Sifat dan Fungsi Gen

Gen adalah unit genetis yang terdapat di dalam kromosom. Dalam satu kromosom terdapat ribuan bahkan puluhan ribu gen. Gen-gen tersebut terdapat di dalam DNA dan merupakan segmen dari DNA yang berperan dalam menentukan sifat individu. Dengan mikroskop elektron, gen tidak akan nampak melainkan struktur berupa asam nukleat Deoxyribo Nucleic Acid (DNA). Oleh karena itu, gen adalah nama fungsional, sedangkan DNA adalah nama strukturalnya.

1. Letak Gen dalam Kromosom
Di dalam kromosom, gen- gen menempati suatu lokasi yang spesifik disebut lokus gen. Gen-gen terletak berderet di sepanjang kromosom. Pada tahun 1982, berhasil dilaporkan letak gen pada kromosom manusia. Gen akan diwariskan melalui pembelahan sel. Pada umumnya, kromosom ditemukan dalam keadaan berpasangan.

Pasangan kromosom tersebut dinamakan kromosom homolog. Suatu kromosom akan berpasangan dengan kromosom lain yang memiliki kesamaan bentuk, ukuran, maupun jumlah jenis gen yang dikandungnya. Pada pasangan kromosom homolog terdapat pasangan lokus yang berada dalam satu garis horizontal yang disebut lokus yang bersesuaian. Alel adalah gen-gen yang terletak pada lokus bersesuaian dengan pasangan kromosom homolognya dan memberikan pengaruh yang berlawanan terhadap sifat yang dikendalikan.

Penulisan kromosom digambarkan dengan garis vertikal beserta garis pendek horizontal untuk menunjukkan posisi gen. Simbol gen tersebut dilambangkan dengan huruf Latin yang berupa huruf kapital atau huruf kecil, sesuai dengan dominansinya. Sebagai contoh, huruf kapital H berarti kulit hitam, yang dominan terhadap gen h yang berarti kulit putih. Demikian, pula dengan sifat lainnya yang dilambangkan dengan huruf lain pula. Contohnya Aa, Bb, MmHh, AA, dan CC.
gen
Pada contoh diatas, Bb menunjukkan bahwa gen B dan gen b berada pada satu pasang kromosom homolog. Dengan demikian, gen B adalah alel bagi gen b dan gen b adalah alel bagi gen B. Dengan kata lain, gen B sealel atau sepasang dengan gen b. Bb merupakan pasangan gen yang terletak dalam pasangan bebas (alel bebas). Sementara itu, MmHh merupakan gen yang bertautan atau gen berangkai (gen linked). MmHh menunjukkan bahwa gen M, gen m, gen H, dan gen h berada dalam satu pasang kromosom homolog. Gen M dan gen H merupakan pasangan gen yang bertautan karena keduanya menempati pasangan kromosom homolog yang sama.

2. Gen Dominan dan Resesif
Susunan genetis suatu sifat (karakter) yang dikandung individu disebut genotip, sedangkan ekspresi genotipe tersebut dinamakan fenotipe. Lambang huruf besar merupakan sifat dominan, sedangkan huruf kecil merupakan sifat resesif. Istilah dominan digunakan karena gen ini dapat mengalahkan ekspresi gen alelnya. Contohnya, gen T adalah simbol untuk sifat tanaman tinggi, sedangkan t untuk sifat tanaman pendek. Dalam contoh tersebut, gen T mengalahkan ekspresi gen t sehingga ekspresi tumbuhan yang bergenotipe Tt adalah tinggi, walaupun di dalam tumbuhan tersebut mengandung gen t untuk sifat pendek.

Genotip dinyatakan dengan sepasang huruf untuk setiap sifat. Pasangan huruf dapat disusun oleh 2 huruf yang sama, dapat pula disusun oleh 2 huruf yang berbeda. Genotip yang dinyatakan dengan 2 huruf yang sama, menunjukkan sifat homozigot Genotipe TT dinamakan homozigot dominan, sedangkan tt dinamakan homozigot resesif. Apabila 2 huruf tersebut berbeda menunjukkan sifat heterozigot. Misalnya Tt adalah heterozigot karena gen T untuk tinggi menutupi gen t untuk pendek.

Fenotip adalah bentuk luar atau sifat individu yang dapat ditangkap oleh panca indera kita. Contoh rambut hitam, rasa asin, warna merah, suaranya keras, kulitnya kasar, tubuhnya gemuk, matanya sipit dan lain-lainnya.

3. Sifat dan Fungsi Gen
Gen-gen yang menampakkan senyawa kimia sebagai substansi hereditas mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.
  1. Sebagai zarah tersendiri yang terdapat dalam kromosom.
  2. Mengandung informasi genetik.
  3. Dapat menduplikasi diri saat terjadi pembelahan sel.
  4. Mempunyai tugas khusus sesuai fungsinya.
  5. Kerjanya ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogennya.

Gen merupakan substansi hereditas yang memiliki fungsi seperti berikut.
  1. Menyampaikan informasi genetika dari generasi ke generasi.
  2. Mengontrol dan mengatur metabolisme dan perkembangan tubuh. Proses reaksi kimia dalam tubuh dapat terjadi secara berurutan. Pada setiap tahap reaksinya diperlukan enzim. Pembentukan dan pengontrolan kerja enzim tersebut dilakukan oleh gen. Pada proses perkembangan yang memerlukan hormon juga diatur oleh gen.
  3. Menentukan sifat-sifat pada keturunannya. Sifat-sifat tersebut dapat berupa warna kulit, bentuk rambut, bentuk badan, dan lain-lain.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 8:46 PM

Bentuk Jumlah dan Jenis Kromosom

Satuan terkecil dari makhluk hidup adalah sel. Segala aktivitas sel diatur oleh inti sel (nukleus). Nukleus sel eukariotik seperti sel-sel hewan dan tumbuhan tingkat tinggi mempunyai membran inti. Di dalam nukleus dijumpai beberapa materi genetik yang berperan di dalam pewarisan sifat. Artinya, materi genetik tersebut akan diturunkan pada individu keturunannya. Materi genetik tersebut meliputi kromosom, DNA, RNA, dan gen. Materi genetika tersebut terdapat di berbagai sel di seluruh tubuh, misalnya pada sel-sel darah, sel tulang, sel gamet dan lain-lain, tepatnya materi genetika tersebut berada di dalam nukleus.

Kromosom berasal dari kata chrome yang berarti warna dan soma berarti badan. Kromosom dapat diartikan sebagai badan yang mampu menyerap warna. Kromosom berfungsi membawa sifat individu dan membawa informasi genetika, karena di dalam kromosom mengandung gen. Gen-gen pada kromosom terdapat pada tempatnya yang disebut dengan lokus.

A. Susunan Kromosom
Kromosom pada organisme prokariotik ada yang berupa RNA saja. Ini dapat dijumpai pada virus mozaik (tembakau). Kromosom dapat pula berupa DNA saja misalnya pada virus T dan dapat pula mengandung keduanya yaitu DNA dan RNA seperti pada bakteri Escherichia coli. Di dalam sel, setiap kromosom berpasang-pasangan dengan kromosom lain yang identik, sehingga disebut kromosom homolog. Setiap pasang kromosom tersebut merupakan pasangan kromosom homolog. Kromosom pada organisme eukariotik tersusun dari bagian-bagian berikut.
  1. DNA. DNA  (Deoxyribo Nucleic Acid atau asam nukleat deoksiribosa), menyusun kromosom sekitar 35% dari keseluruhan kromosom.
  2. RNA. RNA menyusun kromosom sekitar 5% dari keseluruhan kromosom.
  3. Protein. Protein ini terdiri atas histon yang bersifat basa dan nonhiston yang bersifat asam. Kedua macam protein ini berfungsi untuk menggulung benang kromosom sehingga menjadi pudar dan berperan sebagai enzim pengganda DNA dan pengkopi DNA.
kromosom
B. Struktur Kromosom
Makhluk hidup yang ada di alam ini tidak semuanya mempunyai struktur kromosom yang sama dengan kromosom manusia. Bakteri dan virus mempunyai kromosom sirkuler (membulat). Kromosom mempunyai 2 bagian utama yaitu sentromer (kinetokor) dan lengan.
  1. Sentromer merupakan bagian kepala kromosom berbentuk bulat yang merupakan pusat kromosom dan membagi kromosom menjadi dua lengan. Bagian ini merupakan daerah penyempitan pertama pada kromosom yang khusus dan tetap. Daerah ini disebut juga kinetokor atau tempat melekatnya benang-benang gelendong (spindle fober). Elemen-elemen ini berfungsi untuk menggerakkan kromosom selama mitosis atau sebagian dari mitosis. Pembelahan sentromer ini akan memulai gerakan kromatid pada masa anafase.
  2. Bagian lengan ini merupakan bagian badan utama kromosom yang mengandung kromosom dan gen. Umumnya jumlah lengan pada kromosom dua, tetapi ada juga beberapa yang hanya berjumlah satu. Lengan dibungkus oleh selaput tipis dan di dalamnya terdapat matriks yang berisi cairan bening yang mengisi seluruh bagian lengan. Cairan ini mengandung benang-benang halus berpilin yang disebut kromonema.
C. Bentuk Kromosom
Ada kromosom yang memiliki satu lengan dan ada pula yang memiliki dua lengan. Ada yang memiliki lengan sama panjang dan ada pula yang tidak. Berdasarkan letak sentromernya, bentuk kromosom dikelompokkan menjadi empat, yaitu:
sentromer
  1. Metasentris. kromosom metasentris memiilki 2 buah lengan yang sama panjang, sentromernya tepat ada di tengah.
  2. Submetasentris, Lengan kromosom tidak sama panjang, sentromer terletak tidak di tengah. Sentromer agak mendekati ujung salah satu lengan kromosom. Sentromer berada di daerah submedian .
  3. Akrosentris, sentromernya mendekati salah satu ujung lengan kromosom (sub terminal). Lengan yang satu, jauh lebih panjang dari lengan kromosom yang lain (Gambar 3.2c).
  4. Telosentris, kromosom telosentris hanya memiliki sebuah lengan karena sentromernya terletak pada ujung salah satu lengan kromosom.

