POKOK BAHASAN 5. SEL 5.1. SEJARAH PENEMUAN

POKOK BAHASAN 5. SEL
5.1. SEJARAH PENEMUAN SEL
Tahun 1665, Robert Hooke menemukan sel mati dan gabus kulit batang Quercus
suber
yang tinggal dinding selnya saja, tersusun seperti rumah lebah. Ruangruang kecil tanpa isi sel tersebut kemudian disebut sel.
Tahun 1770, Anthony van Leeuwenhoek menemukan kioroplast pada daun segar
Tahun 1772, Bonaventun Corti menemukan aliran plasma pada ganggang Chara sp.
Tahun 1930, Robert Brown menemukan inti sel (nukleus)
Tahun 1846, Mattheas Schleiden menemukan anak inti (nukleolus)
Hugo van Mohi dapat membedakan antara protoplas dan cairan sel
Tahun 1838, Mattheas Schleiden dan Theodor Schwann menemukan vakuola sel
Tahun 1839, Mattheas Schleiden dan Theodor Schwann mengemukakan teori sel
Tahun 1850, Kollicher menemukan mitokondria
Tahun 1962, Kollicher mengemukakan istilah sitoplasma
Tahun 1898, Camilo Golgi menemukan diktiosom dan aparatus golgi Rudolf Virchow
mengamati pembelahan mitosis
Konsep Teori Sel:
1. Sel merupakan satuan struktur dan organisme hidup
2. Sel merupakan satuan fungsi dalam organisme hidup
3. Semua sel berasal dari sel
Sel tumbuhan didefinisikan sebagai unit dasar yang universal dari suatu struktur
organik.
Pandey (1980) membagi komponen penyusun sel dalam 2 kelompok, yaitu:
1. Komponen protoplasmik atau komponen yang hidup dari sel, terdiri dari
inti, mitokondria, plastida, retikulum endoplasma, ribosom, lysosom,
sphaerosom, microtubule dan badan golgi
2. Komponen non-protoplasmik atau komponen yang tidak hidup dari sel,
terdiri dari vakuola, dan hasil-hasil metabolisme al. kristal, minyak atsiri,
amilum, aleuran.
5.2. KOMPONEN PROTOPLASMIK
Komponen-komponen dalam Sel yang termasuk dalam komponen protoplasmik
adalah:
1. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan substansi hialin yang jernih dengan bahan dasar hialoplasma.
Sitoplasma dibedakan menjadi 3 bagian:
1.1. plasmolema, merupakan dinding plasma luar yang bersifat semipermeable
1.2. polioplasma, merupakan bagian yang Iampak keruh karena adanya butirbutir
mikrosoma. Pada bagian ini dapat dilihat adanya aliran sitoplasma (rotasi dan
sirkulasi)
1.3. tonoplas, merupakan membran dalam yang berbatasan dengan vakuola,
Gambar 5.1. Sel tumbuhan
dengan
berbagai
macam
organela yang ada didalamnya
(Esau,1972)
2. Inti sel (nukleus)
Inti sel merupakan pusat pengendali segala macam proses yang terjadi di
dalam sel, dibungkus oleh membran ganda yang tersusun dari senyawa lipoprotein
dengan pori yang mempunyai ukuran bervariasi dari 400 sampai 600 A°. Dengan
adanya pori ini memungkinkan terjadinya komunikasi antara nukleoplasma dan
sitoplasma. Membran luar inti mengalami pertumbuhan keluar membentuk struktur
tubular dan bercabang, yang kelak akan menjadi retikulum endoplasm, dimana di
permukaan retikulum endoplasma kadang menempel sejumlah ribosom. Di bagian
dalam dan membran dalam terdapat nukleoplasma yang mengandung ribosom inti dan
kromatin yang kelak akan menjadi kromosom pada saat Sel dalam fase pembelahan.
