sel punca

MINI TAPI TANGGUH LAWAN INFRAK JANTUNG
DAN DIABETES TIPE 1
STRUKTUR DAN FUNGSI SEL
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,atau disebut organisme uniseluler, misalnya bakteri dan ameba. Makhluk
hidup lainnya, termasuk tumbuhan, hewan, dan manusia, merupakan organisme 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.
Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing berdiri sendiri.
Sel yang sama dikelompokkan menjadi jaringan, yang membangun organ dan kemudian sistem
organ yang membentuk tubuh organisme tersebut. Contohnya, sel otot jantung membentuk jaringan
otot jantung pada organ jantung yang merupakan bagian dari sistem organ peredaran darah pada
tubuh manusia. Sementara itu, sel sendiri tersusun atas komponen-komponen yang disebut organel.
Sel terkecil yang dikenal manusia ialah bakteri mycoplasma dengan diameter 0,0001 sampai
0,001 mm, sedangkan salah satu sel tunggal yang bisa dilihat dengan mata telanjang ialah telur ayam
yang belum dibuahi. Akan tetapi, sebagian besar sel berdiameter antara 1 sampai 100 µm (0,001–0,1
mm) sehingga hanya bisa dilihat dengan mikroskop. penemuan dan kajian awal tentang sel
memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke-17.
Robert hooke pertama kali mendeskripsikan dan menamai sel pada tahun 1665 ketika ia mengamati
suatu irisan gabus (kulit batang pohon ek) dengan mikroskop yang memiliki perbesaran 30 kali.
namun demikian, teori sel sebagai unit kehidupan baru dirumuskan hampir dua abad setelah itu oleh
matthias schleiden dan theodor schwann. Selanjutnya, sel dikaji dalam cabang biologi yang disebut
biologi sel.
Semua sel dibatasi oleh suatu membran yang disebut membran plasma, sementara daerah di
dalam sel disebut sitoplasma. Setiap sel, pada tahap tertentu dalam hidupnya, mengandung DNA
sebagai materi yang dapat diwariskan dan mengarahkan aktivitas sel tersebut. Selain itu, semua sel
memiliki struktur yang disebut ribosom yang berfungsi dalam pembuatan protein yang akan
digunakan sebagai katalis pada berbagai reaksi kimia dalam sel tersebut.
Berdasarkan keadaan intinya, sel dibedakan dalam dua macam, yaitu: sel prokariotik dan sel
eukariotik. Pada sel prokariotik, materi inti (DNA) terdapat dalam nukleoid yang tidak dibatasi oleh
membran inti. Contoh sel prokariotik ialah bakteri, dan gangang biru yang termasuk Monera.
Sedangkan pada sel eukariotik terdapat membran inti, yang memisahkan materi inti (DNA dan
protein histon membentuk kromosom) dari sitoplasma. Sel eukariotik dijumpai pada Tumbuhan,
Hewan, Cendawan, dan Protista. Sel bakteri dibatasi oleh membran plasma. Di dalamnya terdapat
nukleoid (DNA) tanpa dibatasi oleh membran inti, dan ribosom (lihat Gambar 2.1 Di sebelah luar dari
membran plasma terdapat dinding sel yang disusun oleh peptidoglikan (kompleks gula dan protein).
Pada sebagian bakteri sel tersebut dibungkus oleh kapsul (disusun oleh gula). Bakteri mempunyai
alat gerak berupa flagel. Pada permukaan sel bakteri terdapat pili yang dapat digunakan untuk
menempel pada substratnya. Pada bakteri fotosintetik dan ganggang hijau biru terdapat klorofil
yang tersebar dalam sitoplasma, tanpa membran yang membatasinya dengan bagian sel lainnya.
Jadi, sel prokariotik ada yang mempunyai klorofil tetapi tidak dalam kloroplas (plastid yang berwarna
hijau). Sel prokariotik mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil (kurang lebih sepersepuluhnya)
dari sel eukariotik.
Gambar 2.1 Sel bakteri prokariotik (Campbell et al, 2006).