D. Jumlah dan Tipe Kromosom
Setiap organisme memiliki jumlah kromosom yang berbeda-beda. Organisme bersel banyak mempunyai 2 jenis kelompok sel yaitu sel somatis (sel tubuh) dan sel gamet (sel kelamin). Jumlah kromosom pada sel gamet (sel kelamin) adalah separuh dari jumlah kromosom yang ada pada sel somatis (sel tubuh). Sehingga sel gamet bersifat haploid (n kromosom) dan sel somatis bersifat diploid (2n kromosom). Berdasarkan jenis selnya, kromosom dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu kromosom sel tubuh (autosom) dan kromosom sel kelamin (gonosom). Berdasarkan tipenya, kromosom dibagi menjadi dua.
  1. Autosom (Kromosom Tubuh). Autosom adalah kromosom tubuh dan tidak menentukan jenis kelamin. Autosom ini mempunyai bentuk pasangan antara jantan dan betina, dan memiliki jumlah n – 1 atau 2n – 2 dengan sifatnya diploid. Autosom biasanya disimbolkan dengan A.
  2. Gonosom (Kromosom Seks). Gonosom adalah kromosom seks yang dapat menentukan jenis kelamin. Gonosom ini mempunyai bentuk pasangan tidak sama antara jantan dan betina, berjumlah satu pasang dan bersifat haploid.
Jumlah kromosom sel somatis tumbuhan, hewan, dan manusia berbeda satu sama lain. Berikut ini beberapa contoh jumlah kromosom baik hewan maupun tumbuhan.
No. Nama Jumlah Kromosom No. Nama Jumlah Kromosom
1. Anjing 78 11. Lalat buah 8
2. Ayam 78 12. Manusia 46
3. Babi 40 13. Sapi 60
4. Domba 54 14. Jagung 40
5. Ikan Mas 100 15. Pepaya 18
6. Katak 26 16. Bunga Matahari 34
7. Kuda 64 17. Ragi 34
8. Kucing 38 18. Kacang polong 14
9. Bintang laut 36 19. Bawang 16
10. Cacing tanah 36 20. Kentang 48

E. Ukuran Kromosom
Spesies yang berbeda memiliki ukuran kromosom yang berbeda. Pada umumnya, kromosom sel tumbuhan lebih besar dibanding kromosom sel hewan. Ukuran kromosom tersebut kadang-kadang berhubungan dengan jumlah kromosom. Apabila jumlah kromosomnya sedikit, biasanya kromosomnya lebih panjang. Rata-rata ukuran panjang kromosom adalah 0,2 – 0,5μ dengan diameter 0,2 - 20μ.

Kromosom pada manusia dibedakan atas dua tipe, yaitu Autosom dan Gonosom.
  1. Kromosom yang tidak berperan dalam mengatur jenis kelamin. dari 46 kromosom di dalam inti sel tubuh manusia, maka yang 44 buah (22 pasang) merupakan autosom.
  2. Sepasang kromosom yang menentukan jenis kelamin. Seks kromosom dibedakan atas 2 macam yaitu kromosom X dan kromosom Y. Berhubungan dengan hal itu, formula kromosom untuk : Perempuan normal memiliki 2 kromosom X yaitu 46, XX (22AAXX). Laki-laki normal memiliki satu kromosom X dan satu kromosom Y yaitu 46, XY ( 22AAXY)

kariotipe
Berdasarkan ukuran (panjang), jumlah, dan bentuk kromosom maka kromosom sel somatis dapat disusun atau diatur secara standar. Hasil penyusunan ini disebut karyotipe. Untuk memudahkan pengaturan kromosom, dibuat pengelompokan kromosom menjadi kelompok A hingga G, berdasarkan ukuran dan bentuk kromosom. Klasifikasi dan pemberian nomor kromosom manusia yang diputuskan oleh Konferensi Genetika di Universitas Colorado, Denver USA pada bulan April 1960 adalah sebagai berikut :
  • Kelompok A : Terdiri dari tiga pasang, merupakan kelompok kromosom besar yang berbentuk metasentris.
  • Kelompok B : Terdiri dari dua pasang, merupakan kelompok kromosom sedang yang berbentuk submetesentris.
  • Kelompok C : Terdiri dari tujuh pasang, merupakan kelompok kromosom sedang yang berbentuk submetasentris.
  • Kelompok D : Terdiri dari tiga pasang, merupakan kelompok kromosom kecil yang berbentuk akrosentrik dan memiliki satelit.
  • Kelompok E : Terdiri dari tiga pasang, merupakan kelompok kromosom kecil yang berbentuk submetasentris.
  • Kelompok F : Terdiri dari dua pasang, merupakan kelompok kromosom kecil yang berbentuk metasentris.
  • Kelompok G : Terdiri dari dua pasang, merupakan kelompok kromosom kecil yang berbentuk akrosentrik dan memiliki satelit.
Jumlah kromosom tubuh dapat mengalami kelainan antara lain oleh mutasi atau kanker. Jika jumlah kromosomnya 3 set disebut triploid, 4 set disebut tetraploid, dan jika jumlahnya banyak disebut poliploid.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 7:20 PM

Enzim pada Proses Metabolisme

Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai makhluk hidup yang susunan tubuhnya sangat kompleks. Reaksi tersebut meliputi reaksi penyusunan energi (anabolisme) dan reaksi penggunaan energi (katabolisme). Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organik. Katabolisme adalah proses penguraian dan pembebasan energi dari senyawa-senyawa organik melalui proses respirasi. Semua reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim, baik oleh reaksi yang sederhana maupun reaksi yang rumit.

Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia pada, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi (katabolisme). Untuk memperlancar berlangsungnya proses reaksi metabolisme dalam sel makhluk hidup melibatkan komponen-komponen penting yang sangat berperan sebagai penunjangnya. Komponen-komponen yang sangat berperan dalam proses metabolisme sel makhluk hidup adalah enzim.

A. Komponen-komponen Enzim
Enzim merupakan senyawa organik atau katalis protein yang dihasilkan oleh sel dan berperan sebagai katalisator yang dinamakan biokatalisator. Reaksi yang dapat dikendalikan oleh enzim antara lain respirasi, fotosintesis, pertumbuhan, dan perkembangan, kontraksi otot, pencernaan dan fiksasi nitrogen. Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim. Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim. 
  • Apoenzim adalah bagian protein dari enzim, bersifat tidak tahan panas, dan berfungsi menentukan kekhususan dari enzim.
  • Koenzim disebut gugus prostetik apabila terikat sangat erat pada apoenzim. Akan tetapi, koenzim tidak begitu erat dan mudah dipisahkan dari apoenzim. Koenzim bersifat termostabil (tahan panas), mengandung ribose dan fosfat. Fungsinya menentukan sifat dari reaksinya. Misalnya, Apabila koenzim NADP (Nicotiamida Adenin Denukleotid Phosfat) maka reaksi yang terjadi adalah dehidrogenase. Disini NADP berfungsi sebagai akseptor hidrogen.

B. Sifat-sifat Enzim
Sebagai biokatalisator selama menjalankan fungsinya, enzim memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
  1. Enzim sebagai biokatalisator suatu reaksi. Biokatalisator merupakan salah satu sifat spesifik dari enzim. Artinya, enzim dapat mempercepat suatu reaksi namun tidak ikut bereaksi. Contoh: saat amilase mempercepat reaksi perombakan amilum, amilase tidak bereaksi dengan substrat menjadi bentuk lain (bentuknya tetap), sehingga amilase dapat berfungsi kembali.
  2. Enzim bekerja secara khusus. Enzim bersifat sangat spesifik, artinya enzim hanya bekerja pada substrat tertentu saja. Contoh: enzim ptialin mengkatalis reaksi pengubahan zat tepung menjadi maltosa. Dengan demikian, enzim ptialin hanya bekerja pada substrat zat tepung (amilum). Enzim katalase bekerja pada substrat H2O2 (hidrogen peroksida). H2O2 diuraikan oleh katalase menjadi H2 dan O2 (produk).
  3. Enzim dapat bekerja secara bolak balik (reversibel). Enzim dapat mengkatalisis reaksi maju maupun reaksi kebalikannya. Enzim dapat membentuk senyawa baru maupun menguraikan suatu senyawa baru tersebut menjadi senyawa lain. Contoh: enzim lipase mengubah gliserol dan asam lemak menjadi lemak. Enzim lipase juga dapat mengubah lemak menjadi gliserol dan asam lemak.
  4. Wujud enzim adalah koloid. Secara keseluruhan, enzim merupakan protein sehingga enzim dapat membentuk koloid.
  5. Enzim rusak jika kena panas. Komponen protein penyusun enzim adalah tidak tahan terhadap panas (termolabil) sehingga enzim akan rusak jika terkena panas atau suhu yang tinggi. Kerusakan enzim akibat suhu tersebut dinamakan denaturasi. Pada suhu di atas 50°C, enzim akan mengalami denaturasi. Enzim yang telah rusak menyebabkan aktivitas atau fungsi enzim hilang.
  6. Enzim dapat diekstraksi dari sel tanpa kehilangan aktivitas katalitiknya. Struktur dan mekanisme kerja enzim yang terdapat di dalam sel dapat dipelajari secara mendalam melalui suatu teknik khusus. Enzim yang akan dipelajari tersebut dapat diekstraksi dari sel yang memproduksinya tanpa kehilangan aktivitas katalitiknya.

C. Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
Faktor-faktor yang memengaruhi enzim dan aktivitas enzim sebagai berikut.
  1. Zat-zat pengaktif (aktivator) Zat-zat kimia tertentu dapat memacu atau mengaktifkan kegiatan enzim. Contoh: garam-garam dari logam alkali dan logam alkali tanah dengan konsentrasi encer, ion kobalt (Co), mangan (Mn), nikel (Ni), magnesium (Mg), dan klor (Cl).
  2. Temperatur atau suhu. Umumnya enzim bekerja pada suhu yang optimum. Apabila suhu turun, maka aktivitas akan terhenti tetapi enzim tidak rusak. Sebaliknya, pada suhu tinggi aktivitas menurun dan enzim menjadi rusak.  Sebagian besar enzim pada manusia mempunyai suhu optimal yang mendekati suhu tubuh (35° C - 40°C).
  3. Air berperan dalam memulai kegiatan enzim.  Rendahnya kadar air dapat menyebabkan enzim tidak aktif. Contoh pada waktu biji dalam keadaan kering kegiatan enzim tidak kelihatan. Baru setelah ada air, melalui imbibisi mulailah biji berkecambah.
  4. Perubahan pH dapat membalikkan kegiatan enzim, yaitu mengubah hasil akhir kembali menjadi substrat.  Enzim dapat bekerja optimal pada pH tertentu, misalnya enzim lipase, pH optimal 5,7–7,5.
  5. Hasil akhir. Kecepatan reaksi dalam suatu proses kimia tidak selalu konstan. Misal, kegiatan pada awal reaksi tidak sama dengan kegiatan pada pertengahan atau akhir reaksi. Apabila hasil akhir (banyak), maka akan menghambat aktivitas enzim.
  6. Konsentrasi Substrat dan Konsentrasi Enzim. Substrat adalah zat yang diubah menjadi sesuatu yang baru. Umumnya, terdapat hubungan yang sebanding antara substrat dengan hasil akhir apabila konsentrasi enzim tetap, pH konstan, dan temperatur konstan.  Jumlah substrat yang terlalu banyak dan konsentrasi enzim sedikit akan menyebabkan reaksi tidak optimal.
  7. Zat-zat penghambat. Zat-zat penghambat adalah zat-zat kimia yang menghambat aktivitas kerja enzim. Contoh, garam-garam dari logam berat, seperti raksa.

