STRUKTUR DAN FUNGSI SEL - Blog UB

TUGAS BIOLOGI
“STRUKTUR DAN FUNGSI SEL”
Oleh :
Nama : Jonathan Praystihan. S.
NIM
: (115100300111013)
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2014
PENGERTIAN SEL DAN SEJARAHNYA
Sel adalah
kumpulan materi paling
sederhana
yang
dapat hidup dan
merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Sel mampu melakukan semua
aktivitas kehidupan dan sebagian besar reaksi kimia untuk mempertahankan
kehidupan berlangsung di dalam sel. Kebanyakan makhluk hidup tersusun atas sel
tunggal,[5] atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan ameba. Makhluk
hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakanorganisme
multiseluler yang terdiri dari banyak tipe sel terspesialisasi dengan fungsinya
masing-masing. Tubuh manusia, misalnya, tersusun atas lebih dari 1013 sel. Namun
demikian, seluruh tubuh semua organisme berasal dari hasil pembelahan satu sel.
Contohnya, tubuh bakteri berasal dari pembelahan sel bakteri induknya, sementara
tubuh tikus berasal dari pembelahan sel telur induknya yang sudah dibuahi. Berikut
merupakan gambaran dari organisasi kehidupan.
Gambar 1.1 Gambaran suatu organisasi kehidupan
Beberapa ilmuwan pada abad ke-18 dan awal abad ke-19 telah berspekulasi
atau mengamati bahwa tumbuhan dan hewan tersusun atas sel, namun hal tersebut
masih diperdebatkan pada saat itu. Pada tahun 1838, ahli botani Jerman Matthias
Jakob Schleiden menyatakan bahwa semua tumbuhan terdiri atas sel dan bahwa
semua aspek fungsi tubuh tumbuhan pada dasarnya merupakan manifestasi
aktivitas sel. Ia juga menyatakan pentingnya nukleus (yang ditemukan Robert
Brown pada tahun 1831) dalam fungsi dan pembentukan sel, namun ia salah
mengira bahwa sel terbentuk dari nukleus. Pada tahun 1839, Theodor Schwann,
yang setelah berdiskusi dengan Schleiden menyadari bahwa ia pernah mengamati
nukleus sel hewan sebagaimana Schleiden mengamatinya pada tumbuhan,
menyatakan bahwa semua bagian tubuh hewanjuga tersusun atas sel. Menurutnya,
prinsip universal pembentukan berbagai bagian tubuh semua organisme adalah
pembentukan sel. Yang kemudian memerinci teori sel sebagaimana yang dikenal
dalam bentuk modern ialah Rudolf Virchow, seorang ilmuwan Jerman lainnya. Pada
mulanya ia sependapat dengan Schleiden mengenai pembentukan sel. Namun,
pengamatan mikroskopis atas berbagai proses patologis membuatnya
menyimpulkan hal yang sama dengan yang telah disimpulkan oleh Robert
Remak dari pengamatannya terhadap sel darah merah dan embrio, yaitu bahwa sel
berasal dari sel lain melaluipembelahan sel. Pada tahun 1855, Virchow menerbitkan
makalahnya yang memuat motonya yang terkenal, omnis cellula e cellula (semua sel
berasal dari sel).
Antara tahun 1875 dan 1895, terjadi berbagai penemuan mengenai fenomena
seluler dasar, seperti mitosis, meiosis, dan fertilisasi, serta berbagai organel penting,
seperti mitokondria, kloroplas, dan badan Golgi. Lahirlah bidang yang mempelajari
sel, yang saat itu disebut sitologi. Perkembangan teknik baru, terutama fraksinasi
sel dan mikroskopi elektron, memungkinkan sitologi dan biokimia melahirkan bidang
baru yang disebut biologi sel. Pada tahun 1960, perhimpunan ilmiah American
Society for Cell Biology didirikan di New York, Amerika Serikat, dan tidak lama
setelahnya, jurnal ilmiah Journal of Biochemical and Biophysical Cytology berganti
nama menjadi Journal of Cell Biology. Pada akhir dekade 1960-an, biologi sel telah
menjadi suatu disiplin ilmu yang mapan, dengan perhimpunan dan publikasi
ilmiahnya sendiri serta memiliki misi mengungkapkan mekanisme fungsi organel sel.
