Struktur dan Fungsi Sel

A. Definisi

Sel merupakan unit struktural dan fungsional yang terkecil dari tubuh.
Sel adalah unit yang sangat terorganisasi dan tersusun dari material yang hidup.
Inti sel (nukleus) berisi material genetik dan sitoplasma adalah material hidup di luar inti sel.

B. Sel dan Organel

1. Membran Sel

Membran sel membentuk struktur luar dari sel. Membran sel sangat menentukan zat apa saja yang akan masuk dan keluar dari sel.
Membran sel tersusun dari double layer molekul lipid dengan protein di dalamnya.
Fungsi protein membran:
– Saluran membran
– Molekul pembawa
– Reseptor molekul
– Enzim
– Struktur komponen dari membran.

Susunan fluida lipid dan protein dalam membran plasma

2. Nukleus/Inti

Pembungkus inti sel (nuclear envelope) terdiri dari 2 membran yang terpisah dengan nuclear pore.
DNA dan asosiasi protein ditemukan dalam nukleus disebut kromatin.
DNA adalah material yang diturunkan oleh sel dan mengontrol aktivitas dari sel.

3. Nukleolus dan Ribosom

Nukleolus berisi RNA dan protein → merupakan tempat pembentukan subunit ribosom.
Ribosom adalah tempat pembentukan sintesis protein.

4. Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma kasar, banyak ribosom melekat dan merupakan tempat pembentukan utama protein.
Retikulum endoplasma halus, tidak memiliki ribosom dan merupakan tempat pembentukan utama lipid.

5. Aparatus Golgi

Aparatus Golgi adalah sekumpulan kantung membran yang tertutup yang berfungsi untuk mengumpulkan, memodifikasi, membungkus dan mendistribusikan protein dan lemak diproduksi oleh retikulum endoplasma (ER).

6. Vesikel Sekretori

Vesikel sekretori adalah kantung yang terikat pada membran yang akan membawa substrat/zat dari aparatus golgi ke membran sel, dan akhirnya isi vesikel sekretori akan dikeluarkan dan dibuang.

7. Lisosom

Kantung yang terikat pada membran berisi enzim yang disebut lisosom. Di dalam sel, lisosom akan menghancurkan material yang sudah difagositosis, misalnya: membunuh bakteri.

8. Mitokondria

Mitokondria adalah tempat utama untuk memproduksi ATP yang akan digunakan sel sebagai sumber energi.
Mitokondria melaksanakan respirasi aerobik intrasel.

9. Sitoskeleton

Sitoskeleton menyokong sitoplasma dan organel dan terlibat dalam pergerakan sel.
Sitoskeleton terdiri dari mikrotubula, mikrofilamen; dan Intermediate Element.

10. Silia, Flagela, dan Mikrovili

Silia menggerakkan substansi yang ada di permukaan dari sel.
Flagela Iebih panjang dari silia dan merupakan kekuatan untuk menggerakkan sperma.
Mikrovili meningkatkan luas permukaan dari sel dan membantu proses absorpsi.

11. Aktivitas Sel

Interaksi antara organel harus diketahui untuk dapat mengerti dengan utuh bagaimana sel berfungsi.

C. Pergerakan Zat Melewati Membran Sel

Molekul yang larut lemak melewati membran sel dengan cara terlarut melalui bagian lipid dari membran. MolekuI-molekul yang berukuran kecil dapat bergerak melewati saluran membran.
Molekul yang besar yang tidak bersifat larut lipid dan dapat ditransport masuk ke dalam membran oleh molekul pembawa.
Molekul besar yang tidak larut lipid berupa partikel dapat ditransport sel melewati membran melalui vesikel.

D. Difusi

Difusi adalah pergerakan solution (zat terlarut) dari area yang berkonsentrasi tinggi ke area yang berkonsentrasi rendah dalam solvent (pelarut). Dalam keadaan equilibrium/kesetimbangan, terdapat keseragaman distribusi molekul.

E. Osmosis

Osmosis adalah difusi air melewati membran yang selektif permeabel.
Tekanan osmosis adalah tekanan/ukuran yang menggambarkan kecenderungan air untuk bergerak melewati membran selektif permeabel.

Jika dimasukkan ke dalam larutan hipotonik (encer) maka sel akan mengembang dan akhirnya akan menjadi pecah/lisis.
Jika sel dimasukkan ke dalam larutan isotonik, maka sel tidak akan mengembang maupun mengerut.
Jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonik (pekat), maka sel akan mengerut dan menjadi krenasi (crenated).