D. Penghambat Kerja Enzim
Suatu zat tertentu yang dapat menghalangi kerja enzim ini disebut inhibitor. Inhibitor dibedakan menjadi inhibitor reversibel dan inhibitor irreversibel. Inhibitor reversibel meliputi inhibitor kompetitif dan inhibitor non kompetitif.
  1. Inhibitor kompetitif. Zat penghambat dan substrat bersaing untuk dapat bergabung dengan enzim membentuk kompleks enzim-substrat. Selain menghambat ikatan antara enzim dengan substrat, inhibitor dapat menghambat penguraian dan pembentukan senyawa baru. Inhibitor berikatan lemah (ikatan ion) dengan enzim pada sisi aktifnya sehingga inhibitor ini bersifat reversibel. Dengan menambah kepekatan substrat, inhibitor tidak mampu lagi bergabung dengan enzim. Contoh inhibitor kompetitif yaitu asam malonat, yang menghambat ikatan antara enzim dengan asam suksinat.
  2. Inhibitor non-kompetitif. Pada umumnya, inhibitor ini tidak memiliki struktur yang mirip dengan substrat dan bergabung dengan enzim pada bagian selain sisi aktif enzim. Jika inhibitor ini bergabung dengan enzim maka akan mengubah lagi dengan bentuk substrat. Contoh inhibitor non-kompetitif, antara lain: pestisida (DDT) dan paration yang menghambat kerja enzim dalam sistem syaraf, serta antibiotik dan penisilin pada sel bakteri.
Berbeda dengan dua macam inhibitor yang lain, inhibitor irreversibel melekat pada sisi aktif enzim dengan sangat kuat (ikatan kovalen) sehingga tidak dapat lepas dari enzim (irreversibel). Akibatnya, enzim menjadi tidak aktif.

E. Cara Kerja Enzim
Terdapat dua teori yang menerangkan cara kerja enzim, yakni teori lock and key dan teori induced fit. Teori lock and key menganalogikan mekanisme kerja enzim seperti kunci dengan anak kunci. Substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim. Jadi, sisi aktif enzim seolah-olah kunci dan substrat adalah anak kunci.
lock and key
Sedangkan teori induced fit mengemukakan bahwa setiap molekul substrat memiliki permukaan yang hampir pas dengan permukaan sisi aktif enzim. Jika substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim, akan terbentuk kompleks enzim substrat yang pas (Keeton and Gould, 1986: 79).

E. Jenis-Jenis Enzim dan Peranannya
Nama suatu enzim biasanya dengan menggunakan akhiran ase. Akhiran ase ditambahkan pada nama substrat yang diubah oleh enzim tersebut. Macam-macam enzim berdasarkan penggolongannya.
No. Golongan Enzim Jenis Enzim Peranan Enzim
1. Karbohidrase Selulose Menguraikan selulosa (polisakarida) menjadi selabiosa (disakarida)
Amilase Menguraikan amilum (polisakarida) menjadi maltosa (disakarida)
Pektinase Menguraikan pektin menjadi asam pektin
Maltose Menguraikan maltosa menjadi glukosa
Sukrose Mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
Laktose Mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa
2. Protease Pepsin Memecah protein menjadi pepton
Tripsin Menguraikan pepton menjadi asam amino
Entrokinase Menguraikan pepton menjadi asam amino
Peptidase Menguraikan peptida menjadi asam amino
Renin Menguraikan kasein dan susu
gelatinase Menguraikan gelatin
3. Esterase Lipase Menguraikan lemak menjadi gliserol dan asam lemak
Fostatase Menguraikan suatu ester hingga terlepas asam fosfornya

Sedangkan macam-macam enzim berdasarkan proses metabolisme atau tipe reaksi kimia yang dikatalis adalah sebagai berikut.
No. Golongan Enzim Jenis Enzim Peranan Enzim
1. Oksidoreduktase Dehidrogenase Mengubah ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap.
Oksidase Melakukan oksidasi (menerima oksigen atau melepas elektron).
Hidroksilase Menggabungkan gugus hidroksil.
2. Transferase Mengkatalisis perpindahan 1 gugus karbon (misalnya metil), gugus aldehid, keton, gugus fosforil, atau gugus amino dari satu substrat ke substrat yang lain.
3. Hidrolase Peptidase Memecah ikatan peptida pada protein.
Esterase Memecah ikatan ester.
Glikosidase Memecah ikatan glikosida pada polisakarida.
Fosfatase Memecah ikatan fosfat.
4. Liase Mengkatalisis penambahan gugus pada ikatan rangkap atau pembentukan ikatan rangkap dengan menghilangkan gugus C=C, C=O, atau C=N. Misalnya: dekarboksilase, aldolase, dan dehidratase.
5. Ligase Mengkatalisis reaksi penggabungan antara satu molekul dengan molekul lain melibatkan hidrolisis dari ATP. Misalnya: RNA ligase dan DNA ligase.
6. Isomerase Mengkatalisis perpindahan suatu gugus ke tempat lain dalam satu molekul. Misalnya: racemase, fosfoglukoisomerase, mutase, dan oksidoreduktase.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 11:59 AM

Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan

Pertumbuhan dan perkembangan adalah hasil dari interaksi antara faktor internal (potensi genetik) dengan faktor eksternal (kondisi lingkungannya). Faktor lingkungan yang m endukung, ditambah dengan potensi dari dalam tubuh tumbuhan merupakan kombinasi yang mengoptimalkan produktivitas tumbuhan. Ada dua hal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu: faktor internal, contohnya hormon yang mengontrol pertumbuhan dan perkembangan; faktor eksternal, contohnya kondisi fisik kimia lingkungan, seperti panjang pendeknya hari, temperatur, sumber nutrisi, dan pencahayaan.

1. Faktor Internal
Faktor internal adalah faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan. Faktor internal dipicu oleh serangkaian proses yang terjadi dalam sel, seperti pembelahan, pemanjangan, dan diferensiasi. Umumnya, faktor-faktor internal yang ada di dalam tubuh ini berupa senyawa biokimia, seperti hormon dan enzim. Hormon merupakan substansi kimia yang tersusun dari protein. Fungsi hormon secara umum adalah untuk memacu pertumbuhan.

a. Auksin
Hormon auksin pertama kali ditemukan oleh Went yang terdapat pada ujung koleoptil kecambah gandum (Avena sativa). Auksin didominasi oleh senyawa golongan IAA (Indol Asetic Acid). Hormon auksin diproduksi di bagian koleoptil ujung tunas lalu diangkut oleh jaringan pembuluh angkut menuju tunas, selanjutnya tunas akan tumbuh menjadi tunas bagian akar, batang, dan daun. Sifat hormon auksin sangat peka terhadap panas/sinar. Auksin dapat memengaruhi tumbuhan, di antaranya:
  1. Dapat memicu pembelahan sel di kambium fasikuler dan pemanjangan sel  pada daerah titik tumbuh batang
  2. Memengaruhi dalam pembentukan pucuk atau tunas baru dan jaringan yang luka.
  3. Merangsang pertumbuhan akar samping (lateral) dan akar serabut yang berfungsi sebagai penyerapan air dan mineral.
  4. Memelihara elastisitas dinding sel, membentuk dinding sel primer (dinding sel yang pertama kali dibentuk pada sel tumbuhan).
  5. Menghambatnya rontoknya buah dan gugurnya daun, serta mampu membantu proses partenokarpi. Partenokarpi adalah proses pembuahan tanpa penyerbukan.

b. Giberelin
Giberelin ditemukan oleh seorang peneliti Jepang bernama Fujikuro. Giberelin adalah zat tumbuh yang sifatnya sama atau menyerupai hormon auksin, tetapi fungsi giberelin sedikit berbeda dengan auksin. Giberilin terdiri dari beberapa jenis, yaitu Giberrelin A, Giberrelin A2, dan Giberrelin A3 yang masing-masing memiliki struktur dan fungsi spesifik. Beberapa fungsi dari hormon giberelin adalah:
  1. Berperan dalam dominansi apikal, pemanjangan sel, perkembangan buah, perbungaan, dan mobilisasi cadangan makanan dari dalam biji;
  2. Ikut berpengaruh terhadap pembentukan akar tumbuhan karena giberelin umum terdapat di bagian meristematik pada akar.
  3. Berperan memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperm (cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa.
  4. Berfungsi dalam proses pembentukan biji, yaitu merangsang pembentukan serbuk sari (polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukan bunga, dan mengakhiri masa dormansi biji.

c. Sitokinin
Aktivitas sitokinin pertama kali teramati ketika pembelahan sel oleh Folke Skoog dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat. Sitokinin, sesuai dengan namanya (sito= sel, kinin= pembelahan) . Ada dua jenis hormon sitokinin, yaitu zeatin (merupakan sitokinin alami yang terdapat pada biji jagung). Fungsi sitokinin adalah sebagai berikut.
  1. Merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang dengan menghambat dominansi apikal
  2. Mengatur pertumbuhan daun dan pucuk
  3. Memperbesar daun muda
  4. Mengatur pembentukan bunga dan buah
  5. Menghambat proses penuaan dengan cara merangasang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
  6. Sitokinin diperlukan bagi pembentukan organel-organel semacam kloroplas dan mungkin berperan dalam perbungaan
  7. Merangsang sintesis protein dan RNA untuk mensintesis substansi lain

d. Asam absisat
Asam absisat ditemukan oleh peneliti yang bekerja pada penelitian tentang dormansi pohon. Zat kimia yang diambil dari dedaunan sebuah pohon ternyata memengaruhi pertumbuhan pucuk dan menginduksi pembentukan tunas. Asam absisat anyak dijumpai pada batang, daun, dan biji. Asam absisat berperan dalam-hal sebagai berikut.
  1. Mengurangi kecepatan pembelahan sel di darah titik tumbuh untuk mengendalikan pertumbuhan 
  2. Memacu absisi daun pada saat kemarau untuk mengurangi penguapan.
  3. Mendorong dormansi biji agar tidak berkecambah

e. Etilen
Gas etilen adalah suatu gas yang dihasilkan oleh buah yang sudah tua sehingga buah menjadi matang. Fenomena gas etilen pertama kali diamati oleh ilmuwan mulai abad ke- 19. Kini, etilen telah secara luas digunakan sebagai zat pengatur tumbuh pada tumbuhan. Pengaruh etilen ini adalah sebagai berikut.
  1. Hormon ini akan menghambat pembelahan sel, menunda perbungaan, dan menyebabkan absisi atau pengguguran daun.
  2. Menyebabkan buah menjadi masak.
  3. Menyebabkan pertumbuhan batang menjadi kokoh dan tebal.
  4. Dapat memacu pembungaan bekerja bersamaan dengan auksin 
  5. Bersama giberelin dapat mengatur perbandingan bunga betina dan jantan pada tumbuhan berumah satu.
f. Asam Traumalin
Asam traumalin merupakan hormon yang berfungsi untuk menutup luka pada tanaman. Hormon ini banyak ditemukan pada jaringan kalus. Fitohormon ini dihasilkan oleh kambium pada batang dikotil. Vitamin juga dapat berpengaruh dalam pertumbuhan dan perkembangan, misalnya vitamin B12, vitamin B1, Vitamin B6, vitamin C (asam askorbat). Vitamin-vitamin tersebut berfungsi dalam proses pembentukan hormon dan berfungsi sebagai koenzim.