KARAKTERISTIK SEL
1. Sel sangat kompleks namun teratur
2. Sel memiliki program genetik dan memiliki cara untu menggunakannya
3. Sel mampu memperbanyak diri
4. Sel membutuhkan, memperoleh dan menggunakan energi
5. Sel melakukan berbagai reaksi kimiawi
6. Sel terlibat dalam berbagai aktivitas mekanis
7. Sel mampu merespon terhadap berbagai rangsang
8. Sel mampu mengatur diri
JENIS SEL
1. Sel Prokaryotik
Sel prokariotik merupakan tipe sel yang tidak memiliki sistem endomembran
sehingga sel tipe ini memiliki materi inti yang tidak dibatasi oleh sistem membran,
tidak memiliki organel yang dibatasi oleh sistem membran. Sel prokariotik terdapat
pada bakteri dan ganggang biru. Hampir semua sel prokariotik memiliki selubung sel di
luar membran selnya. Jika selubung tersebut mengandung suatu lapisan kaku yang
terbuat dari karbohidrat atau kompleks karbohidrat-protein,peptidoglikan, lapisan itu
disebut sebagai dinding sel. Kebanyakan bakteri memiliki suatu membran luar yang
menutupi lapisan peptidoglikan, dan ada pula bakteri yang memiliki selubung sel
dari protein. Sementara itu, kebanyakan selubung sel arkea berbahan protein, walaupun
ada juga yang berbahan peptidoglikan. Selubung sel prokariota mencegah sel pecah
akibat tekanan osmotik pada lingkungan yang memiliki konsentrasi lebih rendah daripada
isi sel.
2. Sel Eukaryotik
sel eukariotik merupakan tipe sel yang memiliki sistem endomembran. Pada
sel eukariotik, inti tampak jelas karena dibatasi oleh sistem membran. Pada sel ini,
sitoplasma memiliki berbagai jenis organel seperti antara lain: badan Golgi, retikulum
endoplasma (RE), kloroplas (kuhusus pada tumbuhan), mitokondria, badan mikro,
dan lisosom.
BAGIAN DAN FUNGSI SEL
1. Membran sel
Membran sel adalah fitur universal yang dimiliki oleh semua jenis sel berupa
lapisan antarmuka yang disebut membran plasma, yang memisahkan sel
dengan lingkungan di luar sel, terutama untuk melindungi inti sel dan sistem
kelangsungan hidup yang bekerja di dalam sitoplasma.
2. Nukleus
Nukleus mengandung
sebagian
besar gen yang
mengendalikan
sel eukariota (sebagian lain gen terletak di dalammitokondria dan kloroplas).
Dengan diameter rata-rata 5 µm, organel ini umumnya adalah organel yang
paling mencolok dalam sel eukariota. Kebanyakan sel memiliki satu nukleus,
namun ada pula yang memiliki banyak nukleus, contohnya sel otot rangka, dan
ada pula yang tidak memiliki nukleus, contohnya sel darah merah matang yang
kehilangan nukleusnya saat berkembang. Selubung nukleus melingkupi nukleus
dan memisahkan isinya (yang disebut nukleoplasma) dari sitoplasma. Selubung
ini terdiri dari dua membran yang masing-masing merupakan lapisan ganda lipid
dengan protein terkait. Membran luar dan dalam selubung nukleus dipisahkan
oleh ruangan sekitar 20–40 nm. Selubung nukleus memiliki sejumlah pori yang
berdiameter sekitar 100 nm dan pada bibir setiap pori, kedua membran selubung
nukleus menyatu.
3. Nukleolus
Nukleolus dikenal juga sebagai anak inti sel adalah sebuah struktur terikat
tanpa membran yang terdiri dari protein dan asam nukleat dalam inti
sel (nukleus). Ribosomal RNA(rRNA) ditranskripsi dan berkumpul di dalam
nukleolus. Ultrastruktur nukleolus dapat divisualisasikan melaluimikroskop
elektron,
sedangkan
organisasi
dan
dinamika
dapat
dipelajari
melalui penandaan
protein
berpijar dan
pemulihan
neon
setelah photobleaching (FRAP). Kerusakan nukleolus dapat menjadi
penyebab untuk beberapa penyakit manusia.
4. Mitokondria
Mitokondria adalah tempat berlangsungnya respirasi seluler, yaitu suatu proses
kimiawi yang memberienergi pada sel. Karbohidrat dan lemak merupakan contoh
molekul makanan berenergi tinggi yang dipecah menjadi air dan karbon
dioksida oleh reaksi-reaksi di dalam mitokondria, dengan pelepasan energi.
