INTERNET ADDICTION

KEHIDUPAN SEL

Sel sebagai unit fundamental

Sel merupakan unit paling sederhana dalam sistem yang lebih besar. Sel bersifat fundamental (mendasar) bagi kehidupan dalam ilmu biologi. Sel melakukan banyak fungsi yang membantu setiap system dan berkontribusi pada homeostasis (Kemampuan proses fisiologis tubuh dalam mempertahankan keseimbangan dan kecenderungan semua jaringan hidup guna memelihara dan mempertahankan kondisi setimbang)  seluruh tubuh. Pada saat yang sama semua sel membagi struktur dan fungsi yang mendukung aktivitas mereka. Semua sel muncul dari sel yang ada dengan proses oleh divisi sel, dimana satu sel terbagi menjadi dua sel identik. Biologi sel atau sitologi adalah studi tentang struktur dan fungsi sel.

Dalam organisasi biologis, sel merupakan kumpulan materi paling sederhana yg dapat hidup. Terdapat aneka ragam bentuk kehidupan yang hadir sebagai organisme sel tunggal.
Sel-sel yang membentuk tubuh manusia sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat oleh mata telanjang. Partikel terkecil yang terlihat adalah 5 sampai 10 kali lebih besar dari sel manusia biasa, yang rata-rata sekitar 10 sampai 20 mikrometer (μm) dengan diameter (1 μm = 1 juta dari a meter). Sekitar 100 sel berukuran rata-rata berbaris berdampingan akan meregangkan jarak hanya 1 mm (1 mm = seperseribu meter; 1 m = 39,37 inci)

Organisme yang lebih kompleks termasuk manusia dan hewan, bersifat multiseluler tubuh organisme semacam itu merupakan hasil kerjasama antara banyak jenis sel yang terspesialisasi yang tidak dapat bertahan hidup dalam waktu lama secara sendirian.

Prinsip teori sel :

·         Sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil untuk menjalankan proses-proses kehidupan

·         Aktivitas fungsional tiap sel bergantung pada sifat struktural sel yang bersangkutan

·         Sel adalah bahan organik penyusun semua organisme multiseluler

·         Struktur dan fungsi organisme bergantung pada karakteristik structural dan kemampuan fungsional kolektif sel-sel penyusun nya

·         Semua sel baru dan kehidupan sel baru berasal hanya dari sel yang sudah ada

·         Karna kelangsungan kehidupan inilah, sel pada semua organisme pada hakikatnya memiliki struktur dan fungsi serupa.

Gambaran struktur sel

Triliunan sel dalam tubuh manusia dikelompokkan menjadi sekitar dua ratus jenis berdasarkan variasi struktur dan fungsi tertentu. Namun, terlepas dari beragam spesialisasi struktural dan fungsionalnya, sel-sel yang berbeda berbagi banyak fitur. Sebagian besar sel manusia memiliki tiga subdivisi utama : membran plasma, yang membungkus sel; nukleus, yang berisi materi genetik sel; dan sitoplasma; bagian interior sel tidak ditempati oleh nukleus.

1.      Membran plasma

Membran plasma adalah struktur membran tipis yang membungkus setiap sel dan sebagian besar terdiri dari molekul lemak (lemak) Dan bertatahkan dengan protein. Penghalang ini memisahkan isi sel dari sekitarnya.membran plasma dapat di samakan dengan benteng kota yang dapat terjaga keamanan nya untuk melindungi bagian dalam sel. membran plasma dan membran organel terdiri dari lapisan yang berpasangan (bilayer) fosfolipid, atau lebih dikenal dengan fosfolipid bilayer dengan berbagai protein yang tertanam dalam lapisan tersebut. Di bagian dalam membrane,ekor fosfolipid bersifat hidrofobik (zat yang tidak dapat larut dalam air tapi dapat larut dalam minyak) begitupun juga dengan bagian dalam protein membran yang bersentuhan dengan bagian ekor. Kepala fosfolipid bersifat hidrofilik (zat yang dapat dilautkan dalam air), seperti protein atau bagian potein yang yang bersentuhan dengan larutan berpelarut air di kedua sisi membran.

Saluran yang melalui protein tertentu juga bersifat hidrofilik. Rantai samping karbohidrat hanya dapat ditemukan melekat pada protein atau lipid di permukaan luar membran plasma. Membran plasma juga berperan penting dalam komunikasi antara sel dan sel dan lingkungan eksternal mereka.

