BIOLOGI SELULER DAN MOLEKULER

BAB I
PENDAHULUAN

Pengertian Sel
Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup. Oleh karena itu, untuk melaksanakan aktivitas kehidupannya, sel tersusun atas bagian- bagian yang berbeda, baik struktur maupun fungsinya. Bagian-bagian sel tersebut pada dasarnya terdiri atas tiga bagian utama, yaitu membran sel, sitoplasma, dan organel-organel yang terdapat di dalam sitoplasma.
Setiap organisme tersusun atas satu dari dua kemungkinan tipe sel, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Perbedaan mendasar kedua jenis sel tersebut adalah dalam hal ada atau tidaknya membrane yang membatasi inti sel. Sel prokariotik tidak mempunyai inti sel yang jelas, sedangkan sel eukariotik memiliki inti sel yang jelas. Adanya membran inti ini menyebabkan cairan di dalam inti (nukleoplasma) terpisah dengan cairan kental diluar inti (sitoplasma). Nukleoplasma dan sitoplasma merupakan cairan kental yang tersusun atas senyawa-senyawa kimia, misalnya protein dan karbohidrat. Akan tetapi, cairan tersebut berbeda dalam hal protein penyusunnya, baik jumlah maupun jenisnya. Di dalam sitoplasma terdapat banyak organel dengan struktur dan fungsi khusus, seperti reticulum endoplasma, badan golgi, lisosom, mikrobodi, mitokondria, dan nucleus.
Organel tak bermembran ialah komponen sitoplasma yang mempunyai struktur dan fungsi yang berlainan daripada organel bermembran dan rangkuman. Ia tidak mempunyai sistem membrannya yang tersendiri dan tidak ikut serta secara langsung dalam aktiviti metabolisma sel. Contoh: mikrotubul, filamen sitoplasma, mikrofilamen dan setriol

BEBERAPA TEORI MENGENAI SEL
Beberapa ahli telah mencoba menyelidiki tentang struktur dan fungsi sel, dan kemudian muncullah beberapa teori tentang sel. Sejarah ditemukannya teori tentang sel diawali penemuan mikroskop yang menjadi sarana untuk mempermudah melihat struktur sel. Berbagai penelitian para ahli biologi, antara lain seperti berikut.
1. Robert Hooke (1635-1703)
Ia mencoba melihat struktur sel pada sayatan gabus di bawah mikroskop. Dari hasil pengamatannya diketahui terlihat rongga-rongga yang dibatasi oleh dinding tebal. Jika dilihat secara keseluruhan, strukturnya mirip sarang lebah. Satuan terkecil dari rongga tersebut dinamakan sel.
2. Schleiden (1804-1881) dan T. Schwann (1810-1882)
Mereka mengamati sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan. Schleiden mengadakan penelitian terhadap tumbuhan. Setelah mengamati tubuh tumbuhan, ia menemukan bahwa banyak sel yang tubuh tumbuhan. Akhirnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tumbuhan adalah sel. Schwann melakukan penelitian terhadap hewan. Ternyata dalam pengamatannya tersebut ia melihat bahwa tubuh hewan juga tersusun dari banyak sel. Selanjutnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tubuh hewan adalah sel. Dari dua penelitian tersebut keduanya menyimpulkan bahwa sel merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup.
3. Robert Brown
Pada tahun 1831, Brown mengamati struktur sel pada jaringan tanaman anggrek dan melihat benda kecil yang terapung-apung dalam sel yang kemudian diberi nama inti sel atau nukleus. Berdasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selalu terdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itu sangat penting, yaitu untuk mengatur segala proses yang terjadi di dalam sel.
4. Felix Durjadin dan Johannes Purkinye
Pada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin dan Johannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itu diberinya nama protoplasma.