Kromatin merupakan materi genetik dari sebuah Sel. Dalam kondisi tertentu
nukleoplasma tampak sebagai granula dengan larutan semi-cair yang homogen dan
mengandung
asam
nukleat,
nukleoprotein
dan
lain
sebagainya.
Di
dalam
nukleoplasma juga dijumpai badan bulat yang jumlahnya mungkin lebih dari satu yang
disebut nukleolus I anak inti (jamak:nukleoli). Nukleolus ini tersusun dari protein dan
ARN.
3. Plastida
Plastida berupa benda kecil-kecil dengan bentuk yang bervariasi yang tersusun
atas zat putih telur yang mempunyai struktur dan fungsi spesifik. Plastida berkembang
dan proplastida. Kloroplast merupakan plastida yang paling umum diketahui
sehubungan dengan fungsinya dalam proses fotosintesis.
Berdasarkan warnanya, plastida dikelompokkan menjadi:
3.1 leukoplas (tak berwarna), biasanya berfungsi sebagai tempat penyimpanan
cadangan makanan
3.1.1 Leukoplas pembentuk tepung disebut leukoamiloplas, dijumpai pada
empulur batang, umbi dan biji
3.1.2 Leukoplas pembentuk minyak disebut elaioplas, dijumpai pada lumut
hati/Hepaticeae
3.1.3 Leukoplas pembentuk protein disebut proteinoplas, dijumpai di dalam
stroma
3.2 Kromatofora merupakan plastida yang mengandung pigmen. Berdasarkan
pigmen yang dikandung, kromatofora dikelompokkan menjadi:
3.2.1 kromoplas, apabila pigmen yang dikandung adalah karoten dan xantofil
3.2.2 kloroplas mengandung pigmen klorofil dan karotenoid
3.2.3 feoplas mengandung piginen fikoxantin
3.2.4 redoplas, apabila pigmen yang dikandung adalah fikoeritrin
4. Mitokondria
Mitokondria merupakan organela membran ganda yang mempunyai ukuran
diameter 1-2 µm dan jumlahnya di dalam sel bervariasi tergantung pada masingmasing spesies. Di antara dua membran tersebut terisi larutan yang kaya akan
koensim. Membran dalam mengadakan perlipatan ke arah dalam yang disebut cristae.
Masing-masing mitokondria mengandung asam deoksiribonukleat dan sistem enzim
oksidasi. Mitokondria mempunyai fungsi yang berhubungan erat dengan respirasi Se!
(mengandung emzim-enziin respirasi).
5. Ribosom
Ribosom berupa partike! kecil bergaris tengah 17-20 µm terdapat pada
sitoplasma dan kadang dijumpai menempel pada membran sebe!ah !uar retikulum
endop!asma yang tersusun sangat teratur (roset, spiral ataupun melingkar). Ribosom
mengandung ARN, nukleoprotein dan ensim-ensim yang diper!ukan dalam sintesis
protein. Masing-masing ribosom terdiri dari 2 sub-unit yang sam sama lain berbeda
dalam hal ukuran. Dua buah sub-unit ini berhubungan satu dengan yang lain dalam
suatu ikatan yang memerlukan ion magnesium untuk stabilitasnya.
6. Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma berbentuk seperti tabung kempis, bercabang atau
seperti buluh sempit yang kadang berawal dan membran inti dan berakhir pada
membran plasma. Retikulum endoplasma ada yang mengandung nbosom (disebut
retikulum endoplasma granuler atau kasar) dan ada yang tidak mengandung ribosom
(disebut retikulum endoplasma non-granuler atau halus). Retikulum endoplasma
berfungsi sebagai tempat sintesis pelbagai bagian sel yang penting, antara lain asam
lemak dan protein.
7. Diktiosom (badan golgi)
Diktiosom terdiri dan tumpukan sistema pipih yang bulat, setiap sistema
dibatasi oleh membran yang halus. Di bawah elektron mikroskop diktiosom tampak
tersusun oleh 3 macam struktur, yaitu struktur seperti kantong pipih, vakuola besar dan
kantong yang membulat. Diktiosom terutama terlibat dalam sekresi gula (pada sekresi
nektar), polisakarida (bahan-bahan dinding sel) dan kompleks protein- polisakarida.