2. Nukleus

Bagian utama dari bagian sel ialah nukleus dan sitoplasma. Nukleus adalah bagian terbesar dari komponen sel. Nukleus mengandung DNA dan RNA.  Nukleus adalah struktur berbentuk bola atau oval yang biasanya menonjol dari sabuah sel, nukleus berada ditengah sel. Kebanyakan sel memiliki satu nukleus, walaupun beberapa sel seperti sel darah merah tidak memiliki nya. Sebaliknya, sel otot dan beberapa jenis sel lain nya memiliki beberapa nukleus. Di dalam nukleus ada bulatan kecil yang disebut nukleoulus yang berfungsi dalam produksi ribosom dan untuk sintesis protein.

Pori-pori nukleus mengendalikan pergerakan substansi zat dan sitoplasma. Setiap pori-pori nukleus terdiri dari susunan protein melingkar yang besar dengan pusat sekitar 10 kali lebih luas daripada pori protein saluran di membran plasma. Kompleks pori (struktur protein rumit) melapisi setiap pori dan memainkan peran enting dalam sel dengan mengatur keluar masuknya sebagian besar protein dan RNA. Dalam nukleus, DNA dikelompokkan menjadi diskret yang disebut kromosom atau struktur yang membawa informasi genetik.

kromosom sel (tubuh) manusia memiliki 46 kromosom yang masing-masing diwarisi 23 kromosom dari orang tua.  Setiap kromosom yang terbuat dari materi disebut kromatin (kompleks dari protein dan DNA) yang tampak sebagai kromosom individual ketika sel membelah. kromatin muncul sebagai difusi massa granula.

3. Ribosom

Ribosom merupakan kompleks yang terbuat dari RNAr dan protein, merupakan komponen seluler ntuk melaksanakan sintesis protein. Sel yag memiliki laju sintesis protein tertinggi memiliki ribosom yang sangat banyak, seperti sel pankreas yang memiliki jutaan ribosom . Tidak heran, sel yang aktif dalam sintesis protein adalah ribosom. Ribosom membuat protein di dua tempat yang tersebar di dalam sitoplasma. Yaitu, ribosom bebas dan ribosom terikat.

Ribosom bebas tersebar dalam sitosol dan ribosom terikat melekat pada sisi luar reticulum endoplasma atau selaput nukleus. Ribosom bebas dan ribosom terikat secara struktural. Protein yang dibuat di ribosom bebas berfungsi dalam sitosol  yaitu untuk mengkatalis penguraian gula. Sedangkan ribosom terikat berfungsi untuk membuat protein yang akan disisipkan ke dalam membran.

4. Sitoplasma

 Sitoplasma adalah bagian dalam sel yang tidak dapat ditempati nukleus. Sitoplasma terdiri atas semua isi sel, antara membrane plasma dan nukleus yang memiliki dua komponen yaitu sitosol, dan organel sel yang memiliki fungsi berbeda di dalam sel. Sitoskeleton (kerangka protein yang digunakan sebagai tulang dan otot sel) yang tersebar dalam sitosol. Umum nya semua volume sel total ditempati oleh dua jenis organel bermembran dan tidak bermembran.

Setiap organel bermembran ialah bagian yang terpisah sendiridi di dalam sel yang terbungkus membran sperti membran plasma.sedangkan organel tak bermembran tidak dibungkus membran sehingga dapat berkontak langsung dengan sitosol. Organel tak bermembran ialah struktur terorganisasi yang menjalankan fungsi spesifik di dalam sel.

Sitosol (cairan intraselular) adalah bagian  dari sitoplasma yang mengelilingi organel dan sekitar 55% dari total volume sel. Sitosol mengandung 75 sampai 90% air ditambah dengan berbagai komponen zat terlarut . sitosol sangat berpengaruh dalam kelangsungan sel karna, ia merupakan tempat dari banyak reaksi kimia.

Sitoskeleton ialah system jalinan erat dan tubulus protein yang meluas ke semua bagian sitosol.jalinan sitoskeleton yang kompleks ini memberi bentuk pada sel, menunjang organisasi internal sel, dan mengatur semua pergerakan sel. Sitoskeleton adalah jaringan dari tiga jenis proteinfilament - mikrofilamen, intermediate filament, dan mikrotubulus - yang meluas sepanjang sitoplasma.  Tiga macam protein filamen berkontribusi pada struktur sitoskeleton serta struktur organel sel lain nya.