g. Kalin
Hormon kalin banyak ditemukan pada jaringan meristem. Kalin merupakan hormon kompleks yang secara umum berfungsi untuk memacu pertumbuhan organ tertentu. Berdasarkan fungsinya, hormon kalin dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu : 
  1. Rhizokalin, dapat memacu pertumbuhan akar;
  2. Kaulokalin, dapat memacu pertumbuhan batang;
  3. Fitokalin, dapat memacu pertumbuhan daun;
  4. Anthokalin, dapat memacu pertumbuhan bunga

2. Faktor Eksternal
Faktor eksternal merupakan faktor yang berasal dari luar tumbuhan. Faktor-faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan di antaranya adalah nutrisi, cahaya, temperatur, kandungan air, dan kesuburan tanah.
faktor eksternal
  1. Nutrisi terdiri atas unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.Nutrisi umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion dan kation, sebagian lagi diambil dari udara. Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro (C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg). Adapun unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl).
  2. Air berperan di dalam melarutkan unsur hara dalam proses penyerapan. Air dibutuhkan tumbuhan sebagai pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh tumbuhan dan sebagai medium reaksi enzimatis. Sebagai pelarut, air juga memengaruhi kadar enzim dan substrat sehingga secara tidak langsung memengaruhi laju metabolisme. 
  3. Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis. Cahaya secara langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan setiap tanaman. Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terhadap ketersediaan makanan. Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil, sehingga daun menjadi pucat.
  4. Suhu berpengaruh terhadap fisiologi tumbuhan, antara lain memengaruhi kerja enzim. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat proses pertumbuhan.  Termoperiodis adalah perbedaan temperatur antara siang dan malam, yang dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan suatu jenis tumbuhan. Tumbuhan tomat akan tumbuh baik jika temperatur siang mencapai 26°C dan temperatur malam mencapai 20°C. Pembentukan buah terjadi jika temperatur malam mencapai 15°C. Akan tetapi, buah tidak terbentuk jika temperatur malam mencapai 25°C.).  Di Indonesia pada daerah tropis temperatur optimum tumbuhan berkisar antara 22° - 37° C,
  5. Tanah dan udara yang lembap berpengaruh terhadap pertumbuhan. Pada keadaan lembap, banyak air yang diserap oleh tumbuhan dan sedikit penguapan yang terjadi sehingga mengakibatkan pertumbuhan menjadi cepat. Akibat pemanjangan sel-sel yang cepat, tumbuhan bertambah besar. Derajat keasaman tanah (pH tanah) sangat berpengaruh terhadap ketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi pH tanah netral unsur-unsur yang diperlukan, seperti Ca, Mg, P, K cukup tersedia. Adapun pada pH asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn, yang dapat meracuni tubuh tumbuhan.  Contohnya tanah yang bersifat asam terhadap tanah padsolik merah kuning (PMK), agar tanaman dapat tumbuh dengan baik maka jenis tanah ini ditambahkan keasaman dengan pengapuran.
  6. Keadaan kadar oksigen yang terdapat dalam tanah selalu berlawanan dengan kadar air dalam tanah. Jika kandungan air tinggi, kandungan udara akan rendah. Kandungan oksigen dalam tanah sangat penting untuk respirasi sel-sel akar yang akan berpengaruh terhadap penyerapan unsur hara.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 5:55 PM

Pertumbuhan Primer dan Sekunder Tumbuhan

Pertumbuhan pada tanaman merupakan proses bertambahnya ukuran dari kecil hingga sampai dewasa yang sifatnya kuantitatif, artinya dapat kita ukur yang dapat dinyatakan dengan suatu bilangan. Sedangkan perkembangan merupakan suatu proses untuk menuju/mencapai kedewasaan pada makhluk hidup yang bersifat kualitatif, artinya tidak dapat dinyatakan dengan suatu bilangan. Pertumbuhan dan perkembangan terjadi pada makhluk hidup, baik pada manusia, hewan, maupun tumbuhan. Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.

A. Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan primer merupakan pertumbuhan dasar yang dapat terjadi akibat adanya aktivitas pembelahan sel pada jaringan meristem primer. Jaringan meristem primer ini berada pada daerah titik tumbuh primer yaitu ujung akar dan ujung batang. Pada jaringan meristem terdapat titik atau bagian yang aktif membelah. Setelah proses perkecambahan, tumbuhan mengalami pertumbuhan dan perkembangan lebih lanjut. Tumbuhan akan membentuk akar, batang, dan daun. Ujung batang dan ujung akar akan tumbuh memanjang karena adanya aktivitas sel-sel meristematis. Proses ini disebut pertumbuhan primer. Sel-sel meristem dapat juga berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan fungsi yang khusus. Tiga sistem jaringan primer yang terbentuk sebagai berikut.
  • Protoderm, yaitu lapisan terluar yang akan membentuk jaringan epidermis.
  • Meristem dasar yang akan berkembang menjadi jaringan dasar yang mengisi lapisan korteks pada akar di antara stele dan epidermis.
  • Prokambium, yaitu lapisan dalam yang akan berkembang menjadi silinder pusat, yaitu floem dan xilem.
1. Pertumbuhan primer pada akar
Akar muda yang keluar dari biji segera masuk ke dalam tanah, selanjutnya membentuk sistem perakaran tanaman. Pada ujung akar yang masih muda, terdapat empat daerah pertumbuhan sebagai berikut.
akar
a. Tudung akar (kaliptra)
Tudung akar berfungsi sebagai pelindung terhadap benturan fisik ujung akar terhadap tanah sekitar pertumbuhan. Fungsi lain tudung akar untuk mensekresikan cairan polisakarida untuk melumasi tanah di sekitar titik pertumbuhan dan melindungi daerah meristem akar. Perbedaan antara tudung akar dikotil dan monokotil sebagai berikut.
  • Pada tudung akar dikotil, antara ujung akar dengan kaliptra tidak terdapat batas yang jelas dan tidak memiliki titik tumbuh pada kaliptra tersebut.
  • Pada tudung akar monokotil, antara ujung akar dan kaliptra terdapat batas yang jelas atau nyata dan mempunyai titik tumbuh tersendiri yang disebut kaliptrogen.

Sel-sel kaliptra yang dekat dengan ujung akar mengandung butir-butir tepung yang disebut kolumela.

b. Meristem
Meristem merupakan bagian dari ujung akar yang selnya senantiasa mengadakan pembelahan secara mitosis. Meristem ini terletak di belakang tudung akar. Pada tumbuhan dikotil, sel-sel tudung akar yang rusak akan digantikan oleh sel-sel baru yang dihasilkan oleh sel-sel meristem primer dari perkembangan sel-sel meristem apikal.

c. Daerah pemanjangan sel
Daerah pemanjangan sel terletak di belakang daerah meristem. Sel-sel hasil pembelahan meristem tumbuh dan berkembang memanjang pada daerah ini. Aktivitas pertumbuhan dan perkembangan memanjang dari sel mengakibatkan pembelahan sel di daerah ini menjadi lebih lambat dari bagian lain. Pemanjangan sel tersebut berperan penting untuk membantu daya tekan akar dan proses pertumbuhan memanjang akar.

d. Daerah diferensiasi
Pada daerah ini, sel-sel hasil pembelahan dan pemanjangan akan mengelompok sesuai dengan kesamaan struktur. Sel-sel yang memiliki kesamaan struktur, kemudian akan memperoleh tugas membentuk jaringan tertentu.

2. Pertumbuhan Primer pada Batang
Sama seperti halnya akar, pada ujung batang juga terdapat titik tumbuh. Titik tumbuh pada batang dilindungi oleh balutan bakal daunnya. Pertumbuhan dan perkembangan sama dengan yang terjadi pada akar, yaitu terdapat daerah pembelahan (meristematik), daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi. Meristem apikal pada batang dibentuk oleh sel-sel yang senantiasa membelah pada ujung tunas yang biasa disebut kuncup. Di dalam kuncup, ruas batang dan tonjolan daun kecil (primordia) memiliki jarak sangat pendek karena jarak internodus (antarruas) sangat pendek. Pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan sel terjadi di dalam internodus.
batang
Pada daerah pemanjangan, sel-selnya akan tumbuh membesar dan memanjang serta jaringan pembuluh sudah mulai tampak. Pada daerah diferensiasi akan membentuk beberapa jaringan yaitu epidermis, korteks, dan silinder pusat. Setelah pertumbuhan tanaman muda hingga mencapai tanaman dewasa, proses pertumbuhan tanaman tersebut melambat atau disebut periode perlambatan. Pada periode tersebut, sebenarnya tumbuhan itu sedang memasuki masa perkembangan menuju tanaman dewasa yang ditandai dengan tidak adanya penambahan panjang atau ukurannya, tetapi sedang berkembang menuju pada kedewasaannya.

Ciri-ciri suatu tumbuhan dikatakan sudah dewasa yaitu ditandai dengan terbentuknya bunga. Pada bunga inilah terdapat alat kelamin betina berupa putik maupun alat kelamin jantan berupa benang sari yang berfungsi sebagai alat perkembangbiakan suatu tumbuhan. Setelah terjadi persarian (penyerbukan), putik oleh benang sari akan dihasilkan buah berbiji dan biji inilah yang nantinya akan tumbuh menjadi tanaman baru.

