan.

Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Sel Hewan

1.      tidak memiliki dinding sel

2.      tidak memiliki plastida

3.      memiliki lisosom

4.      memiliki sentrosom

5.      timbunan zat berupa lemak dan glikogen

6.      bentuk tidak tetap

7.      pada hewan tertentu memiliki vakuola, ukuran kecil, sedikit

Sel Tumbuhan

1.      memiliki dinding sel dan membran sel

2.      umumnya memiliki plastida

3.      tidak memiliki lisosom

4.      tidak memiliki sentrosom

5.      timbunan zat berupa pati

6.      bentuk tetap

7.      memiliki vakuola ukuran besar, banyak

Transpor lewat membran

Transpor lewat membran dibedakan atas:

1.      Transpor pasif, tanpa bantuan energi dari sel (difusi dan osmosis)

2.      Transpor aktif, dengan menggunakan energi dari sel (endositosis, eksositosis dan pompa natrium kalium).

Mekanisme Transpor Melalui M0embran

Setiap sel yang hidup harus selalu memasukkan materi yang diperlukan dan membuang sisa-sisa metabolismenya. Untuk mempertahankan konsentrasi ion-ion di dalam sitoplasma, sel juga selalu memasukkan dan mengeluarkan ion-ion tertentu. pengaturan keluar masuknya materi dari dan menuju ke dalam sel sangat dipengaruhi oleh permeabilitas membran.

Bagian dalam lapisan lipid bilayer bersifat hidrofobik, sehingga tidak dapat ditembus oleh molekul-molekul polar dan substansi yang larut dalam air. Transpor materi-materi yang rarut dilam air dan bermuatan diperankan oleh protein integral membran. Transpor molekul – molekul kecil .

1.      Transpor Molekul – Molekul Kecil

Pengangkutan molekul-molekul kecil melalui membran dilakukan secara pasif (transpor pasif) maupun secara aktif (transpor aktif). Kedua macam transpor ini dilakukan secara terpadu untuk mempertahankan kondisi intraseluler agar tetap konstan.

2.      Transpor pasif

Dapat berlangsung karena adanya perbedaan konsentrasi larutan di antara kedua sisi membran. Pada transpor pasif tidak rnemerlukan energi rnetabolik. Transpor pasif dibedakan menjadi tiga, yaitu difusi sederhana (simple diffusion), difusi dipermudah atau difasilitasi (facilitated diffusion), dan osmosis.

Mekanisme difusi

Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),d ifusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).

Difusi sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.

Mekanisme Difusi dan Difasilitasi

Difusi difasiltasi (facilitated diffusion) adalah pelaluan zat melalui membran plasrna yang melibatkan protein pembawa atau protein transforter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul vang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transforter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel.

Protein transporter untuk grukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati, karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energy.

Mekanisme osmosis

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan vang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan .

Sebagai larutan hipertonis. sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.

Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal irri karena sei hewan tidak memiliki dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel), sedangkan sel hew’an/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel hewan/sel darah merah mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air.

 Transpor aktif

Pada transpor aktif diperlukan adanya protein pembawa atau pengemban dan memerlukan energi metabolik yang tersimpan dalam bentuk ATP. selama transpor aktif, molekul diangkut melalui gradien konsentrasi. Transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu transpor aktif primer dan sekunder.

Transpor aktif primer secara langsung berkaitan dengan hidrolisis ATP yang akan menghasilkan energi untuk transpor ini. contoh transpor aktif primer adalah pompa ion Na- dan ion K+. Konsentrasi ion K+ di dalam sel lebih besar dari pada di luar sel, sebaliknya konsentrasi ion Na+ diluar sel lebih besar daripada di dalam sel.

Untuk mempertahankan kondisi tersebut, ion-ion Na- dan K+ harus selalu dipompa melawan gradien konsentrasi dengan energi dari hasil hidrolisis ATP. Tiga ion Na+ dipompa keluar dan dua ion K+ dipompa ke dalam sel. Untuk hidrolis ATP diperlukan ATP-ase yang merupakan suatu protein transmembran yang berperan sebagai enzim.

Tranpor aktif sekunder merupakan transpor pengangkutan gabungan yaitu pengangkutan ion-ion bersama dengan pengangkutan molekul lain.

Sel darah merah

Sel darah merah, eritrosit (en:red blood cell, RBC, erythrocyte) adalah jenis sel darah yang paling banyak dan berfungsi membawa oksigen ke jaringan-jaringan tubuh lewat darah dalam hewan bertulang belakang. Bagian dalam eritrosit terdiri dari hemoglobin, sebuah biomolekul yang dapat mengikat oksigen. Hemoglobin akan mengambil oksigen dari paru-paru dan insang, dan oksigen akan dilepaskan saat eritrosit melewati pembuluh kapiler. Warna merah sel darah merah sendiri berasal dari warna hemoglobin yang unsur pembuatnya adalah zat besi. Pada manusia, sel darah merah dibuat di sumsum tulang belakang, lalu membentuk kepingan bikonkaf. Di dalam sel darah merah tidak terdapat nukleus. Sel darah merah sendiri aktif selama 120 hari sebelum akhirnya dihancurkan.