Pada sel tumbuhan, sel hewan, dan sel eukariotik lainnya, selain membran plasma yang
membatasi sel dengan lingkungan luarnya, juga terdapat sistem membran dalam (internal) yang
membatasi organelorganel di bagian dalam sel dengan sitoplasma (lihat Gambar 2.2). Nukleus (inti)
dibatasi oleh membran inti sehingga bahan-bahan yang ada di dalamnya terpisah dari sitoplasma.
Vakuola terpisah dari sitoplasma karena dibatasi oleh membran (tonoplas). Demikian juga pada
organel bermembran lainnya, yang terpisah satu sama lain sehingga masing-masing organel
menyelenggarakan reaksi-reaksi kimia secara terpisah. Dengan kata lain, sel eukariotik telah
mengalami kompartementasi, terbagi dalam beberapa ruang.
Gambar 2.2. Sel eukariotik dengan organelnya (Campbell et al, 2006).
Secara ringkas, perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik dapat dilihat pada Tabel 2.1
Tabel 2.1. Perbedaan sel prokariotik dan sel eukariotik
Struktur
Membran nukleus
Membran plastida
Nukleus
Plastida
Mitokondria
Badan Golgi
DNA
RNA
Prokariotik
Eukariotik
+
+
+
+
+
+
+/+
+
+
+
Histon
Pigmen
+
+
+
Keterangan: – (tidak ada); + (ada)
Berdasarkan jumlah kromosom dan fungsinya, sel dibedakan ke dalam dua kelompok, yaitu sel
somatik dan sel reproduktif. Sel somatik merupakan sel-sel penyusun tubuh, dengan jumlah
kromosom 2n (diploid). Dalam proses pertumbuhan makhluk hidup multiseluler sel somatik
mengalami proses pembelahan mitosis. Sel reproduktif berfungsi untuk perbanyakan makhluk hidup
secara seksual. Sel ini dibentuk melalui proses meiosis sehingga mempunyai jumlah kromosom n
(haploid).
Bagian sel ada yang bersifat hidup dan ada yang mati. Bagian sel yang hidup dikenal sebagai
protoplasma, terdiri atas inti dan sitoplasma. Bagian mati berupa dinding sel dan isi vakuola.
Sel-sel pada tubuh hewan dan tumbuhan termasuk dalam golongan sel eukariotik, sedangkan
pada mikroorganisme ada yang eukariotik misalnya protozoa, protista, dan fungi. Ada pula yang
bersifat prokariotik misalnya pada bakteri dan ganggang biru.
APLIKASI DARI SEL
Salah satu aplikasi adalah stem cell. Sel punca, sel induk, sel batang (bahasa Inggris: stem cell)
merupakan sel yang belum berdiferensiasi dan mempunyai potensi yang sangat tinggi untuk
berkembang menjadi banyak jenis sel yang berbeda di dalam tubuh. Sel punca juga berfungsi
sebagai sistem perbaikan untuk mengganti sel-sel tubuh yang telah rusak demi kelangsungan hidup
organisme. Saat sel punca terbelah, sel yang baru mempunyai potensi untuk tetap menjadi sel
punca atau menjadi sel dari jenis lain dengan fungsi yang lebih khusus, misalnya sel otot, sel darah
merah atau sel otak.
Sel punca memiliki dua sifat penting yang sangat berbeda dengan sel yang lain:
1.
2.
Sel punca belum merupakan sel dengan spesialisasi fungsi tetapi dapat memperbaharui diri
dengan pembelahan sel bahkan setelah tidak aktif dalam waktu yang panjang.
Dalam situasi tertentu, sel punca dapat diinduksi untuk menjadi sel dengan fungsi tertentu
seperti sel jaringan maupun sel organ yang mempunyai tugas tersendiri. Pada sumsum tulang
dan darah tali pusar (bahasa Inggris: umbilical cord blood), sel punca secara teratur membelah
dan memperbaiki jaringan yang rusak, meski demikian pada organ lain seperti pankreas atau
hati, pembelahan hanya terjadi dalam kondisi tertentu.
Peneliti medis meyakini bahwa penelitian sel punca berpotensi untuk mengubah keadaan
penyakit manusia dengan cara digunakan memperbaiki jaringan atau organ tubuh tertentu. Namun
demikian, hal ini tampaknya belum dapat benar-benar diwujudkan dewasa ini.