2. Pertumbuhan Sekunder
Pertumbuhan sekunder merupakan pertumbuhan yang terjadi akibat adanya aktivitas jaringan meristem sekunder yang terdapat pada tumbuhan. Setelah meristem primer membentuk jaringan permanen, kemudian meristem sekunder mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder hanya terjadi pada tumbuhan dikotil, yaitu pembentukan kambium yang terbentuk dari parenkim atau kolenkim.
kayu
Pada awal pertumbuhan, kambium hanya terdapat pada jaringan ikat pembuluh (vasis) yang disebut kambium intravaskuler atau kambium vasis. Jika sel kambium membelah ke arah luar, akan membentuk sel floem, sebaliknya jika sel kambium membelah ke arah dalam akan membentuk xilem. Xilem dan floem yang terbentuk dari aktivitas kambium disebut xilem sekunder dan floem sekunder. Pertumbuhan xilem dan floem tersebut menyebabkan batang bertambah besar dan terbentuk lingkaran tahun yang dipengaruhi oleh aktivitas pada musim kemarau dan musim penghujan.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 1:41 PM

Perkecambahan Pada Tumbuhan

Salah satu ciri tumbuhan adalah mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume yang irreversible (tidak dapat balik) karena adanya pembesaran sel dan pertambahan jumlah sel atau pembelahan sel (pembelahan mitosis) atau keduanya. Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dinyatakan secara kuantitatif karena pertumbuhan dapat diketahui dengan mengukur besar dan tinggi batang, menimbang massa sel baik berupa berat kering maupun berat basahnya, menghitung jumlah daun, jumlah bunga, maupun jumlah buahnya.

Saat biji dibelah di dalamnya terdapat bagian-bagian berupa cadangan makanan dan embrio atau calon individu baru yang disebut juga lembaga tumbuhan. Embrio terdiri dari akar lembaga (calon akar = radikula), daun lembaga (kotiledon) dan batang lembaga (kaulikulus). Kotiledon pada biji tumbuhan monokotil seperti padi (Oryza sativa), jagung (Zea mays) maupun rumput-rumputan (Gramineae atau Poaceae) disebut sebagai skutelum. Pada bagian akar embrionya, terbungkus oleh lapisan yang disebut koleorhiza, sedangkan pada ujung tunas embrioniknya dibungkus oleh koleoptil.

Embrio pada biji tumbuhan dikotil seperti kacang atau buncis, melekat pada kotiledon disebut kuncup embrionik. Kaulikulus terdiri dari hipokotil (“hypo”= di bawah) yaitu bagian bawah (pangkal) yang melekat pada kotiledon dan epikotil (“epi”= di atas), yang terdapat di sebelah atas hipokotil. Epikotil akan tumbuh menjadi batang dan daun serta hipokotil akan tumbuh menjadi akar.
kecambah
Pada ujung epikotil terdapat plumula (pucuk lembaga) yang terdiri dari ujung tunas dengan sepasang pucuk daun. Radikula berada pada bagian ujung pangkal hipokotil. Pada biji terdapat hilum yang berfungsi untuk memasukkan air dan O2. Selain melewati hilum, air dan gas-gas terlarut dapat masuk
lewat mikropil. Mikropil juga merupakan pintu masuknya inti sperma dan inti vegetatif pada saat pembuahan berlangsung.

Setelah biji ditanam dan daerah persemaian telah memenuhi syarat, biji akan dapat berkecambah. Pada saat biji berkembang (sebelum berkecambah), kotiledon maupun skutelum menyerap makanan dari endosperma. Pada saat perkecambahan tiba, kotiledon memindahkan makanannya ke embrio. Akibatnya kotiledon semakin mengecil.

Salah satu fase atau tahapan dari pertumbuhan dan perkembangan adalah poses perkecambahan. Perkecambahan adalah proses perubahan fisiologi biji dari bentuk dorman (“istirahat” atau tidak aktif) ke bentuk semai setelah melalui perkembangan sedemikian rupa, ditandai dengan pembentukan radikula, kaulikulus dan plumula.

a. Masa Dormansi Biji
Persyaratan pertama agar biji dapat berkecambah adalah berakhirnya masa dormansi biji. Dormansi biji adalah kondisi biji yang masih hidup tetapi tidak aktif, berada dalam kondisi kering (kelembabannya kurang) dan tidak dapat (gagal) berkecambah selama periode waktu tertentu karena faktor internal biji. Biji kuisen (quiscence) adalah biji yang tidak dapat berkecambah apabila faktor luar tidak memenuhi persyaratan. Keadaan ini akan berakhir hingga adanya kondisi yang menguntungkan untuk perkembangan.

Dalam bidang pertanian benih-benih yang belum sempurna pertumbuhannya (matang) memerlukan jangka waktu tertentu agar dapat berkecambah (penyimpanan). Jangka waktu penyimpanan ini berbeda-beda dari kurun waktu beberapa hari sampai beberapa tahun tergantung jenis benih. Benih-benih ini biasanya ditempatkan pada kondisi temperatur dan kelembaban tertentu agar viabilitasnya tetap terjaga sampai embrio terbentuk sempurna dan dapat berkecambah.

b. Proses Perkecambahan
Perkecambahan merupakan tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji. Dalam tahap ini, embrio di dalam biji yang semula berada pada kondisi dorman mengalami sejumlah perubahan fisiologis yang menyebabkan ia berkembang menjadi tumbuhan muda. Tumbuhan muda ini dikenal sebagai kecambah.
proses perkecambahan
Dua faktor yang memengaruhi perkecambahan yaitu faktor internal (dari dalam) dan faktor eksternal (dari luar atau lingkungan). Faktor internal meliputi tingkat kemasakan biji, ukuran biji, absorbansi (daya serap biji terhadap air), dan ada tidaknya zat penghambat. Faktor eksternal meliputi suhu, O2, dan air. Secara umum proses perkecambahan antara lain sebagai berikut.
  1. Pertumbuhan dan perkembangan telah dimulai sejak biji mengalami imbibisi, embrio di dalam biji melakukan perbanyakan sel. Pada tahapan tertentu, sel mengalami proses diferensiasi dan mengalami proses penambahan jenis dan fungsi sel menjadi jelas. kemudian dilanjutkan proses pembentukan organ-organ yang disebut organogenesis sehingga struktur dan fungsi menjadi semakin lengkap. Proses ini disebut perkembangan atau morfogenesis. Proses perkecambahan diawali dengan berubahnya struktur embrio biji menjadi tumbuhan kecil di dalam biji yaitu terlihat daun kecil, calon batang, dan calon akar.
  2. Setelah biji menyerap air (imbibisi), biji membesar sehingga kulit biji pecah. Secara umum, proses perkecambahan terjadi secara kimiawi. Dengan masuknya air ke dalam biji, enzim akan bekerja dengan aktif. Jika embrio terkena air, embrio menjadi aktif dan melepaskan hormon giberelin (GA). Hormon ini memacu aleuron untuk membuat dan mengeluarkan enzim. Enzim yang dikeluarkan antara lain: enzim  α-􀀐amilase, maltase, dan enzim pemecah protein.
  3. Amilase merubah amilum (pati) menjadi maltosa. Maltosa dihidrolisis oleh maltase menjadi glukosa. Metabolisme glukosa menghasilkan energi dan atau senyawa-senyawa untuk menyusun struktur tubuh tumbuhan. Pembentukan energi ini membutuhkan oksigen (O2) sehingga proses perkecambahan membutuhkan oksigen. Protein yang ada dipecah menjadi asam amino yang berfungsi menyusun struktur sel dan enzim-enzim baru. Enzim-enzim di dalam biji dapat bekerja dengan baik pada suhu tertentu, sedangkan suhu yang tinggi dapat merusak enzim.

Cahaya pada proses perkecambahan dapat memengaruhi hormon auksin. Hormon ini rusak atau terurai jika terkena intensitas cahaya yang tinggi. Dengan demikian, pertumbuhan kecambah akan ke arah datangnya cahaya.

c. Tipe Perkecambahan
Tumbuhan monokotil dan dikotil akan menghasilkan struktur kecambah yang berbeda. Perbedaan tersebut terjadi karena tumbuhan monokotil dan dikotil memliliki struktur biji yang berbeda atau berdasarkan letak kotiledonnya. Ada dua tipe perkecambahan berdasarkan letak kotiledonnya pada saat berkecambah:
tipe perkecambahan
  • Perkecambahan hipogeal bakal batang tumbuh memanjang ke permukaan tanah, kotiledon tetap berada di dalam tanah. Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum), dan jagung (Zea mays).
  • Perkecambahan epigeal hipokotil tumbuh menembus permukaan tanah sehingga kotiledon terangkat ke permukaan tanah. Contoh: perkecambahan pada kacang hijau (Phaseolus sp.), kacang tanah (Arachis hypogaea) dan kapas (Gossypium sp). 
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 11:20 AM

Transpor Zat Melalui Membran Sel

Organisme multiseluler mempunyai sistem transportasi yang melibatkan sel atau membran sel yang memiliki ketebalan 5 - 10 nm. Membran ini menghalangi gerak ion dan molekul melewati membran. Hal ini sangat penting untuk menjaga kestabilan pH, menjaga konsentrasi ion dalam sel, untuk kegiatan enzim, mengeluarkan sisa-sisa metabolisme yang bersifat racun, dan memasok ion-ion yang penting dalam kegiatan saraf dan otot. Pada dasarnya, hanya ada tiga macam gerakan lewat membran sel ini, yaitu difusi, osmosis, transpor aktif. Cara difusi dan cara osmosis tidak membutuhkan energi, sedangkan cara transpor aktif membutuhkan energi. Secara umum Transpor zat yang terjadi pada sel, baik antarsel maupun organel sel dapat melalui dua cara, yakni transpor pasif dan transpor aktif

A. Transpor Pasif
Transpor pasif merupakan transpor ion, molekul, senyawa dari luar atau dalam sel tanpa memerlukan energi. Zat-zat yang ditranspor bergerak dari daerah berkonsentrasi tinggi hingga daerah berkonsentrasi rendah. Proses transpor pasif ini dapat terjadi secara difusi dan osmosis.

1. Difusi
Difusi adalah gerakan molekul dari suatu daerah dengan konsentrasi yang tinggi ke daerah lain dengan konsentrasi lebih rendah yang disebabkan oleh energi kinetik molekul-molekul tersebut. Kecepatan difusi melalui membran sel tergantung pada perbedaan konsentrasi, ukuran molekul, muatan, daya larut partikel-partikel dalam lipid dan suhu.

Di dalam sel, zat-zat yang memiliki berat molekul rendah dapat berdifusi melalui membran. Selama proses difusi ini zat yang terlarut dapat berpindah dari larutan berkonsentrasi tinggi ke larutan berkonsentrasi rendah. Perpindahan zat ini terus terjadi sehingga tercapai keadaan setimbang, pada saat keadaan setimbang konsentrasi kedua larutan sama besar. Transpor difusi terdiri dari dua cara yaitu difusi dipermudah dengan protein dan difusi dipermudah dengan protein pembawa.