Sel darah merah atau yang juga disebut sebagai eritrosit berasal dari Bahasa Yunani, yaitu erythros berarti merah dan kytos yang berarti selubung/sel)

Eritrosit Vertebrat

Eritrosit secara umum terdiri dari hemoglobin, sebuah metalloprotein kompleks yang mengandung gugus heme, dimana dalam golongan heme tersebut, atom besi akan tersambung secara temporer dengan molekul oksigen (O₂) di paru-paru dan insang, dan kemudian molekul oksigen ini akan di lepas ke seluruh tubuh. Oksigen dapat secara mudah berdifusi lewat membran sel darah merah. Hemoglobin di eritrosit juga membawa beberapa produk buangan seperti CO₂ dari jaringan-jaringan di seluruh tubuh. Hampir keseluruhan molekul CO₂ tersebut dibawa dalam bentuk bikarbonat dalam plasma darah. Myoglobin, sebuah senyawa yang terkait dengan hemoglobin, berperan sebagai pembawa oksigen di jaringan otot.

Warna dari eritrosit berasal dari gugus heme yang terdapat pada hemoglobin. Sedangkan cairan plasma darah sendiri berwarna kuning kecoklatan, tetapi eritrosit akan berubah warna tergantung pada kondisi hemoglobin. Ketika terikat pada oksigen, eritrosit akan berwarna merah terang dan ketika oksigen dilepas maka warna erirosit akan berwarna lebih gelap, dan akan menimbulkan warna kebiru-biruan pada pembuluh darah dan kulit. Metode tekanan oksimetri mendapat keuntungan dari perubahan warna ini dengan mengukur kejenuhan oksigen pada darah arterial dengan memakai teknik kolorimetri.

Pengurangan jumlah oksigen yang membawa protein di beberapa sel tertentu (daripada larut dalam cairan tubuh) adalah satu tahap penting dalam evolusi makhluk hidup bertulang belakang (vertebratae). Proses ini menyebabkan terbentuknya sel darah merah yang memiliki viskositas rendah, dengan kadar oksigen yang tinggi, dan difusi oksigen yang lebih baik dari sel darah ke jaringan tubuh. Ukuran eritrosit berbeda-beda pada tiap spesies vertebrata. Lebar eritrosit kurang lebih 25% lebih besar daripada diameter pembuluh kapiler dan telah disimpulkan bahwa hal ini meningkatkan pertukaran oksigen dari eritrosit dan jaringan tubuh.

Vertebrata yang diketahui tidak memiliki eritrosit adalah ikan dari familia Channichthyidae. Ikan dari familia Channichtyidae hidup di lingkungan air dingin yang mengandung kadar oksigen yang tinggi dan oksigen secara bebas terlarut dalam darah mereka..^[5] Walaupun mereka tidak memakai hemoglobin lagi, sisa-sisa hemoglobin dapat ditemui di genom mereka.^[6]

Nukleus

Pada mamalia, eritrosit dewasa tidak memiliki nukleus di dalamnya, atau disebut juga anukleat. Jika dibandingkan, eritrosit pada sebagian besar hewan vertebrata mengandung nukleus, kecuali salamander dari genus Batrachoseps.

Fungsi

Ketika eritrosit berada dalam tegangan di pembuluh yang sempit, eritrosit akan melepaskan ATP yang akan menyebabkan dinding jaringan untuk berelaksasi dan melebar.

Eritrosit juga melepaskan senyawa S-nitrosothiol saat hemoglobin terdeoksigenasi, yang juga berfungsi untuk melebarkan pembuluh darah dan melancarkan arus darah supaya darah menuju ke daerah tubuh yang kekurangan oksigen.

Eritrosit juga berperan dalam sistem kekebalan tubuh. Ketika sel darah merah mengalami proses lisis oleh patogen atau bakteri, maka hemoglobin di dalam sel darah merah akan melepaskan radikal bebas yang akan menghancurkan dinding dan membran sel patogen, serta membunuhnya.^[10][11]

Eritrosit Mamalia

Pada awal pembentukannya, eritrosit mamalia memiliki nuklei, tapi nuklei tersebut akan perlahan-lahan menghilang karena tekanan saat eritrosit menjadi dewasa untuk memberikan ruangan kepada hemoglobin. Eritrosit mamalia juga kehilangan organel sel lainnya seperti mitokondria. Maka, eritrosit tidak pernah memakai oksigen yang mereka antarkan, tetapi cenderung menghasilkan pembawa energi ATP lewat proses fermentasi yang diadakan dengan proses glikolisis pada glukosa yang diikuti pembuatan asam laktat. Lebih lanjut lagi bahwa eritrosit tidak memiliki reseptor insulin dan pengambilan glukosa pada eritrosit tidak dikontrol oleh insulin. Karena tidak adanya nuklei dan organel lainnya, eritrosit dewasa tidak mengandung DNA dan tidak dapat mensintesa RNA, dan hal ini membuat eritrosit tidak bisa membelah atau memperbaiki diri mereka sendiri.

