Struktur Sel

Semenjak Robert Hooke menemukan sel, para ilmuwan telah mengembangkan berbagai teknik yang digunakan untuk mempelajari sel. Salah satu alat yang digunakan adalah mikroskop cahaya. Dengan mikroskop cahaya tersebut, para ilmuwan dapat mempelajari struktur dari sel tersebut.

Sel merupakan unit fungsional dan struktural dasar dari suatu makhluk hidup. Sel tersusun atas bagian-bagian, yang masing-masing memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. Apa sajakah bagian-bagian sel tersebut? Apakah fungsi dari setiap bagian sel?

a.       Membran Sel

Satu sel dibatasi oleh lapisan tipis yang disebut membran sel (plasmalema). Membran sel tersusun atas molekul-molekul protein, lapisan senyawa lemak (fosfolipid), air, karbohidrat, dan sedikit kolesterol. Setiap lapisan senyawa lemak, tersusun atas gugus lipid dan fosfat. Gugus lipid dari fosfolipid bersifat tidak suka air (hidrofobik), sedangkan gugus fosfat bersifat suka air (hidrofilik). Gusus lipid sering disebut ekor dan gugus fosfat disebut kepala. Setiap fosfolipid akan saling berpasangan sehingga membentuk dua lapisan (bilayer) fosfolipid yang saling berlawanan.

Molekul-molekul protein dari membran sel terbagi menjadi dua, yaitu protein integral (intrinsik) dan protein perifer (ekstrinsik). Protein integral merupakan protein yang terletak menembus lapisan lipid, sedangkan protein perifer hanya menempel di permukaan fosfolipid tersebut. Struktur membran sel ini dikemukakan menjadi teori mosaik cair (fluid mosaic model) oleh dua orang ilmuwan, yaitu Jonathan Singer dan Garth Nicolson. Dengan struktur yang demikian kompleks, membran sel memiliki beberapa fungsi di antaranya sebagai berikut.

1) Membentuk suatu batas yang fleksibel (tidak mudah robek) antara isi sel dan luar sel.

2) Membungkus dan melindungi isi sel.

3) Menyeleksi zat-zat apa saja yang bisa masuk ke dalam sel dan apa yang harus keluar dari sel.

Dengan kata lain, membran sel dapat dilalui oleh zat-zat tertentu. Sifat membran sel ini dinamakan selektif permeabel.

a.       Inti Sel (Nukleus)

Organel pertama yang diteliti oeh para ilmuwan adalah inti sel (nukleus). Nukleus adalah struktur berbentuk bulat dan biasanya terletak di tengah-tengah sel. Nukleus adalah bagian terpenting bagi kehidupan sel sebab nukleus mengendalikan seluruh aktivitas sel.

Nukleus dibatasi oleh dua lapisan membran yang disebut membran inti. Membran inti memiliki struktur yang mirip dengan membran sel. Membran inti memiliki pori-pori yang hanya bisa dilalui oleh substansi tertentu.

Membran inti memiliki fungsi sebagai pelindung inti sel dan sebagai tempat pertukaran zat antara materi inti dan sitoplasma. Inti sel memiliki bagian-bagian di dalamnya, seperti berikut ini.

1)      Cairan Inti (Nukleoplasma)

Cairan inti merupakan suatu cairan kental berbentuk jeli. Cairan inti ini mengandung senyawa kimia yang sangat kompleks. Selain itu, di dalam cairan inti terdapat enzim, ion, protein, dan nukleotida.

2)      Anak Inti (Nukleolus)

Anak inti adalah suatu struktur berbentuk bulat yang tersusun atas filamen-filamen dan butiran-butiran. Secara kimiawi, anak inti mengandung DNA, RNA, dan protein. Nukleolus berperan dalam pembentukan ribosom.

3)      Kromatin

Kromatin adalah struktur berupa benang-benang halus yang mengandung DNA (deoxyribonucleic acid). DNA merupakan bahan atau substansi genetik dari suatu organisme. Pada saat pembelahan sel, kromatin akan memendek dan melingkar membentuk kromosom.

a.       Sitoplasma

Sel memiliki suatu cairan yang berada di antara membran sel dan inti sel. Cairan tersebut dinamakan dengan sitoplasma. Sitoplasma merupakan cairan koloid kompleks tempat beradanya organel-organel sel dan substansi sel yang tidak hidup.