  • Difusi dipermudah disebut juga difusi terfasilitasi. Pada proses difusi yang terfasilitasi oleh protein, molekul-molekul seperti asam amino, gula, tidak dapat melalui membran plasma. Akan tetapi, molekul tersebut melewati saluran yang dibentuk oleh suatu protein membran yang disebut protein integral.
  • Difusi zat dipermudah dengan protein pembawa mirip dengan proses difusi dipermudah dengan protein. Letak perbedaannya, protein membran membentuk saluran dan mengikat molekul yang ditranspor. Protein ini dinamakan protein pembawa. Molekul yang ditranspor seperti glukosa dan asam amino berdifusi dan menurun sesuai gradien konsentrasinya.
difusi
Gradien konsentrasi yang berbeda di antara dua tempat yakni luar sel dan dalam sel mengakibatkan proses difusi berlangsung dengan cepat. Proses difusi akan berjalan dengan lambat, apabila ukuran zat lebih besar. Termasuk juga wujud zat padat yang akan melambatkan terjadinya proses difusi dibandingkan wujud cair dan gas. Sementara itu, suhu yang tinggi akan membuat proses difusi berjalan lebih cepat.

2. Osmosis
Selain berlangsung secara difusi, molekul zat dapat pula bergerak secara osmosis. Osmosis adalah perpindahan zat pelarut melalui membran selektif permeabel dari konsentrasi zat pelarut tinggi menuju konsentrasi zat pelarut rendah. Selektif permeabel artinya tidak semua molekul dapat melalui membran tersebut. Hanya molekul-molekul tertentu yang leluasa keluar masuk membran tersebut. Membran sel membatasi isi sel dengan lingkungan sekitarnya, namun demikian berbagai zat terlarut harus dapat keluar masuk sel untuk melangsungkan metabolisme sel.
osmosis
Suatu larutan yang memiliki zat pelarut berkonsentrasi tinggi akan memiliki zat terlarut berkonsentrasi rendah. Keadaan ini disebut hipotonik. Sebaliknya, larutan yang memiliki zat pelarut dengan konsentrasi rendah akan mempunyai zat terlarut berkonsentrasi tinggi. Kondisi yang demikian disebut hipertonik. Zat pelarut dan zat terlarut dapat pula berkonsentrasi sama dan dinamakan isotonik (iso berarti sama).

Proses osmosis pada sel hewan terjadi saat kondisi konsentrasi zat dalam sel dengan konsentrasi zat luar sel agar selalu sama. Apabila konsentrasi larutan sel lebih rendah dibandingkan konsentrasi lingkungan luarnya, air dalam sel akan keluar secara osmosis sehingga terjadi penyusutan sel atau krenasi, yang dapat menyebabkan sel mati. Jika konsentrasi larutan pada sel lebih tinggi dibandingkan lingkungan luarnya, air di luar sel akan masuk secara osmosis ke dalam sel sehingga mengkibatkan sel pecah atau terjadi hemolisis.

2. Transpor Aktif
Adakalanya suatu partikel tidak dapat berdifusi karena terhalang oleh membran yang impermeabel (tidak dapat ditembus). Namun, jika pada membran itu terdapat faktor pembantu, misalnya enzim yang menyebabkan terbukanya saluran pada protein integral, partikel tersebut dapat berdifusi tanpa melibatkan energi. Peristiwa ini disebut difusi terbantu/berfasilitas.

Sebagian partikel diangkut melintasi membran dengan cara transpor aktif, yaitu dengan melibatkan sejumlah energi untuk pemindahan partikel dari larutan yang konsentrasinya lebih rendah (hipotonis). Transpor aktif juga dilakukan jika membran memiliki tingkat permeabilitas yang sangat rendah terhadap partikel tertentu.

Terdapat dua bentuk endositosis, yaitu fagositosis dan pinositosis. Fagositosis berasal dari kata fago, artinya makan karena menunjukkan seolah-olah sel sedang makan. Pinositosis berasal dari kata pinos, artinya minum karena seolah-olah menunjukkan sel sedang minum. Fagositosis dan pinositosis merupakan cara lain agar suatu zat dapat keluar masuk sel tanpa menembus membran plasma.
fagositosis
Pada proses fagositosis terjadi tonjolan sitoplasma yang disebut pseudopodia menyelubungi suatu zat padat di luar sel. Pada suatu zat tersebut akan terbentuk membran yang terlepas dari membran plasma membentuk suatu kantong, disebut fagositik vakuola. Berbeda dengan fagositosis, pada proses pinositosis tidak terbentuk tonjolan protoplasma, tetapi cairan seolah-olah tertarik oleh membran, kemudian membran melakukan invaginasi (melekuk ke bawah). Selanjutnya terlepas dari membran sel sehingga terbentuk satu vakuola. Zat yang terlibat dalam proses pinositosis biasanya berupa zat cair.

Peristiwa fagositosis, misalnya terjadi pada sel darah putih terhadap bakteri atau penghancuran eritrosit tua dalam hati, limpa, dan sumsum merah oleh sel-sel retikuloendotelial. Pinositosis umumnya terjadi pada sel leukosit, sel ginjal, epitelium usus, makrofag hati, dan sel akar tumbuhan.

Pada eksositosis mirip dengan endositosis tetapi berlawanan arahnya. Eksositosis terjadi apabila vakuola di dalam sitoplasma berfusi dengan membran plasma, kemudian isinya dikeluarkan ke cairan ekstraseluler. Beberapa hasil metabolisme seperti asam amino atau glukosa akan melintasi membran, masuk ke dalam sitosol. Apabila terdapat sisa-sisa lain yang tidak dapat dicerna maka akan dikeluarkan dari sel melalui proses eksositosis.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 7:24 PM

Pengamatan Sel dari Masa ke Masa

Sel merupakan unit terkecil organisme yang dapat melaksanakan fungsi hidup sendiri dan berreplikasi atau memperbanyak diri. Setiap sel yang menyusun jaringan epidermis ternyata mampu berdiri sendiri, terpisah dari sel lainnya. Semua fungsi unit-unit organisme dilakukan oleh sel. Semua ciri-ciri makhluk hidup ternyata dimiliki oleh sel. Satu sel tunggal mampu melakukan regenerasi karena memiliki materi genetik, melakukan respirasi dengan adanya mitokondria, dan melakukan pencernaan dengan adanya lisosom.

Berdasarkan jumlah sel yang dimiliki makhluk hidup, organisme dibedakan menjadi dua tingkatan, yaitu organisme unisel dan organisme multisel. Ada beberapa makhluk hidup yang tubuhnya hanya terdiri atas satu sel. Organisme ini juga mempunyai ciri-ciri sebagai makhluk hidup, misalnya makan, tumbuh, dan respons terhadap rangsangan. Selain  itu, terdapat banyak makhluk hidup lainnya yang tubuhnya terdiri atas banyak sel. Masing-masing selnya mempunyai bentuk dan fungsi yang berbeda-beda. Hal ini menunjukkan bahwa sel merupakan unit dasar struktural dan fungsional dari kehidupan.

Para ahli biologi sekarang ini banyak menaruh perhatian pada sel karena hampir seluruh pemahaman terhadap proses dan kegiatan-kegiatan yang terjadi pada makhluk hidup diawali dengan mempelajari struktur dan fungsi sel. Sebelum ditemukannya mikroskop, kala penglihatan mata manusia sangat terbatas dan tidak mungkin dapat mengamati suatu objek yang berukuran kurang dari 100 mikron Ukuran sel berkisar antara 5 – 15 mikron tersebut di luar jangkauan pengamatan mata. Setelah ditemukannya mikroskop maka sel dapat diamati.
mikroskop
Pengamatan terhadap sel berkembang pesat dengan menggunakan mikroskop cahaya sampai perbesaran ratusan kali memperlihatkan bentuk sel yang lebih jelas. Perkembangan paling mutakhir saat ini adalah mengamati struktur sel menggunakan mikroskop elektron yang mampu memperlihatkan ultra struktur sel dengan perbesaran sampai ribuan kali sehingga memungkinkan kita untuk mempelajari setiap rincian struktur sel.

Mikroskop bukanlah satu-satunya perlengkapan yang digunakan untuk menyelidiki sel, melainkan ada metode baru yang telah dikembangkan, yaitu dengan memisahkan bagian-bagian sel dan kemudian mengisolasinya untuk penelitian yang lebih teliti.

Struktur sel untuk pertama kali dilaporkan oleh seorang ilmuwan Inggris bernama Robert Hooke, tepatnya pada tahun 1665. Ia telah melakukan penelitian pada sayatan tumbuhan gabus (Quercus suber) dengan menggunakan mikroskop. Pada sayatan gabus tersebut ditemukan adanya ruang-ruang kosong yang disebut ”cella” yang artinya ruang kosong.
tokoh biologi
Penemuan Robert Hooke mengenai struktur berongga yang terdapat pada sel gabus tersebut sebenarnya hanya mengenai sel mati. Penemuan tersebut telah memberikan dorongan kepada para ilmuwan lainnya untuk mempelajari bagian tubuh makhluk hidup. Kemudian, tahun 1839 fisiologiwan Purkinye memperkenalkan istilah protoplasma bagi zat hidup dari sel. Istilah protoplasma Purkinye tidak memberi pengertian kimiawi dan fisik yang jelas, tetapi dapat dipakai untuk menyebut semua zat yang terorganisasi dalam sel.

Dalam tahun yang sama, 1839, seorang botaniwan Matthias Schleiden dan zoologiwan Theodor Schwann dari Jerman, membuktikan bahwa sel hidup berisi cairan sitoplasma untuk segala aktivitas dasar makhluk hidup. Pembuktian ini berkembang menjadi teori sel yang menyatakan bahwa semua tubuh hewan dan tumbuhan terdiri atas sel-sel, yaitu unit dasar dari kehidupan.