5. Max Schultze (1825-1874)
Ia menegaskan bahwa protoplasma merupakan dasar-dasar fisik kehidupan. Protoplasma merupakan tempat terjadinya proses hidup. Dari pendapat beberapa ahli biologi tersebut akhirnya melahirkan beberapa teori sel antara lain:
a. sel merupakan unit struktural makhluk hidup
b. sel merupakan unit fungsional makhluk hidup
c. sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup
d. sel merupakan unit hereditas.
Beberapa teori sel itu menunjukkan betapa pentingnya peranan sel karena hampir semua proses kehidupan dan kegiatan makhluk hidup dipengaruhi oleh sel.
Perkembangan biologi sel dan molekuler sangatlah pesat dimulai dengan penemuan ruang-ruang pada sel gabus dengan alat untuk memperbesar benda yaitu mikroskop. Dilanjutkan dengan kemajuan tekhnologi mikroskop dari mikroskop cahaya sampai mikroskop elektron memegang andil besar dalam pengamatan sel.
Secara anatomis sel dibagi menjadi 3 bagian, yaitu:
1. Selaput Plasma (Membran Plasma atau Plasmalemma).
2. Sitoplasma dan Organel Sel.
3. Inti Sel (Nukleus).
Selaput plasma terletak paling luar yang tersusun dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau Lipid dan senyawa Protein). Fungsi dari selaput plasma ini adalah menyelenggarakan Transportasi zat dari sel yang satu ke sel yang lain. Sedangkan khusus pada sel tumbuhan, selain mempunyai selaput plasma masih ada satu struktur lagi yang letaknya di luar selaput plasma yang disebut Dinding Sel (Cell Wall).


 SITOPLASMA
Sitoplasma adalah bagian sel yang terbungkus membran sel. Pada sel eukariota, sitoplasma adalah bagian non-nukleus dari protoplasma. Pada sitoplasma terdapat kerangka sel (sitokesleton), berbagai organel dan vesikuli (gelembung), serta sitosol yang berupa cairan tempat organel yang melayang-layang didalamnya. Sitosol mengisi ruang sel yang tidak ditempati organel dan vesikula dan menjadi tempat banyak reaksi biokimiawi serta perantara transfer bahan dari luar sel ke organel atau inti sel. Walaupun semua sel memiliki sitoplasma, setiap jaringan maupun species memiliki ciri-ciri yang jauh berbeda diantara satu dengan yang lain.
 INTI SEL
Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Struktur yang menonjol di dalam nukleus yang sedang tidak membelah ialah nukleolus, yang merupakan tempat komponen ribosom disintesis dan dirakit. Komponen-komponen ini kemudian dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya bergabung untuk membentuk ribosom. Kadang-kadang terdapat nukleoli atau lebih, jumlahnya bergantung pada spesiesnya dan tahap siklus reproduksi sel tersebut.