Penelitian sel punca dapat dikatakan dimulai pada tahun 1960-an setelah dilakukannya penelitian
oleh ilmuwan Kanada, Ernest A. McCulloch dan James E. Till.
 Berdasarkan potensi
 Sel induk ber-totipotensi (toti=total) adalah sel induk yang memiliki potensi untuk
berdiferensiasi menjadi semua jenis sel, yaitu sel ekstraembrionik, sel somatik, dan sel
seksual.Jenis sel ini dapat bertumbuh menjadi organisme baru bila diberikan dukungan
maternal yang memadai. Sel induk bertotipotensi diperoleh dari sel induk embrio, hasil
pembuahan sel telur oleh sel sperma.
 Sel induk berpluripotensi adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semua jenis
sel dalam tubuh, namun tidak dapat membentuk suatu organisme baru.
 Sel induk ber-multipotensi adalah sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi beberapa
jenis sel dewasa.
 Sel induk ber-unipotensi (uni=tunggal) adalah sel induk yang hanya dapat menghasilkan
satu jenis sel tertentu, tetapi memiliki kemampuan memperbarui diri yang tidak dimiliki
oleh sel yang bukan sel induk.
 Berdasarkan asalnya
 Sel punca embrio (embryonic stem cells)
 Sel germinal/benih embrionik (embryonic germ cells)
 Sel punca fetal
 Sel punca dewasa (adult stem cells)
 Sel punca kanker (cancer stem cells)
CONTOH APLIKASI DARI STEM CELL (SEL PUNCA)
a. Pengobatan infark jantung
Menggunakan sel stem sumsum tulang (bone marrow) yang beredar dalam darah
perifer dan sel stem yang sudah berada di jantung akan menuju ke daerah infark, tetapi
jumlahnya tidak cukup untuk dapat mengatasi dan menyembuhkan daerah infark
tersebut. Sel stem akan membentuk sel kardiomiosit dan juga mengadakan
neovaskularisasi. Karena jumlah sel stem endogen kurang banyak maka logis untuk
mecarikan bantuan sel stem dari luar yang bisa berasal dari sumsum tulang atau sumber
lain seperti UCB. Hal ini telah dilakukan dengan hasil yang cukup menggembirakan.
Intracoronary infusion BM stem cell otolog telah dilakukan pada 22 pasien dengan AMI
dan melaporkan hasil yang sangat baik. Sekarang dalam literatur sudah banyak
dilaporkan hasil positif pemberian sel stem BM intrakoroner pada AMI.
b. Pengobatan diabetes tipe I
Pada diabetes tipe I sel pankreas beta yang mensekresi insulin mengalami kerusakan
oleh faktor genetik, lingkungan dan imunologik. Akibatnya terjadi defisiensi insulin dan
menyebabkan hiperglikemi. Transplantasi seluruh organ pankreas kadaver dapat
menyembuhkan penderita. Tetapi jumlah kadaver sangat sedikit dan obat imunosupresi
yang dibutuhkan untuk mencegah reaksi imunologik menimbulkan banyak efek samping.
Transplantasi sel stem merupakan alternatif baik dan telah menunjukkan hasil positif
pada mencit. Tetapi masih banyak kendala yang harus diatasi supaya penggunaan sel
stem untuk menyembuhkan pasien diabetes tipe I dapat terlaksana.
Daftar pustaka
Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M.; Roberts, K.; Walters, P. (2002). Molecular Biology of
the Cell. New York: Garland Science.
http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_(biologi)
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/biologi-pertanian/struktur-dan-fungsisel/struktur-sel-prokariotik-dan-eukariotik/
Lodish, H.; Berk, A.; Zipursky, S.L.; Matsudaira, P.; Baltimore, D; Darnell, J. (2000). Molecular Cell
Biology. New York: W. H. Freeman.
Setiawan B. 2006. Aplikasi terapeutik sel stem embrionik pada berbagai penyakit degeneratif.
Cermin Dunia Kedokteran 153:5-8