Kebanyakan energi yang dilepas dalam proses itu ditangkap oleh molekul yang
disebut ATP. Mitokondria-lah yang menghasilkan sebagian besar ATP sel. Energi
kimiawi ATP nantinya dapat digunakan untuk menjalankan berbagai reaksi kimia
dalam sel
5. Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma merupakan membrane lipoprotein pada sitoplasma
yang terdapat antara membran inti dan membran sitoplasma. Ada dua
macam RE. RE ganuler (RE kasar) bila pada permukaan membran RE ini
menempel ribosom. RE halus atau non granuler bila pada membran RE tidak
ada ribosom.Fungsi organel ini memproses lebih lanjut protein, lipid atau
bahan lainnya yang akan disekresikan sehingga produk yang dihasilkan
sesuai dengan keperluannya. Dalam bentuk vesikula (gelembung) produk
dari RE ditransportasi ke badan Golgi.
6. Ribosom
Ribosom merupakan komponen penting di dalam sel. Ukurannya berkisar 2025 nm. Ribosom tersusun dari RNA dan protein, terdiri dari sub unit besar
dan sub unit kecil. Sub unit besar dan sub unit kecil akan bergabung bila
ribosom sedang menjalankan fungsinya yaitu sintesis protein.
7. Golgi kompleks
Badan
Golgi (bahasa
Inggris: golgi
apparatus, golgi
body, golgi
complexatau dictyosome) adalah organel yang dihubungkan dengan fungsi
ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop
cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang
melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.Badan Golgi berfungsi
menghasilkan sekret berupa butiran getah, lisosom primer, menyimpan
protein dan enzim yang akan disekresikan. Pada seltumbuhan badan Golgi
disebut diktiosom. Organel ini menerima bahan, diolah dan akan
disekresikan, dari RE.
8. Lysosom
Lisosom terdapat pada sel hewan, bentuknya seperti bola dan ukuran
diameternya kurang lebih 500nm. Lisosom mengandung enzim yang
berfungsi untuk mencernakan bahan makanan yang masuk ke dalam sel baik
secara pinositis (makanannya berupa cairan) maupun secara fagositis
(makannya berupa padat).
9. Centriole
Sentriol adalah sebuah organel berbentuk tabung yang biasa ditemukan
Hewan Bersel Eukariot, meskipun tidak ditemukan di tumbuhan tingkat tinggi
dan Jamur. Dinding sel di tiap sentriol biasanya terdiri dari Sembilan 3
pasang Mikrotubulas(Protein Sitoskeleton). Beberapa hewan mempunyai,
beberapa perbedaan dari Sentriol yang biasanya, contohnya Lalat
Buah(Drosophila melanogaster), dan Caenorhabditis eleganssel sperma dan
Embrio baru, dengan 9 Satu pasang. Sentriol yang berpasangan, diatur
secara tegak lurus dan diselimutioleh gumpalan besar tidak terbentuk yang
terbuat dari material-material padat(Biasanya diketahui sebagai Material
Pericentriolar) mendasari struktur persenyawaan yang biasa diketahui
sebagai sentrosom.
10. Cytoskeleton
Sitoskeleton merupakan rangka sel. Sitoskleleton terdiri dari 3 macam yaitu :
mikrotubul, mikrofilamen, dan filamen intermediet. Mikrotubul tersusun atas
dua molekul Protein tubulin yang bergabung membentuk tabung. Fungsi
mirkotubul memberikan ketahanan terhadap tekanan pada sel, perpindahan
sel (pada silia dan flagella), pergerakan kromosom saat pembelahan sel
(anafase), pergerakan organel, membentuk sentriol pada sel hewan.
Mikrofilamen merupakan filament protein kecil yang tersusun atas dua rantai
protein aktin yang terpilin menjadi satu. Mikrofilamen memiliki fungsi memberi
tegangan pada sel, mengubah bentuk sel, kontraksi otot, aliran sitoplasma,
perpindahan sel (misalnya psudopodia) dan pembelahan sel.
11. Dinding sel
Dinding sel hanya terdapat pada tumbuhan dan jamur. Fungsi dinding sel
yaitu melindungi sitoplasma dan membran sitoplasma. Pada beberapa sel
tumbuhan sel yang satu dengan sel yang lainnya dihubungkan dengan suatu
celah yang disebut plasmodesmata.
12. Vacuola
Vakuola adalah membran-terikat organel penyimpanan, yang membantu
dalam mengatur tekanan turgor dari sel tumbuhan. Dalam sel tumbuhan, bisa
terdapat lebih dari satu vakuola. Namun, vakuola memiliki bentuk lebih besar
daripada yang lain, yang menyimpan segala macam senyawa kimia. Vakuola
juga membantu dalam pencernaan intraselular molekul kompleks dan
ekskresi produk-produk sisa.
13. Chloroplast
Kloroplas merupakan komponen pada daun yang menolong tanaman
mengubah cahaya menjadi energy yang dikenal dengan proses fotosintesis.