 Didalam 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.
Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
Dengan adanya selaput plasma maka protoplasma yang berada di sebelah dalamnya pertama kali terbagi menjadi dua bagian yang dipisahkan oleh selaput plasma rangkap. Bagian yang diselubungi oleh selaput rangkap disebut nukleoplasma dan yang berada diantara selaput rangkap dengan selaput sel disebut sitoplasma. Selaput plasma rangkap bersama-sama dengan nukleoplasma membentuk suatu kesatuan yang disebut nukleus(inti). Selaput plasma rangkap disebut selubung nukleus, selaput ke arah nukleoplasma disebut selaput dalam dan yang mengarah ke sitoplasma disebut selaput luar. Di dalam nukleoplasma terdapt sebuah atau lebih yang disebut nukleolus(anak inti) dan pembawa bahan informasi genetik yang seterusnya disebut materi geneik. Nukleolus dan materi genetik terdapat di dalam suatu cairan yang disebut matriks nukleus.
Nukleus berbentuk bola atau gelondong. Pada umumnya setiap sel memiliki sebuah nukleus. Sel prokariota tidak memiliki nukleus sejati. Materi genetik sel prokariota inti sel juga mengandung macam-macam enzim misalnya DNA polymerase, RNA polymerase untuk sintesis protein, juga ditemukan adanya enzim rentetan proses glikolitik dan siklus asam sitrat.
Materi genetik prokariota terkumpul di bagian tengah sel namun tidak dipisahkan dari sitoplasma oleh selubung nukleus. Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa selubung nuklaus merupakan salah satu pembeda antara sel eukariota dan sel prokariota. Letak nukleus di dalam inti sel bervariasi, kadang agak ke tepi kadang hampir di tengah. Nukleus tidak dapat bergerak bebas karena terperangkap di dalam jaring-jaring yang terbuat dari filamen intermedia dan mikrofilamen. Jaring-jaring ini terletak disebelah selubung nukleus. Bagian jaring-jaring yang berada di permukaan nukleoplasma selaput dalam disebut lamina nukleus dan berperan sebagai penyangga selaput dalam. Permukaan sitoplasma selaput luar berkaitan dengan anyaman filamen intermedia yang berhubungan dengan selaput sel.
Nukleus mengandung sebagian besar gen yang mengontrol sel eukariotik. Nukleus ini umumnya merupakan organel yang paling mencolok dalam sel eukariotik, rata-rata berdiameter 5 µm. Selubung nukleus melingkupi nukleus, yang memisahkan isinya dari sitoplasma.
Pada satu sel umumnya ditemukan hanya satu nukleus. Namun demikian, beberapa jaringan tertentu, atau beberapa spesies tertentu memiliki lebih daripada satu nukleus. Inti-inti dalam sel multinuklei ini dapat memiliki peran yang saling mengganti atau saling mengkhususkan diri. Pada Paramecium, terdapat dua inti sel: makronukleus (inti besar) dan mikronukleus (inti kecil). Makronukleus menjamin keberlangsungan hidup, sedangkan mikronukleus bertanggung jawab terhadap reproduksi.
Posisi nukleus didalam sel ada yang ditepi adapula yang mendekati ruang tengah sel. Letak nucleus terdapat diantara jaring-jaring yang terdiri dari mikrofilamen dan filamen intermedia pada sitosol, sehingga nucleus tidak dapat bergerak bebas.
Sel mengalami berbagai perubahan struktur yaitu fase interfase dan fase pembelahan sel. Dan pada fase interfase komponen-komponen inti sel dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron, bagian itu adalah selubung nukleus atau selaput inti, nukleolus atau anak inti, nukleosol yang berisi a. Kromatin (kompleks DNA dengan protein), b. RNA hasil transkripsi dari DNA, c. Beberapa protein yang tidak menempel pada DNA di dalam nukleoplasma, d. cairan inti.











BAB II
PEMBAHASAN

Organel tak bermembran ialah komponen sitoplasma yang mempunyai struktur dan fungsi yang berlainan daripada organel bermembran dan rangkuman. Ia tidak mempunyai sistem membrannya yang tersendiri dan tidak ikut serta secara langsung dalam aktiviti metabolisma sel. Contoh: mikrotubul, filamen sitoplasma, mikrofilamen dan setriol
Sitoplasma adalah bagian sel yang terbungkus membran sel. Pada sel eukariota, sitoplasma adalah bagian non-nukleus dari protoplasma. Pada sitoplasma terdapat kerangka sel (sitokesleton), berbagai organel dan vesikuli (gelembung), serta sitosol yang berupa cairan tempat organel yang melayang-layang didalamnya.
Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Struktur yang menonjol di dalam nukleus yang sedang tidak membelah ialah nukleolus, yang merupakan tempat komponen ribosom disintesis dan dirakit. Komponen-komponen ini kemudian dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya bergabung untuk membentuk ribosom.