Beberapa Istilah dalam Biologi Sel
Untuk mempermudah dalam mempelajari materi biologi tentang sel, berikut ini beberapa istilah yang sering digunakan dalam mempelajari sel. Walaupun istilah yang disajikan pada tulisan ini jauh dari lengkap, tidak ada salahnya jika anda mengetahui beberapa istilah tersebut.
No. Istilah Arti
1. Dikariotik Organisme berinti dua
2. Difusi Gerakan pasif molekul dalam larutan dari yang berkonsentrasi tinggi ke larutan yang berkonsentrasi rendah.
3. Dinding primer Dinding yang terbentuk pada waktu sel membelah
4. Dinding sekunder Perubahan dari dinding primer yang telah mengalami penebalan
5. Dinding/Membran sel Bagian terluar yang membatasi protoplas dengan lingkungannya
6. Eksositosis Pengeluaran bahan dari dalam sel yang menggunakan energi sel.
7. Endositosis Pemasukan bahan ke dalam sel menggunakan energi sel.
8. Ektoplasma Sitosol yang berada di dekat membran sel; saat normal bersifat gel
9. Endoplasma Sitosol yang berada di bagian dalam sel; pada kondisi normal bersifat soliter
10. Fagsitosis Proses memakan sel atau partikel dari luar berupa padatan dengan cara menelan atau menangkap
11. Fase gel Gelatin padat; terjadi apabila kadar koloidanya tinggi
12. Fase sol Fase cairan; terjadi apabila kadar koloidanya rendah
13. Fluid mosaic membrane Membran mosaik cair; struktur membran yang berupa benda cair dengan molekul protein di dalamnya
14. Fosfolipid Lemak yang bersenyawa dengan fosfat
15. Glikopolid Lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat
16. Glikoprotein Protein yang bersenyawa dengan karbohidrat
17. Hipotonik Sel atau jaringan sel yang memiliki tekanan osmosis lebih rendah dibandingkan lingkungannya.
18. Histon Protein basa yang kaya akan arginin dan lisin, terdapat pada DNA nukleus sel-sel eukariotik.
19. Kloroplas Plastid hijau yang biasanya berbentuk cakram dan tesusun atas sistem selaput yang mengandung klorofil dan pigmen lain untuk proses fotosintesis.
20. Krista Membran sebelah dalam mitokondria yang bentuknya berlekuk-lekuk
21. Lamela Gel yang tersusun atas magnesium dan kalsium pekat; terdapat di antara dinding dua sel yang berdekatan
22. Latisifer Sel bervakuola yang berfungsi menampung lateks (getah)
23. Matriks Cairan yang berada di dalam mitokondria dan bersifat gel
24. Nuklelolus Disebut anak inti sel adalah struktur yang yang terbentuk ketika sel sedang aktif melakukan transkripsi; nukleolus bukan merupakan bentukan tetap
25. Nukleoplasma Protoplasma yang terdapat di dalam nukleus
26. Osmosis Gerakan pasif molekul dari larutan berkonsentrasi rendah ke larutan berkonsentrasi tinggi.
27. Pencernaan intrasel Pencernaan intrasel mencerna zat-zat yang masuk ke dalam sel
28. Plasmolisis Proses mengerutnya protoplasma dan diikuti dengan penarikan sitoplasma dari dinding sel karena gerakan air keluar sel yang disebabkan oleh osmosis.
29. Plasmodesma Disebut benang-benang porin merupakan  penghubung dua sel bertetangga melalui pori; berperan memfasilitasi gerakan berbagai zat dan penghantar impuls antarsel
30. Pokariotik Organisme berinti banyak
31. Poliformik Memiliki banyak bentuk
32. Protein porifer Protein tepi, yang menyusun tepi luar dan dalam membran
33. Protoplasma Cairan kental di dalam protoplas
34. Reticular Anyaman benang/jala
35. Retikulum endoplasma Sistem membran kompleks yang tersusun secara tidak beraturan di dalam plasma sel eukariotik
36. Ribosom Organel yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein
37. Sel eukarotik Sel yang mempunyai membran nukleus
38. Sel prokariotik Sel yang tidak mempunyai membran nukleus
39. Sitoplasma Protoplasma yang terdapat di antara inti sel (nukleus) dengan membran sel; berfungsi sbg tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel, berlangsung kegiatan pembngkaran & penyusunan zat melalui reaksi kimia
40. Sitosol Sitosol disebut juga matriks sitoplasma; bagian larut dari sitoplasma yang mengisi ruang-ruang antarorganel; tempat berlangsungnya metabolisme tertentu seperti glikolisis, sintesis protein dan sintesis asam lemak
41. Sterol Lemak alkohol, misal kolesterol
42. Tonoplas Membran vakuola pada sel tumbuhan
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 12:11 PM

Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Ternyata sel tumbuhan ada sedikit perbedaan dari sel hewan dalam hal organel-organel tertentu yang tidak terdapat pada sel hewan, seperti dinding sel dan plastida. Dinding sel dapat dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Dinding sel primer tebalnya ± 1 – 3 mm dan tersusun dari selulosa (± 9 – 25%), hemiselulosa, senyawa pektin, serta beberapa senyawa lainnya.Plastida merupakan organel yang diselaputi oleh dua lapis membran. Di dalamnya terkandung DNA, ribosom, sejumlah enzim, dan beberapa jenis protein. Organel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan ini sebagian di antaranya mengandung zat warna (pigmen).

Sebaliknya, ada  juga organel yang hanya dimiliki oleh sel-sel hewan, seperti sentrosom. Sentrosom hanya terdapat pada sel-sel hewan dan berperan pada proses pembelahan sel. Badan ini terdiri dari dua sentriol dan diliputi oleh sitoplasma yang disebut sentrosfer. Setiap sentriol berbentuk silinder berongga dengan diameter lebih kurang 0,2 mm tersusun dari sejumlah mikrotubul.

Pada sel yang tidak melakukan proses pembelahan, organel ini terletak di dekat inti nukleus. Namun, pada awal proses pembelahan sel masing-masing sentriol berduplikasi sehingga terbentuk dua pasang sentriol. Selanjutnya, setiap pasang akan menuju kutub sel yang berlawanan dan memancarkan serat-serat gelendong pembelahan sel yang terdiri dari mikrotubul. Berikut ini beberapa perbedaan antaran sel hewan dan sel tumbuhan.
No. Perbedaan Sel Hewan Sel Tumbuhan
sel hewan
1. Bentuk sel Berbagai macam (tidak tetap), dapat berubah ubah bentuk dan tidak kaku Bentuk sel tumbuhan bersifat tetap (kaku), jarang berubah bentuk kecuali derivat sel.
2. Dinding sel Tidak memiliki dinding sel Dinding sel dapat dibedakan menjadi dinding sel primer dan dinding sel sekunder.
3. Plastida Tidak memiliki butir plastida Plastida merupakan organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan (kloroplas, kromoplas, dan leukoplas)
4. Ukuran sel Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan Sel tumbuhan lebih kecil dari sel tumbuhan
5. Vakuola Vakuola pada sel hewan bersel satu biasanya lebih kecil dari tumbuhan dan tidak dilengkapi dengan tonoplas. Vakuola pada sel tumbuhan lebih besar dari vakuola hewan dibungkus oleh selapis membran yang disebut tonoplas.
6. Sentrosom Sentrosom berperan pada proses pembelahan sel. Tidak memiliki sentrosom
7. Lisosom Umumnya banyak ditemukan dalam sel hewan Jarang ditemukan
8. Mitokondria Jumlah mitokondria relatif banyak Jumlah mitokondria relatif lebih sedikit karena dibantu oleh  plastida
9. Matriks Ekstraselular Sel hewan memiliki matriks ekstraseluler (MES) atau extracellular matrix (ECM). Tidak ada

Secara lebih rinci, berikut ini beberapa bagian sel tumbuhan yang membedakan dengan sel hewan.
  1. Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel. Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu. Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.
  2. Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. Ada tiga macam plastida, yaitu : leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung), kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten, dan kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten.
  3. Vakuola pada sel tumbuhan dibungkus oleh selapis membran yang disebut tonoplas. Membran vakuloa ini berasal dari retikulum endoplasma dan berfungsi mengatur zat-zat yang keluar masuk vakuola. Di dalam vakuola tumbuhan terdapat bermacam-macam senyawa kimia, misalnya garam-garam mineral, karbohidrat, asam-asam amino, zat-zat yang tidak diperlukan, sedangkan vakuola pada sel hewan biasanya lebih kecil dan tidak dilengkapi dengan tonoplas. Pada beberapa jenis protozoa terdapat vakuola makanan yang di dalamnya tersimpan sejumlah enzim-enzim pencernaan intraseluler. Selain itu, terdapat pula vakuola berdenyut yang berperan dalam osmoregulasi, yaitu mengatur potensial osmotik cairan di dalam sel.

Sedangkan sel hewan yang tidak terdapat dalam sel tumbuhan adalah sentrosom. Sentrosom ini terletak di samping inti sel dan melekat padanya. Sentrosom mengandung sepasang organel yang disebut sentriol. Kedua sentriol terletak tegak lurus satu sama lain. Setiap sentriol terdiri dari sembilan kelompok tiga mikrotubulus menyatu, yang disusun dalam formasi cincin. Mikrotubulus adalah struktur silinder yang terlibat dalam banyak proses seluler yang melibatkan gerakan dan transportasi dalam sel. Sentrosom membantu mengatur mitosis, proses dimana satu sel memisahkan menjadi dua salinan identik dari aslinya.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 9:21 PM

Struktur dan Fungsi Sel

Istilah sel pertama kali digunakan oleh Robert Hooke untuk ruang-ruang kecil seperti kotak yang terdapat pada gabus dan bahan tumbuhan lain di bawah mikroskop. Sel merupakan unit struktural dan fungsional dalam kehidupan karena dalam sel terjadi reaksi kimia dan berbagai macam proses hidup yang merupakan ciri bahwa sel merupakan unit fungsional. Sebagai unit struktural sel merupakan komponen penyusun jaringan makhluk hidup. Setiap sel terdiri dari protoplasma dan membran sel. Protoplasma kemudian terbagi lagi menjadi plasma sel atau sitoplasma dan inti sel atau nukleus. Sitoplasma terdiri dari medium semi cair yang disebut sitosol, yang di dalamnya terdapat organel-organel dengan bentuk dan fungsi yang terspesialisasi.