5.  Retikulum Endoplasma

Adalah sistem membran kompleks berisi cairan yang tersebar luas di seluruh sitosol. Retikulum Endoplasma berperan sebagai pabrik penghasil protein dan lipid. Dikenal dengan dua jenis reticulum endoplasma, RE halus dan RE kasar.

·         RE Kasar

Banyak sel menyekresikan protein yang dihasilkan oleh ribosom yang melekat pada RE kasar.permukaan luar membran RE kasar bertaburkan partikel kecil yang memberi tampilan kasar atau granular. Yang terdiri atas tumpukan kantong relatif gepeng bertaburkan ribosom.

·         RE Halus

Berfungsi dalam berbagai proses metabolic, yang bervariasi menurut tipe sel.enzim-enzim pada RE halus penting dalam sintesis lipid,termasuk minyak fosfolipid dan steroid. Enzim-enzim lain pada RE halus membantu detoksifikasi obat-obatan dan racun, terutama pada sel Hati. RE halus berbentuk jalinan tubulus-tubulus halus.

6.  Aparatus Golgi/Badan Golgi

 Sebagian besar protein disintesis oleh RE kasar yag diangkut ke daerah lain  sel. Langkah pertama dalam jalur transportasi adalah melalui organel yang disebut aparatus golgi. Aparatus golgi berkaitan erat dengan reticulum endoplasma. Setiap kompleks golgi tersusun atas tumpukan kantong pipih sedikit melengkung yang terbungkus membran.aparatus golgi sebagai pusat pembuatan,penggudangan,pemilahan, dan pengiriman.kantong-kantong dalam tiap tumpukan golgi tidak bersentuhan satu sama lain. Selama transit di badan golgi, berlangsung dua fungsi penting yang berkaitan :

·         Pengolahan bahan mentah menjadi produk jadi. Dalam kompleks golgi, protein “mentah” dari RE dimodifikasi menjadi bentuk akhir (contoh, melekatkan karbohidrat ke protein tersebut).

·         Penyaringan dan mengarahkan produk menuju tujuan akhirnya

7.    Lisosom

Lisosom adalah organel kecil degradatif terbungkus membrane yang menggunakan molekul organik.pada lisosom, molekul organik adalah puing-puing sel dan asing

Materi asing, seperti bakteri, yang telah dibawa ke dalam sel. Lisosom juga merupakan vesikula membran tertutup yang terbentuk dari kompleks Golgi. Enzim lisosom mirip dengan enzim hidrolitik yang dicerna oleh  sistem pencernaannya untuk mencerna makanan.

Enzim lisosom bekerja paling baik dalam kondisi asam yag ditemukan dalam lisosom. Jika lisosom pecah, enzim yg dilepas tidak aktif sebab sitosol mempunyai pH netral. Tapi, kebocoran yang berlebih dapat menyebabkan kehancuran sel (auto digesti).

Lisosom melaksanakan pencernaan intraseluler (proses dimana asupan bahan sel dan memecah mereka dalam membran sel , sebagai lawan pencernaan ekstraseluler, di mana sel-sel mensekresikan enzim untuk memecah komponen di luar dinding sel). Juga, lisosom melakukan fagositosis atau memakan sel yang bersifat asing (bateri dan virus).

8. Mitokondria

 Mitokondria adalah struktur berbentuk batang atau oval. Dimasing-masing mitokondria, tertutup dengan membran ganda dengan membran halus berada diluar yang mengelilingi mitokondria itu sendiri dan pada membran dalam yang membentuk serangkaian pembungkus dari likaliku yang ada disebut cristae. Membrane dalam membagi mitokondria menjadi dua bagian. Pertama adalah ruang antarmembran, wilayah sempit antara membrane dalam dan luar. Yang kedua ialah matriks mitokondria,diselubungi oleh membrane dalam. Matriks ini mengandung banyak enzim yang berbeda serta DNA dan ribosom.enzim-enzim yang berada dalm matriks mengkatalisis respirasi seluler.

Respirasi seluler

respirasi seluler adalah proses perombakan molekul organik kompleks yang kaya akan energi potensial menjadi produk limbah yang berenergi lebih rendah (proses katabolik) pada tingkat seluler yang berlagsung dalam tubuh.