 Didalam 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.
Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
 Fungsi inti sel
Fungsi inti sel secara umum adalah sebagai berikut :
1. Nukleus berfungsi untuk mengendalikan arah jalannya metabolism didalam sel. Aktifitas selliruh sel pada dasarnya adalah aktifitas kimia, yaitu sekumpulan reaksi yang terorganisasi dalam satu jalur metabolism setiap produk reaksi pada dasarnya akan menjadi reaktan atau substrat pada reaksi berikutnya. Oleh karena itu jalur reaksi akan menghasilkan produk metabolism.
2. Nukleus berfungsi untuk menyimpan informasi geneti yang aman, yaitu didalam bentuk paket DNA. Pada dasarnya DNA dikemas dalam bentuk kromatid dan kromosom. Pengemasan ini disesuaikan dengan kebutuhan, yaitu hanya pada saat tertentu , misalnya pada saat pembelahan sel, pengemasan haruslah ketat dan padat sehingga dengan mudah dan lengkap di pindahkan ke sel yang baru. Sebaiknya DAN dikemas longgar pada saat diperlukan untuk disalin atau pada saat ditranskripsi.
3. Nukleus berfungsi untuk mengatur kapan dan dimana ekspresi gen inti sel harus dimulai, dijalankan dan diakhiri.
4. Nukleus berfungsi untuk tempat terjadinya replikasi dan transkripsi DNA. Kelangsungan hidup sel hanya terjamin oleh dua aktifitas tersebut. Replikasi DNA berguna untuk menyalin salinan DNA dari satu salinan menjadi dua salinan agar masing-masing salinan dapat dipindahkan kepada generasi sel baru hasit pembelahan replikasi DNA merupakana rangkaian tidak terpisahkan engan pembelahan sel.


 Selubung Nukleus/ Selaput Inti/ Membran Inti
Selubung nukleus merupakan pembatas dari organel ini (nukleus) dan tersusun protein lipid, berupa selaput ganda yang masing-masingtebalnya 6,5 nm, dipisahkan oleh suatu ruangan intermembran yang disebut spatium perinuclearis yang besarnya 200-300A. Membrane inti atau selubung inti merupakan struktur pembatas materi inti sel dengan sitoplasma.
Lapisan luar selaput inti memiliki struktur yang kurang padat, dan kebanyakan ditempeli ribosom yang berdiameter 20 nm dan menempel langsung pada RE. Ribosom aktif dalam sintesis protein , antara lain G protein yang berasal sebagian besar dari protein membran. Protein yang disintesis dalam ribosom dihancurkan ke dalam ruang peri nukleus yang berhubungan dengan sistem (lumen) RE. Dari permukaan sitosol selaput luar, tampak terpancar filamen-filamen yang berdiameter lebih kurang 10 nm. Filamen- filamen tersebut berikatan dengan protein porifer permukaan sitosol selaput luar. Ujung yang lain dari filamen-filamen ini, sebagian menempel atau berikatan dengan selaput organela- organela, sebagian lagi berkaitan dengan selaput sel. Dengan demikian, nukleus seakan akan terletak dalam suatu jala atau keranjang sehingga tidak dapat bergerak bebas. Saat proses mitosis berlangsung lapisan luar ini berhubungan dengan organel bermembran yang terdapat di dalam sitoplasma
. Lapisan dalam selubung nukleus lebih rata, dilapisi dengan lapisan fibrosa dengan ketebalan yang bervariasi sekitar 100 nm dan berhubungan dengan kromatin. Permukaan nukleoplasma selaput-dalam selubung nukleus berlapiskan suatu anyaman setebal 10-20 nm. Anyaman ini terbuat dari filamen intermedia yang pada mamalia terdiri dari 3 protein yaitu lamin A, B, C. Anyaman filamen intermedia ini disebut lamina nukleus. Lamina ini dapat dipisahkan dari selaput-dalam. Protein-protein penyusun lamina nukleus berikatan dengan protein inyegral maupun perifer dari selaput-dalam. Selain itu, protein-protein lamina ini juga berikatan dengan benang-benang halus yang terdapat dalam nukleus. Benang-benang halus ini tidak lain adalah pembawa materi genetik. Lamina nukleus bersifat sangat dinamis. Pada sel-sel yang sedang membelah, tepatnya pada profase akhir, fosforilasi sementara beberapa residu serin pada lamin menyebabkan lamina nukleus terurai menjadi lamin A-fosfat, lamin C-fosfat dan lamin-B yang tetap terikat pada selaput-dalam. Bila pembelahan terakhir, terjadi defosforilasi dan lamina nukleus terikat kembali.
Struktur membran inti juga dilengkapi dengan lubang-lubang yang disebut porus nuclearis, yaitu lubang pada selubung inti yang menghubungkan nucleolus dengan sitoplasma. Porus tersebut berdiameter 100 nm. Pada bibir setiap pori, membran dalam dan membran luar selubung nukleus menyatu.Pori nukleus terbentuk akibat menyatunya dwi lipid dari selaput dalam dan luar. Sel melalui lubang-lubang ini dapat mentransfer substansi sel yang berada di dalam nukleus ke luar nucleus (sitoplasma). Subsatansi sel yang ditransfer ke luar sel adalah molekul RNA yang berkaitan erat dengan sintesis protein di sitoplasma. Sintesis protein dilakukan di luar inti sel (sitoplasma), tepatnya sintesis terjadi di salah satu organel yang ada di sitoplasma, yaitu ribosom.









