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.

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 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 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
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.

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.

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.