8. Mikrobadan
Mikrobadan atau mikrobodi badan renik berdiameter antara 0,5 - 1 ,5 µm,
terdapat dalam sitoplasma sel dan berbagai jaringan. Mikrobadan dibatasi oleh
membran tunggal dan matriknya tampak seperti granul atau fibril, berisi berbagai
macam emsim sesuai dengan macam sel atau jaringannya.
Ada dua kelompok mikrobadan, yaitu:
8.1 peroksisom, berhubungan dengan kloroplas dan merupakan tempat
fotorespirasi asam glikolat
8.2 glioksisom, terlibat dalam penggunaan asetil-CoA pada waktu pengerahan
cadangan lipid, terutama sewaktu pekercambahan biji yang mengandung
minyak.
9. Sferosom
Sferosom merupakan tubuh lipid yang yang dikelilingi membran, berbentuk
bulat dengan diameter 0.5 - 1 µm berfungsi dalam sintesis lemak dan di dalamnya juga
dijumpai adanya timbunan lemak. Selain sebagai tempat sintesis lemak, sferosom juga
diduga sebagai intermedia dalam sintesis lilin, kutin dan berbagai senyawa penghasil
kutin dan suberin penyusun dinding sel.
10. Lisosom
Lisosom berbetuk seperti mitokondria hanya saja hanya mempunyai mebran
tunggal dan tidak mempunyai kristae, mempunyai diameter 04 - 0.8 µm dan lazim
dijumpai pada sel-sel hewan. Pada sel tumbuhan kadang terdapat pada sel-sel
meristem akan tetapi tidak selalu dijumpai adanya lisosom. Lisosom mengandung
enzim-enzim yang berperan dalam proses hidrolisis.
5.3. KOMPONEN NON-PROTOPLASMIK
Berdasarkan sifatnya, komponen non-protoplasmik dapat dibedakan menjadi:
cair dan padat. Komponen non-protoplasmik yang bersifat cair dan terdapat di dalam
vakuola adalah, asam-asam organik, karbohidrat, protein, alkaloid (nikotin, piperin), zat
penyamak, dan zat warna antosianin. Lemak dan minyak lemak, terdapat sebagai
cadangan makanan pada biji-bijian contohnya pada kacang tanah (Arachis hypogaea)
dan kelapa (Cocos nucfera). Minyak atsiri, dijumpai sebagai tetes-tetes yang
membiaskan cahaya, Contohnya pada akar rimpang jahe (Zingiber officinale) dan kulit
buah jeruk (Citrus sp) Damar, terdapat pada Comferae (Pinus)
Komponen non-protoplasmik yang bersifat padat yaltu:
1. Kristal Calsium oksalat merupakan endapan dan garam oksalat yang jika
terakumulasi terlalu banyak akan bersifat racun pada tumbuhan. Bentukbentuk
kristal Ca-oksalat bermacam-macam dan dapat dipakai sebagai ciri taksonomi
pada tumbuhan, yaitu:
1 .1 kristal tunggal besar, contohnya pada daun jeruk (Citrus sp.)
1.2 kristal pasir, contohnya pada tangkai daun bayam (Amaranthus sp) dan daun
tembakau (Nicotiana tabacum)
1.3 kristal rafida, contohnya pada daun bunga pukul empat (Mirabilisjelapa) dan
batang lidah buaya (Alloe sp)
1.4 kristal drussen /roset, contohnya pada tangkai daun begonia dan batang jarak
((Ricinus communEs)
1.5 kristal sferokristal (radial), contohnya pada Phylocactus.
2. Aleuron, merupakan cadangan makanan yang berupa protein disimpan di dalam
vakuola sel. Letak aleuron pada tumbuhan, pada biji jarak tersebar dalam keping
biji dan pada biji jagung merupakan lapisan dan terdapat di bagian terluar dan
endosperm.