Secara struktural, sel dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Kata prokariot berasal dari bahasa Yunani, yaitu pro dan karyon. Pro artinya sebelum dan karyon artinya inti sel. Jadi sel prokariotik adalah sel primitif yang tidak memiliki nukleus. Istilah eukariot berasal dari kata eu dan karyon. Eu artinya sebenarnya dan karyon artinya inti sel. Pada sel eukariotik yang memiliki membran nukleus, cairan dalam intinya (nukleoplasma) terpisah dengan cairan yang berada di luar nukleus (sitoplasma). Beberapa perbedaan sel prokariot dan eukariot adalah sebagai berikut.
No. Perbedaan Prokariotik Eukarotik
1. Ukuran sel Diameter sel 0,2 - 2,0µm Diameter sel 10 - 100µm
2. Inti sel Tidak memiliki membran inti, inti sel (nukleus) tidak nyata, tidak ada anak inti sel Inti sel nyata , memiliki membran inti, dan anak inti sel (nukleus)
3. Organel terbungkus membran Tidak ada Semua organel terbungkus membran seperti mitokondria, retikulum endoplasma, lisosom, dan organel sel lainnya.
4. Flagela Mengandung dua protein penyusun , dan hanya berupa satu untaian Tersusun atas banyak mikrotubula.
5. Glokokaliks Dalam bentuk kapsul atau lapisan lendir Terdapat pada sel-sel yang tidak memiliki dinding sel
6. Dinding sel Dinding sel cukup kompleks dan mengandung peptidoglcyan Dinding sel dengan komposisi kimia sederhana
7. Membran sel Tidak mengandung karbohidrat dan kurang mengandung sterol/steroid Mengandung sterol dan karbohidrat yang berfungsi sebagai reseptor
8. Sitoplasma Tidak mengandung sitoskeleton atau aliran sitoplasma Memiliki sitoskeleton dan aliran sitoplasma
9. Ribosom Ukuran 70S (lebih kecil) Ribosom subunit mayor 80S dan subunit minor 70S
10. Susunan kromosom Memiliki susunan kromosom sirkuler dan tidak mengandung histon Membentuk multiple linear dengan kehadiran histon
11. Pembelahan sel Binari Fisi Mitosis
12. Permeabilitas membran inti Selektif Tidak

1. Membran Plasma
Membran sel/plasma merupakan bagian terluar dari sel dan sitoplasma yang berfungsi mengatur pertukaran substansi zat dan melindungi bagian dalam sel. Fungsi utama membran plasma, yaitu sebagai pengatur lalu lintas berbagai zat yang keluar dan zat yang masuk dari dan ke dalam sel secara selektif permeabel. Membran plasma terdiri dari dua lapisan dengn ketebalan masing-masing lapisan antara 2,5 sampai 3,5 nm, kedua lapisan itu dipisahkan oleh suatu lapisan terang setebal ± 3,5 nm sehingga tebal membran plasma secara keseluruhan dapat mencapai ± 10 nm.
membran sel
Membran plasma tersusun dari dua lapisan lipoprotein, yaitu senyawa lipida yang mengandung protein. Lipida pada membran plasma terutama berupa fosfolipida, glikolipida, dan sterol. Molekul protein yang terdapat pada permukaan dalam maupun permukaan luar membran plasma disebut protein ekstrinsik atau protein perifer yang sifatnya hidrofilik. Molekul protein yang menembus dari permukaan dalam ke permukaan luar dinamakan protein intrinsik atau protein integral yang bersifat hidrofobik dan bagian yang mencuat ke permukaan cenderung bersifat hidrofilik..

Sifat hidrofilik pada kedua sisi membran plasma menyebabkan membran plasma bersifat selektif permeabel sehingga ada molekul-molekul yang hanya dapat melewati membran dari luar ke dalam sel, atau hanya dapat melewati membran dari dalam ke luar sel saja. Namun, ada pula molekul yang dapat melewati membran dari dalam ke luar sel maupun sebaliknya.

2. Sitoplasma
Sitoplasma meliputi substansi yang berada di dalam sel, tetapi di luar nukleus. Sitoplasma merupakan material yang di dalamnya terdapat organel-organel sel. Sebagian besar bahan sitoplasma adalah air. Di dalam sitoplasma terlarut molekul-molekul kecil seperti garam, gula, asam amino, asam lemak, nukleotida, vitamin, dan gas-gas tertentu, serta ion dan sejumlah besar protein.

Bahan cair sitoplasma ini, disebut sitosol. Sistem ini di dalam sitoplasma memiliki kekentalan yang dapat berubah dari keadaan encer atau mudah mengalir (fase sol) menjadi keadaan kental yang sulit mengalir (fase gel). Sejumlah enzim yang diperlukan untuk metabolisme sel juga terdapat di sitoplasma. Selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan kimia yang vital, bahan dasar ini juga merupakan tempat lintasan metabolisme tertentu, misalnya glikolisis. Fungsi sitoplasma lainnya adalah sebagai tempat pergerakan organel-organel dalam aliran sitoplasma.

3. Nukleus
Nukleus atau inti sel biasanya berbentuk bundar atau oval, terletak di sekitar bagian tengah sel. Struktur yang merupakan pusat pengendali seluruh kegiatan sel ini, memiliki dua rangkap membran nukleus. Matriks di dalam nukleus disebut nukleoplasma, di dalamnya terkandung bermacam-macam enzim yang terlarut serta kromosom dan nukleoid (tunggal: nukleolus).
nukleus
Nukleus memiliki peranan yang sangat penting bagi kehidupan sel, karena berfungsi mengendalikan seluruh kegiatan sel. Hal ini disebabkan karena inti sel mengandung informasi genetika dalam bentuk DNA (deoxyribonucleic acid). Nukleolus berfungsi dalam pembuatan RNA. Selain itu, nukleolus mengandung banyak DNA yang bertindak sebagai organisator nukleus dan mengandung salinan gen-gen yang memberi kode RNA ribosom.

4. Ribosom
Ribosom merupakan suatu partikel nukleoprotein, yaitu senyawa protein dengan molekul asam ribonukleat (RNA). Pada sel-sel eukariotik, setiap ribosom memiliki diameter berukuran sekitar 20 nm, sedangkan pada sel-sel prokariotik ukurannya lebih kecil.

Sebagian organel ini melekat pada membran retikulum endoplasma membentuk kelompok-kelompok yang disebut polisom, sedangkan yang selebihnya tersebar bebas di dalam sitosol bahkan kerap kali terdapat pula dalam organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Organel ini berperan pada sintesis protein dan tahaptahap sintesis protein.

5. Retikulum Endoplasma
Merupakan organel yang berbentuk saluran-saluran yang terhubung dengan inti. Retikulum endoplasma terdiri dari 2 jenis yaitu retikulum endoplasma halus (REH) yang tidak mengandung ribosom, dan retikulum endoplasma kasar (REK) yang merupakan tempat menempelnya ribosom. Retikulum endoplasma memiliki fungsi berperan dalam transport zat dan tempat menempelnya ribosom
retikulum
6. Lisosom
Organel ini dihasilkan oleh badan golgi dan banyak tersebar di dalam sitoplasma sel-sel hewan, terutama pada sel-sel kelenjar, dan sel-sel darah putih yang bersifat fagosit, juga terdapat pada jamur dan protista. Di dalam lisosom terdapat bermacam-macam enzim hidrolitik yang berperan dalam pencernaan intraseluler sebagai pengurai berbagai substansi di dalam sel. Substansi tersebut sebagian berasal dari luar, misalnya polisakarida, lemak, dan protein termasuk juga bakteri yang ditangkap secara fagosit. Sebagian lagi substansi tersebut berupa organel-organel yang sudah tidak terpakai, bahkan sel-sel yang rusak atau mati. Dengan demikian, bahan-bahannya dapat dimanfaatkan kembali untuk pertumbuhan sel-sel yang baru.

7. Mitokondria
Organel ini terdapat pada semua sel eukariotik dengan jumlah beragam. Pada sel yang aktivitasnya tinggi seperti sel saraf dan sel otot, didapatkan mitokondria dalam jumlah ratusan sampai ribuan. Mitokondria memiliki dua lapis membran, yaitu membran dalam dan membran luar. Membran dalam memiliki lipatan-lipatan ke arah dalam yang disebut krista dan berfungsi pada proses respirasi sel.

Matriks dibungkus oleh membran dan mengandung DNA dan ribosom sehingga di dalam mitokondria dapat berlangsung proses sintesis protein. Namun, fungsi utama organel ini adalah sebagai tempat berlangsungnya proses respirasi sel. Di dalam matriksnya terdapat bermacam-macam enzim yang mengendalikan tahap-tahap reaksi respirasi sel.

8. Kloroplas
Kloroplas merupakan salah satu bentuk plastida, yaitu organel yang terbungkus oleh dua lapis membran dan mengandung pigmen yang sebagian besar merupakan klorofil atau zat hijau daun. Dalam kloroplas terdapat pula pigmen-pigmen lainnya yang tergolong karotenoid, yaitu karioten yang memberikan warna jingga dan xantofil untuk warna kuning.

Bentuk kloroplas menyerupai cakram dengan diameter 5 – 10µm dan ketebalan antara 2 – 4 µm. Organel ini dijumpai pada sel-sel fotosintesis tumbuhan dan beberapa jenis ganggang. Di dalam membran pembungkus kloroplas terdapat grana (tunggal: granum), yaitu tumpukan kantung-kantung yang masing-masing berisi pigmen klorofil, karotenoid, juga protein dan lemak.

9. Badan Mikro
Badan mikro merupakan organel yang dihasilkan dari retikulum endoplasma dan tidak memiliki struktur dalam. Terdapat dua macam badan mikro yang penting, yaitu peroksisom dan glioksisom.
  • Peroksisom merupakan organel yang pada tumbuhan terdapat di dalam jaringan fotosintesis dan berhubungan langsung dengan kloroplas, sedangkan pada hewan terdapat di dalam selsel hati dan ginjal. 
  • Glioksisom berisi enzim yang berfungsi untuk menguraikan molekul-molekul lemak menjadi karbohidrat selama perkecambahan, dalam reaksi ini pun dihasilkan H2O2 yang akan diuraikan oleh enzim katalase.

10. Sitoskeleton
Sitoskeleton berfungsi sebagai rangka pada sel seperti halnya rangka pada tubuh manusia. Sitoskeleton memberikan bentuk pada sel dan membantu pengangkutan bahan-bahan di dalam sel. Sitoskeleton terbagi menjadi tiga jenis, yaitu mikrotubul, mikrofilamen, dan filamen intermediat.
  • Mikrotubul (jamak = mikrotubula) terdapat pada sel-sel hewan maupun sel tumbuhan berupa silinder atau tabung yang tidak bercabang-cabang. Organel ini tersusun dari molekul-molekul protein tubulin yang terangkai dalam susunan heliks (terpilin) membentuk dinding silinder berongga. 
  • Mikrofilamen merupakan benang-benang halus dengan diameter berkisar antara 5 sampai 7 nm. Benang-benang ini tersusun dari protein aktin. Mikrofilamen juga berperan dalam pembentukan kaki semu pada protista dan jamur lendir.
  • Filamen Intermediat tersusun dari keratin. Keratin merupakan protein berbentuk serabut yang menggulung-gulung. Filamen intermediat berfungsi sebagai penahan tegangan dan memberikan bentuk sel. Selain itu, filamen intermediat juga berfungsi sebagai jangkar bagi organel dan nukleus.

11. Badan Golgi
Badan golgi bertugas melakukan modifikasi produk kiriman RE sebelum digunakan di dalam atau di luar sel. Salah satu modifikasi yang dilakukan oleh golgi, yaitu glikosilasi yang merupakan modifikasi protein. Glikosilasi menghasilkan oligosakarida yang khas sebagai penanda protein yang akan masuk ke dalam sel.

Badan golgi amat penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi. Badan golgi digunakan sebagai tempat penimbunan sementara protein dan zat-zat lain yang dibuat dalam retikulum endoplasma.
Posted by Nanang_Ajim
Mikirbae.com Updated at: 3:24 PM