Kloroplas ada di dalam tanaman berdaun hijau , jadi pada dasarnya setiap
tanaman memiliki potensi untuk menjadi sumber listrik. Sel sebagian besar
tumbuhan tinggi umumnya mengandung antara 50 – 200 kloroplas. Kalau
dilihat dari samping bentuknya seperti lensa dengan satu sisi/permukaan
cembung dan permukaan lain cekung, datar atau cembung.
POTENSI BIOLOGI
PEMANFAATAN SPIRULINA UNTUK PENANGANAN LIMBAH TERNAK
Berdasarkan struktur dan fungsi sel yang telah dibahas sebelumnya didapati
kloroplas yang merupakan bagian dari sel tumbuhan memiliki kemampuan dalam
menghasilkan energi sendiri. Dalam penerapannya terdapat spirulina platensis yaitu
mikroalga yang memiliki potensi dangat besar untuk masa depan, termasuk
kemampuannya dalam mengolah limbah ternak sapi menjadi lebih ramah lingkungan
dan sesuai dengan batas yang telah ditetapkan.
Dewasa ini di negara Indonesia sendiri industri peternakan sapi sudah
mengalami peningkatan terbukti dengan jumlahnya yang semakin bertambah, badan
pusat statistik mencatat terdapat populasi sapi ternak pada tahun 2013 mencapai
17.000 ekor meningkat 7000 ekor dari tahun 2000 (bps, 2014). Dengan terus
meningkaynya jumlah ternak ini maka akan meningkatkan jumlah dari limbah ternak
yang akan berdampak pada lingkungan. Limbah cair dari peternakan sapi ini terkenal
nilai COD serta BOD yang tinggi. Maka dari itu diperlukannya suatu cara pengolahan
yang baik namun juga tetap ramah lingkungang, yaitu pengolahan dengan
menggunakan spirulina plantesis.
Spirulina platensis adalah sianobakteri atau mikroalga (ganggang mikro) hijau
biru yang mampu tumbuh pada berbagai tingkat keasaman (pH 8-11) dengan
kandungan senyawa karbonat dan bikarbonat yang tinggi dan dengan pasokan
unsur nitrogen. Pertumbuhan S. platensis sangat tergantung pada intensitas cahaya
(Shinta, 2011). Menurut Sukmaningrum (1997) Spirulina sp dapat tumbuh pada
media limbah domestik, dengan memanfaatkan ketersediaan unsur hara dari limbah.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh jurusan kimia FMIPA
Universitas Padjadjara, didapati kadar BOD, COD serta NO3 pada limbah ternak
mengalami penurunan yang signifikan yaitu masing-masing sebesar 92,98% ,
92,51%, dan 54,79%. Kualitas limbah cair yang sebelumnya nilai BOD nya adalah
sebesar 1250 menjadi 87,7 dan ini jauh di bawah batas baku yaitu 150. Pada kadar
COD didapati sebesar 3460 menjadi 259 dengan batas baku sebesar 300. Serta
kadar NO3 yang sebelumnya adalah 1,044 menjadi 0,47. Hasil pengukuran
parameter nilai BOD, COD dan NO3 kualitas limbah cair dengan menggunakan
penanganan spirulina sp telah memenuhi keputusan menteri negara lingkungan
hidup. Yang berarti kualitas limbah sapi relativ masih baik dan tidak mencemari
lingkungan hidup. Dengan didapatkannya penanganan limbah menggunakan reaksi
biologi ini maka kedepannya dapat menjamin lingkungan hidup yang tetap aman
bagi anak cucu kita.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell, N.A.; Reece, J.B.; Mitchell, L.G. (2002). Diterjemahkan oleh R. Lestari
dkk. (ed. 5). Jakarta: Erlangga. ISBN 9796884682.
Clements, M.; Saffrey, J. (2001). "Communication between Cells". In Saffrey, J.
(penyunting). The Core of Life (dalam bahasa Inggris) 2. Milton Keynes: The
Open University. ISBN 9780749235673
Stewart, Melissa (2007). Cell Biology (dalam bahasa Inggris). Minneapolis: TwentyFirst Century Books. ISBN 9780822566038
Yuwono, Triwibowo (2007). Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.
Ferdinand Fictor. 2010. Praktis Belajar Biologi. Jakarta: Grafindo.
http://www.bps.go.id/tab_sub/view.php?kat=3&tabel=1&daftar=1&id_subyek=24&not
ab=12
Dadan Sumiarsa, Roni Jatnika, TB Benito A. Kurniani, M Wahyudin Lewaru. 2011.
Perbaikan Kualitas Limbah Cair Peternakan Sapi Perah Oleh Spirulina sp.
Jurnal akuatik vol II no , ISSN 0853-2523. Universitas Padjadjaran