·        Tahap-tahap respirasi seluler

a)      Glikolisis

Kata Glikolisis (glycolysis) berarti “pemecahan gula”. Glukosa yang sejenis seperti gula berkarbon 6, lalu di pecah menjadi 2 gula yang masing masing mendapatkan berkarbon 3. Gula yang lebih kecil dioksidasi dan atom – atom yang tersisah disusun ulang untuk membentuk 2 molekul piruvat. (Piruvat adalah bentuk yang terionisasi dari asam piruvat). Glikolisis dapat terbagi menjadi 2 fase :

 •         Investasi energi

•          Pembayaran energi

Ketika ATP dihasilkan oleh fosforilasi tingkat – substrat dan NAD+ di reduksi menjadi NADH oleh elektron yang dilepaskan dari oksidasi glukosa. Hasil dari energi netto dari glikolisis, permolekul glukosa, adalah 2 ATP plus 2 NADH.

Selama proses ini, dua hidrogen dilepaskan dan dipindahkan ke dua molekul NADH untuk digunakan nanti. Beberapa energi dari ikatan kimia yang rusak dari glukosa digunakan secara langsung untuk mengkonversi ADP ke ATP. Namun, glikolisis tidak efisien dalam hal ekstraksi energi: Hasil bersih hanya dua molekul ATP per molekul glukosa yang diproses. Dan juga hydrogen dilepaskan dan di transfer ke NADH yang lain.

Pada akhirnya, semua karbon yang awalnya terdapat dalam glukosa menjadi berada dalam 2 molekul piruvat tidak ada CO2 yang di lepaskan selama glikolisis. Dan menghasilkan 2 asetil KoA.

a)      Siklus kreb

Lalu hasil dari glikolisis yaitu 2 asetil KoA masuk kedalam siklus kreb yang berkatalis dengan enzim matriks mitokondria.reaksi dari siklus ini bisa dibandingkan dengan satu perubahan disekitar siklus, kecuali molekul itu sendiri yang tidak bergerak secara fisik dalam satu siklus. Pengubahan piruvat menjadi asetil KoA, persambungan antara glikolisis dan siklus asam sitrat. Piruvat merupakan molekul bermuatan, sehingga dalam sel eukariot piruvat halus memasuki mitokondria melalui transport aktif, di bantu oleh protein transport.

siklus kreb ini menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2.

b)      Fosforilasi oksidatif 

Fosforilasi oksidatif adalah Energi yang belum dimanfaatkan masih tersimpan dalam hidrogen yang dilepas, yang mengandung elektron pada tingkat energi tinggi. Fosforilasi oksidatif mengacu pada proses dimana ATP disintesis dengan menggunakan energi yang dilepaskan oleh elektron saat dipindahkan. Proses ini melibatkan Dua kelompok protein, keduanya terletak di mitokondria bagian dalam. sebagai sistem transportasi electron dimulai, berenergi tinggi electron diekstraksi dari Hidrogen di dalam NADH dan FADH2 dan ditransfer melalui serangkaian langkah dari satu molekul pembawa elektron ke lain. Hasil dari fosforilasi oksidatif ialah H2O dan CO2.  Proses ini merupakan sumber utama pembentukan ATP. 

Siklus Sel

Adalah urutan teratur dimana sel somatic menduplikasi isinya dan membelah menjadi dua bagian sel yang identik. Sel manusia seperti sel otak dan sel hati memiliki 23 kromosom yang membelah menjadi 46 yang diwariskan dari masing-masing orang tua. Ketika sebuah sel bereproduksi, ia harus mereplikasi (menduplikat) semua kromosom melewati gennya ke generasi sel berikutnya.

Siklus sel terdiri dari dua periode utama: interphase, ketika sebuah sel berada tidak membagi, dan fase mitosis (M), ketika sebuah sel membelah.

1. interfase

sel mereplikasi DNA-nya selama masa interfase. Interphase adalah keadaan aktivitas metabolik yang tinggi; Pada saat inilah sel melakukan sebagian besar pertumbuhannya. Interfase terdiri atas tiga fase G1, S dan G2.

Selama masa G1, sel aktif secara metabolik; Ini bereplikasi sebagian besar organel dan komponen sitosolnya tapi bukan DNA-nya. Replikasi sentrosom juga dimulai di G1.