BAB III
KESIMPULAN

Sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup. Oleh karena itu, untuk melaksanakan aktivitas kehidupannya, sel tersusun atas bagian- bagian yang berbeda, baik struktur maupun fungsinya. Bagian-bagian sel tersebut pada dasarnya terdiri atas tiga bagian utama, yaitu membran sel, sitoplasma, dan organel-organel yang terdapat di dalam sitoplasma.
Organel tak bermembran ialah komponen sitoplasma yang mempunyai struktur dan fungsi yang berlainan daripada organel bermembran dan rangkuman. Ia tidak mempunyai sistem membrannya yang tersendiri dan tidak ikut serta secara langsung dalam aktiviti metabolisma sel. Contoh: mikrotubul, filamen sitoplasma, mikrofilamen dan setriol
Sitoplasma adalah bagian sel yang terbungkus membran sel. Pada sel eukariota, sitoplasma adalah bagian non-nukleus dari protoplasma. Pada sitoplasma terdapat kerangka sel (sitokesleton), berbagai organel dan vesikuli (gelembung), serta sitosol yang berupa cairan tempat organel yang melayang-layang didalamnya.
Inti sel atau nukleus adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Struktur yang menonjol di dalam nukleus yang sedang tidak membelah ialah nukleolus, yang merupakan tempat komponen ribosom disintesis dan dirakit. Komponen-komponen ini kemudian dilewatkan melalui pori nukleus ke sitoplasma, kemudian semuanya bergabung untuk membentuk ribosom.
Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
Selubung nukleus merupakan pembatas dari organel ini (nukleus) dan tersusun protein lipid, berupa selaput ganda yang masing-masingtebalnya 6,5 nm, dipisahkan oleh suatu ruangan intermembran yang disebut spatium perinuclearis yang besarnya 200-300A. Membrane inti atau selubung inti merupakan struktur pembatas materi inti sel dengan sitoplasma.











DAFTAR PUSTAKA
 Syamsuri, DKK. 2007. Biologi Untuk SMA kelas XII Semester 2. Jakarta: Erlangga.
 http://www.scribd.com/doc/24395438/Tugas-Kelompok-Tentang-Organel-Organel-Sel
 http://www.sentra-edukasi.com/2010/04/peengertian-sel-dan-teori-mengenal-sel.html
 Biologi.blogsome.com/2007/07/06.sitoplasma-2/