Di dalam sitoplasma berlangsung beberapa proses metabolisme sel, seperti sintesis protein dan respirasi sel. Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel, seperti mitokondria, ribosom, retikulum endoplasma, badan Golgi, lisosom, mikrobodi, dan sentriol.

1)      Mitokondria

Mitokondria mengandung enzim yang dapat melepaskan energi dalam bentuk makanan pada proses respirasi sel. Oleh karena itu, mitokondria sering disebut sebagai “powerhouse” atau “pabrik energi” dari sel. Setiap mitokondria memiliki dua lapis membran, yaitu membran dalam dan membran luar. Membran dalam pada mitokondria membentuk lipatan-lipatan yang disebut krista. Adapun membran luar membatasi mitokondria dengan sitoplasma. Antara membran dalam dan membran luar mitokondria terdapat ruangan yang disebut matriks 

2)      Ribosom

Ribosom merupakan organel berbentuk butiran-butiran yang tersusun atas RNA (ribonucleic acid) dan protein. Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein. Di dalam sitoplasma, ribosom ada yang menempel pada retikulum endoplasma dan ada yang bebas. Ribosom yang menempel pada retikulum endoplasma berfungsi menyintesis protein-protein untuk disekresikan ke luar sel. Adapun ribosom yang bebas berfungsi menyintesis protein untuk keperluan sel itu sendiri. 

3)      Retikulum endoplasma

Retikulum endoplasma (RE) adalah organel yang terdiri atas membran-membran yang tersusun paralel. RE memiliki rongga-rongga (sisterna) yang berbentuk pipih dan tubulus. Sisterna menghubungkan membran inti dengan membran sel. Retikulum endoplasma terdiri atas dua jenis, yaitu RE kasar dan RE halus. RE kasar adalah RE yang permukaannya ditempeli oleh ribosom. Adapun RE halus, permukaannya tidak ditempeli oleh ribosom. RE memiliki beberapa fungsi, seperti membentuk jaringan citocavitari (sistem sirkulasi intra seluler); menyediakan enzim-enzim di sepanjang RE; berperan dalam transportasi berbagai zat; dan berperan dalam pembentukan fosfolipid, kolesterol, dan karbohidrat.

4)      Badan goldi (apparatus golgi)

Pada 1898, seorang ahli biologi berkebangsaan Itali, Camillo Golgi, menemukan suatu organel yang tersusun atas tumpukan kantung pipih. Organel tersebut kemudian diberi nama badan Golgi. Badan Golgi membentuk vesikula (kantong) yang akan membawa zat-zat yang dihasilkan oleh retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus menuju membran sel. Zat-zat yang dihasilkan RE biasanya berbentuk protein. Di dalam badan Golgi, protein tersebut mengalami perubahan- perubahan lebih lanjut. Badan Golgi biasanya berjumlah banyak dan aktif pada sel-sel sekresi, seperti pankreas dan kelenjar ludah.

5)      Lisosom

Beberapa vesikula yang berasal dari badan Golgi tetap berada di dalam sitoplasma. Vesikula tersebut dinamakan lisosom, yaitu organel berbentuk oval atau bulat yang dilapisi oleh satu lapis membran. Lisosom mengandung enzim yang dapat mencerna polisakarida, fosfolipid, lipid, dan protein. Selain itu, lisosom juga berfungsi mencernakan dan menguraikan organel sel yang tua atau telah rusak. Lisosom pun berperan di dalam proses kematian sel (autolisis). Lisosom yang baru dibentuk disebut lisosom primer. Adapun lisosom yang telah ikut dalam proses pencernaan sel disebut lisosom sekunder. Contoh lisosom sekunder adalah lisosom primer yang telah bergabung dengan vakuola fagositik. 

6)      Mikrobodi

Mikrobodi merupakan organel dengan struktur yang mirip dengan lisosom. Contoh mikrobodi adalah peroksisom. Peroksisom adalah organel yang mengandung banyak enzim katalase. Enzim katalase berfungsi menguraikan senyawa beracun peroksida (H2O2). Hasil penguraian peroksida berupa air (H2O) dan oksigen(O2). Pada hewan, peroksisom banyak terdapat di dalam hati dan ginjal. Peroksisom yang hanya terdapat pada tumbuhan disebut glioksisom. Glioksisom berfungsi mengoksidasi asam lemak. Organel ini banyak ditemukan di dalam jaringan lemak pada biji yang sedang berkecambah.