Jarak antara G1 dan G2 berlangsung sekitar 8 jam, selama fase S. replikasi DNA terjadi. Hasil dari replikasi DNA, ialah dua sel identic terbentuk selama pembelahan sel. Kemudian dalam siklus sel akan memiliki bahan gen yang sama.

Fase G2 memiliki jarak antara fase S dan fase mitotic selama 4 sampai 6 jam. Selama G2 berlangsung sel tumbuh menjadi enzim dan protein lain yang bersintesis pada persiapan untuk pembelahan sel dan replikasi atas sentrosom telah usai.ketika DNA bereplikasi selama fase S sebagian struktur heliks nya uncoils, dan dua helai yang terpisah pada titik dimana ikatan hydrogen menghubungkan pasangan basa.

Pembelahan mitosis

1. profase 

      ·         Selama masa profase,kromatin menjadi terkumpar lebih rapat, terkondensasi menjadi         kromosom diskret yang dapat diamati dengan mikroskop cahaya

·         Nucleolus lenyap

·         Setiap kromosom terduplikasi menjadi dua kromatid bersaudara yang tersambug pada sentromernya

·         Gelendong itotik mulai terbentuk

·         Sentrosom-sentrosom bergerak saling menjauhi

2. Metafase

·         Merupakan tahap mitosis yang paling lama, berlangsung sekitar 20 menit

·         Sentrosom berada di kutub-kutub sel yg bersebrangan

·         Kromosom berjejer pada lempeng metaphase

·         Kromatid saudara melekat ke mikrotubulus kinetekor yang berasal dari kutub yang bersebrangan

3. Anafase

·         Meruapakan tahap mitosis paling pendek

·         Dimulai ketika protein kohesi terbelah. Memungkinkan dua kromatid bersaudara memisah secara tiba-tiba

·         Kromosom anakan yang bebas mulai bergerak menuju ujung-ujung sel yang berlawanan saat mikrotubulus kinetekor memendek.

·         Sel memanjang saat tubulus non kinetekor memanjang

·         Akhir anaphase, kedua ujung sel memiliki kromosom yang sama dan lengkap

4. Telofase

·         Dua nukleus anakan terbentuk dalam sel

·         Selaput nukleus muncul dari fragmen selaput nukleus induk dan bagian lain dari sistem endomembrane

·         Nucleolus muncul kembali

·         Kromosom menjadi kurang terkondensasi

·         Pembelahan satu nukleus menjadi 2 nukleus yang identic telah usai.

 5. Sitokinesis

·           Pada sel hewan, sitokinesis melibatkan pembentukan lengkungan penyibakan, yang membagi sel menjadi 2

·           Pembelahan sitoplasma biasanya sudah berlangsung cukup jauh pada akhir telofase, sehingga ke 2 sel anakan muncul tak lama setelah mitosis berakhir

Apoptosis  (kematian sel terprogram) mengintegrasikan banyak jalur pensinyalan-sel

      Sel sel yang terinfeksi atau rusak atau yang sekedar mencapai akhir masa hidup fungsionalnya seringkali memasuki program bunuh diri sel terkontrol yang di sebut apoptosis (dari kata yunani yang berarti “jatuh” dan di gunakan dalam puisi Yunani klasik yang mengacu pada daun daun yang berguguran dari pohon.) Selama proses ini, agen agen selular memotong motong DNA serta mencacah organel dan komponen sitoplasma lainnya. Sel menyusut dan menjadi berlobus lobus (disebut “blebbing”). Sedangkan bagian – bagain sel dikemas dalam vesikel – vesikel yang di telan dan dicerna oleh sel pemulung terspesialisasi, sehingga tidak ada jejak yang tertinggal. Apoptosis melindungi sel tetangga dari kerusakan yang akan di derita jika sel yang sekarat bocor dan melepaskan semua isinya, termaksuk banyak enzim pencernaan dan berbagai enzim lainnya.

 Daftar pustaka

Sherwood, L. (2001). Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Jakarta: EGC, 217-21.

Tortora, G. J., & Derrickson, B. (2012). Principles of anatomy & physiology. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.

Campbell, N. A. (2010). BIOLOGI: JILID 1. EDISI 8 (Vol. 1). Penerbit Erlangga.

Patton, K. T., Thibodeau, G. A., & Anthony, C. P. (2013