3. Amilum, merupakan cadangan makanan yang tersimpan dalam umbi, rizoma,
batang, buah dan biji. Berdasarkan letak hilus/hilum (titik awal terbentulmya
amilum), amilum dibedakan menjadi: amilum konsentris, apabila hilus terdapat di
tengah amilum, contohnya pada ubi jalar (Ipomaea batatas) dan amilum eksentris,
apabila terdapat di tepi amilum, contohnya pada umbi kentang (Solanum
tuberosum)
Berdasarkan junilah hilus/hilum, amilum dibedakan menjadi:
3.1 butir amilum tunggal (monoadeif), contohnya pada ubi jalar
3.2 butir amilum setengah majemuk (diadeif), contohnya pada umbi kentang
3.3 butir amilum majemuk (diadeif), contohnya pada biji padi (Oriza sat/va)
5.4. DINDING SEL
Dinding sel merupakan bagian paling luar dari sel tumbuhan dan merupakan
bagian yang membedakan antara sel tumbuhan dan sel hewan. Setelah terjadi
pertumbuhan sekunder, dinding sel tumbuhan dibagi menjadi 3 lapisan, yaitu:
1. lamela tengah, merupakan perekat sel satu dengan sel yang lain apabila
beberapa sel membentuk jaringan. Lapisan ini tersusun dan zat pektin. Pada
tumbuhan berkayu, lamela tengah biasanya mengalami lignifikasi.
2. Dinding primer, merupakan dinding yang pertama kali terbentuk dan selama sel
dalam fase perkembangan. Lapisan ini tersusun dan zat selulosa, hemiselulosa
dan pektin, kadang-kadang juga mengandung lignin.
3. Dinding sekunder, merupakan lapisan yang terbentuk di sebelah dalam dan
dinding primer setelah sel selesai mengadakan pertumbuhan. Lapisan ini
terususn dari zat selulosa, hemiselulosa dan lignin (tidak dijumpai adanya zat
pektin).
Secara umum senyawa penting penyusun dinding sel adalah: selulosa, hemiselulosa,
pektin, dan protein. Selulosa merupakan rantai glukosa yang panjang dan tidak
bercabang akan menyatu membentuk mikrofobril dan menyusun kerangka dinding sel.
Proses penebalan dinding sel dapat terjadi secara aposisi, apabila mikrofibrilmikrofibril
tumbuh sejajar dengan mikrofibril-mikrofibril sebelumnya, dan dapat juga terjadi secara
intususepsi, apabila mikrofibril tumbuh membentuk jalinan dan menyusup di anatara
mikrofibñl-mikrofibril yang lama.
Noktah
Merupakan bagian dinding sel
yang tidak mengalami penebalan, sehingga
memungkinkan adanya hubungan antara suatu sel dengan sel-sel yang ada di
sekitarnya.
Berdasarkan bentuknya, ada 2 macam tipe utama noktah:
1. Noktah sederhana (biasa)
2. Noktah terlindung (berhalaman), apabila dijumpai adanya perkembangan
dinding sekunder di atas rongga noktah sehingga terbentuk suatu atap yang
melengkung dengan lubang sempit di tengahnya.
Jika dua noktah sederhana berpasangan disebut pasangan noktah sederhana, apabila
kedua
noktah
terlindung
berpasangan
disebut
pasangan
noktah
terlindung
(berhalaman).
Jika salah satu pasangan noktah adalah noktah sederhana dan noktah yang lain
adalah noktah terlindung maka disebut pasangan noktah setengah terlindung. Jika
noktah tidak mempunyai pasangan pelengkap pada sel terdekatnya atau berhadapan
dengan ruang interselular maka disebut noktah buntu (noktah buta).