Efek larutan hipotonik, isotonik, dan hipertonik pada sel darah merah

F. Filtrasi

Filtrasi adalah pergerakan larutan melalui partisi (membran) akibat respon perbedaan tekanan. Beberapa material dalam larutan tidak dapat melewati partisi (membran).

G. Mekanlsme “Mediated Transport“

“Mediated transport” adalah pergerakan substrat melewati membran yang dibantu oleh molekul pembawa. Substrat yang ditransport biasanya berukuran besar dan merupakan molekul yang larut air.
”Facilitated diffusion” adalah pergerakan substrat dari area yang berkonsentrasi tinggi menuju ke area yang berkonsentrasi rendah dan tidak membutuhkan energi dari ATP.
Transport aktif adalah pergerakan substrat dari area yang berkonsentrasi rendah menuju ke area yang berkonsentrasi tinggi. Untuk melakukan pergerakan ini diperlukan bantuan energi (ATP). ATP dibutuhkan untuk mengaktifkan pompa ion (Na+ – K+ ATPase).
Dengan bantuan kerja pompa inilah maka substrat dapat bergerak dari area konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melewati membran sel.
Transport aktif sekunder menggunakan tenaga satu substrat yang bergerak sesuai dengan gradien konsentrasi dan membawa substrat lain ke dalam sel.

H. Endosilosis dan Eksosiwsis

Endositosis adalah pergerakan material ke dalam sel dengan bantuan vesikel.
a. Fagositosis adalah pergerakan material padat ke dalam sel dengan bantuan vesikel/fagosom.
b. Pinositosis prosesnya mirip dengan fagositosis, kecuali material yang diambil biasanya lebih kecil dan terdapat dalam larutan/solution.
Eksositosis adalah sekresi dari material dari dalam sel ke luar sel.

I. Metabolisme Sel

Respirasi aerobik membutuhkan oksigen dan memproduksi karbon dioksida, air dan 36-38 molekul ATP dari sebuah molekul glukosa.
Respirasi anaerobik tidak memerlukan oksigen dan akan dihasilkan asam laktat dan 2 molekul ATP dari sebuah molekul glukosa.

J. Sintesis Protein

Aktivitas sel diatur oleh enzim (protein).
DNA akan mengontrol produksi enzim.

K. Transkripsi

Dalam masa transkripsi, bagian dari nukleotida di DNA (sebuah gen) mengatur sekuen dari nukleotida di mRNA → mRNA akan bergerak melalui nuclear pore menuju ribosom.

L. Translasi

Dalam masa translasi sekuen kodon dari mRNA akan digunakan robosom untuk memproduksi protein. Antikodon tRNA asam amono membawa tRNA untuk membentuk protein.

M. Pembelahan Sel

Mitosis

Pembelahan sel somatik untuk menghasilkan sel baru dengan jumlah kromosom sel anak sama dengan induk yaitu 23 pasang. Pembelahan sel ini bertujuan untuk pertumbuhan dan perbaikan jaringan yang rusak.
DNA bereplikasi selama interfase. Interfase adalah masa diantara pembelahan sel.
Mitosis dibagi menjadi 4 tahap:
1. Profase setiap kromosom terdiri dari 2 krornatid bergabung di sentromer.
2. Metafase-kromosom bersatu di tengah dari sel.
3. Anafase kromatid berpisah di sentromer dan bermigrasi ke kutub yang berseberangan.
4. Telofase-kedua inti yang baru menggambarkan struktur yang normal. Pembelahan sel selesai dan memproduksi 2 sel anak.

Meiosis

Pembelahan sel kelamin.
Meiosis terjadi dalam pembentukan gamet (sel sperma atau sel oosit). Gamet hanya memiliki setengah dari kromosom (haploid), normalnya kita mempunyai sepasang (diploid).
Ada 2 pembelahan sel dalam meiosis. Setiap pembelahan memiliki 4 tahap seperti pada miosis.

N. Diferensiasi

Diferensiasi adalah proses di mana sel berkembang secara khusus baik struktur dan fungsi sebagai hasil dari seleksi aktivasi dan inaktivasi DNA.

Pustaka:
Lesmana, Ronny dkk. 2017. Fisiologi Dasar untuk Mahasiswa Farmasi, Keperawatan dan Kebidanan. Yogyakarta: Deepublish.