Eritrosit mamalia berbentuk kepingan bikonkaf yang diratakan dan diberikan tekanan di bagian tengahnya, dengan bentuk seperti "barbel" jika dilihat secara melintang. Bentuk ini (setelah nuklei dan organelnya dihilangkan) akan mengoptimisasi sel dalam proses pertukaran oksigen dengan jaringan tubuh di sekitarnya. Bentuk sel sangat fleksibel sehingga muat ketika masuk ke dalam pembuluh kapiler yang kecil. Eritrosit biasanya berbentuk bundar, kecuali pada eritrosit di keluarga Camelidae (unta), yang berbentuk oval.

Pada jaringan darah yang besar, eritrosit kadang-kadang muncul dalam tumpukan, tersusun bersampingan. Formasi ini biasa disebut roleaux formation, dan akan muncul lebih banyak ketika tingkat serum protein dinaikkan, seperti contoh ketika peradangan terjadi.

Limpa berperan sebagai waduk eritrosit, tapi hal ini dibatasi dalam tubuh manusia. Di beberapa hewan mamalia, seperti anjing dan kuda, limpa mengurangi eritrosit dalam jumlah besar, yang akan dibuang pada keadaan bertekanan, dimana proses ini akan menghasilkan kapasitas transpor oksigen yang tinggi.

1.      Eritrosit pada manusia

Kepingan eritrosit manusia memiliki diameter sekitar 6-8 μm dan ketebalan 2 μm, lebih kecil daripada sel-sel lainnya yang terdapat pada tubuh manusia. Eritrosit normal memiliki volume sekitar 9 fL (9 femtoliter) Sekitar sepertiga dari volume diisi oleh hemoglobin, total dari 270 juta molekul hemoglobin, dimana setiap molekul membawa 4 gugus heme.

Orang dewasa memiliki 2–3 × 1013 eritrosit setiap waktu (wanita memiliki 4-5 juta eritrosit per mikroliter darah dan pria memiliki 5-6 juta. Sedangkan orang yang tinggal di dataran tinggi yang memiliki kadar oksigen yang rendah maka cenderung untuk memiliki sel darah merah yang lebih banyak). Eritrosit terkandung di darah dalam jumlah yang tinggi dibandingkan dengan partikel darah yang lain, seperti misalnya sel darah putih yang hanya memiliki sekitar 4000 - 11000 sel darah putih dan platelet yang hanya memiliki 150000 - 400000 di setiap mikroliter dalam darah manusia.

Pada manusia, hemoglobin dalam sel darah merah mempunyai peran untuk mengantarkan lebih dari 98% oksigen ke seluruh tubuh, sedangkan sisanya terlarut dalam plasma darah.

Eritrosit dalam tubuh manusia menyimpan sekitar 2.5 gram besi, mewakili sekitar 65% kandungan besi di dalam tubuh manusia.

a.       Daur hidup

Proses dimana eritrosit diproduksi dinamakan eritropoiesis. Secara terus-menerus, eritrosit diproduksi di sumsum tulang merah, dengan laju produksi sekitar 2 juta eritrosit per detik (Pada embrio, hati berperan sebagai pusat produksi eritrosit utama). Produksi dapat distimulasi oleh hormon eritropoietin (EPO) yang disintesa oleh ginjal. Hormon ini sering digunakan dalam aktivitas olahraga sebagai doping. Saat sebelum dan sesudah meninggalkan sumsum tulang belakang, sel yang berkembang ini dinamai retikulosit dan jumlahnya sekitar 1% dari seluruh darah yang beredar.

Eritrosit dikembangkan dari sel punca melalui retikulosit untuk mendewasakan eritrosit dalam waktu sekitar 7 hari dan eritrosit dewasa akan hidup selama 100-120 hari.

b.      Polimorfisme dan kelainan

Morfologi sel darah merah yang normal adalah bikonkaf. Cekungan (konkaf) pada eritrosit digunakan untuk memberikan ruang pada hemoglobin yang akan mengikat oksigen. Tetapi, polimorfisme yang mengakibatkan abnormalitas pada eritrosit dapat menyebabkan munculnya banyak penyakit. Umumnya, polimorfisme disebabkan oleh mutasi gen pengkode hemoglobin, gen pengkode protein transmembran, ataupun gen pengkode protein sitoskeleton. Polimorfisme yang mungkin terjadi antara lain adalah anemia sel sabit, Duffy negatif, Glucose-6-phosphatase deficiency (defisiensi G6PD), talasemia, kelainan glikoporin, dan South-East Asian Ovalocytosis (SAO).