Plasmodesmata
Kenyataan di alam dijumpai adanya hubungan antar protoplas sel yang sata dengan
protoplas sel-sel di sekitarnya. Hubungan ini terjadi melalui untaian protoplasma yang
disebut plasmodesma (jamak:plasmodesmata). Plasmodesmata mungkin bergerombol
atau tersebar pada seluruh dinding sel melalui noktah. Kehadiran plasmodesmata ini
karakteristik bagi sel-sel hidup dan dijumpai pada seluruh dinding sel hidup untuk
menjamin kontinuitas protoplasma. Plasmodesmata mempunyai paranan penting
dalam transport material dan meneruskan rangsang dari sel satu ke sel yang lain.
5.5. PEMBELAHAN INTI DAN PEMBELAHAN SEL
Pembelahan pada sel tumbuhan di kenal ada 2 macam:
1. Mitosis, merupakan pembelahan yang terjadi pada sel-sel somatis
2. Meiosis, merupakan pembelahan yang terjadi pada sel-sel kelamin.
Mitosis
Pembelahan mitosis meliputi 2 proses yang terjadi secara berurutan, yaltu:
1. Pembelahan inti (kanokinesis), yalta pembelahan inti menjadi dua
2. Pembelahan sel (sitokinesis), yalta pembelahan sel sedemikian rupa sehingga
tiap sel anakan mengandung sebuah inti sel
Mitosis merupakan pembelahan tak langsung yang homoeotipik, yang artinya
berhubungan erat dengan stadium-stadium (fase-fase) tertentu dan terjadi pada sel-sel
somatis.
Fase-fase yang terdapat pada pembelahan mitosis adalah:
Interfase:
Fase ini sering disebut sebagai fase intirahat karena tidak terlihat adanya
aktifitas pembelahan Sel, akan tetapi sebetulnya dalam fase ini sel aktif mengadakan
metabolisme. Sintesis asam deoksiribonukleat (ADN) juga terjadi pada fase ini. Fase
ini memerlukan waktu 90% dan total waktu mitosis.
Profase (awal, tengah dan akhir)
Fase ini ditandai dengan adanya kondensasi dari bahan-bahan yang menyerap
zat warna sampai terbentuknya kromosom. Tiap kromosom terdiri dari 2 belahan
masing-masing disebut kromatid. Selama kondensasi, daerah sekelilng inti bebas dan
organela-organela lain (seperti mitokondria, plastida dll). Membran inti larut dan anak
inti hilang. Kromosom berjalan ke tengah ke tempat yang sebelumnya dilingkungi oleh
membran inti
Metafase
Pada fase ini kromosom membelah menjadi 2 buah kromatid. Ke dna kromatid
tersebut berhubungan pada suatu daerah yang disebut sentromer. Dijumpai adanya
benang-benang yang menghubungkan kromosom dengan kutub (disebut benang
spindel kromosom) dan benang-benang yang menghubungkan antar kutub (disebut
benang spindel kontinue).
Kromosom berjalan ke tengah dan terkumpul di bedang equatorial, yaitu suatu
bidang yang tegak lurus dengan poros spindel dan terletak di tengah-tengah di antara
kedua kutub. Pada fase ini kromosom membentuk gambaran seperti bintang sehingga
disebut stadium bintang (aster).
Anafase
Pada daerah sentromer (tempat melekatnya benang spidel pada kromosom), 2
buah kromatid memisahkan diri satu dengan yang lain bergerak ke arah kutub-kutub
yang berlawanan memberikan gambaran seperti 2 deret bintang, sehingga sering
disebut fase dua bintang (diaster).
Telofase
Kromosom telah sampai di kutub dan membentuk kumpulan yang kompak,
kemudian terbentuk membran inti Kromosom menjadi samar-samar dan anak inti
timbul kembali , kemudian terjalin kembali hubungan antara membran luar inti dengan
retikulum endoplasma. Benang-benang spindel dan tetes-tetes kecil (dihasilkan oleh
diktiosom) akan terkumpul di daerah bidang equatorial dan membantuk sekat.
Terbentuklah dua sel anakan.