SEL

BAB I: SEL

Bagian-bagian Sel

Sel dikelilingi oleh membran plasma yang di dalamnya terdapat cairan sel yang disebut sitoplasma. Di dalam sel terdapat berbagai macam organela termasuk yang dalam bentuk filamen, juga terdapat inti sel (Gambar 1.1). Organela tersebut ada yang mempunyai membran dan ada yang tidak. Sel membelah baik pada bagian sitoplasma maupun pada inti selnya.

Gambar 1.1. Sel dan bagian-bagiannya

Dinding Sel

Dinding sel yang mengelilingi bagian organela, mengatur perpindahan molekul dan ion dari luar ke dalam sel atau sebaliknya. Membran sel tersebut tersusun oleh bimolecular lipid bilayers (dua lapis molekul lemak), utamanya adalah phospolipid yang padanya terangkai/terdapat molekul protein. Adanya protein terangkai ini memungkinkan beberapa jenis molekul/ion dapat melewati membran tersebut karena diantaranya membentuk pori-pori/kanal (Gambar 1.2). Sedangkan fungsi utama lemak bilayer adalah mencegah perpindahan sebagian besar jenis molekul menembus membran dinding sel tersebut. Perpindahan molekul nonpolar menembus dinding sel yang terdiri lipid bilayer (dua lapis lemak) lebih cepat dibandingkan molekul polar sebab molekul nonpolar terlarut pada bagian nonpolar lipid yang berada di bagian luar membran sel (lihat Gambar 1.2).

Cairan di dalam tubuh kita dibagi menjadi cairan intraseluler/sitosol (di dalamsel) dan cairan extraseluler (di luar sel). Cairan extraseluler dibedakan menjadi cairan interseluler/interestisial yang letaknya di luar sel dalam suatu jaringan, jumlahnya kurang

lebih 80% dari cairan extraseluler, dan sisanya 20 % dalam bentuk plasma darah, murni disebut cairan extraseluler.

 

                     

Gambar 1.2. Struktur dinding sel phospolipid bilayer (non-polar bagian luar dan polar bagian dalam) dan protein terangkai pada dinding sel tersebut.

Perpindahan molekul nonpolar menembus dinding sel yang terdiri lipid bilayer (dua lapis lemak) lebih cepat dibandingkan molekul polar sebab molekul nonpolar terlarut pada bagian nonpolar lipid yang berada di bagian luar membran sel (lihat Gambar 1.2).

Ada tiga jenis junktion membran (sambungan) yang menghubungkan antara sel satu dengan lainnya:

1.      Desmosome; menghubungkan antar sel dengan sekedar tersambung (hubungannya sangat lemah.

2.      Tight junction; pada sel-sel epithel, misal sel kulit, menghubungkan antar sel dengan sangat rapat sehingga sangat membatasi molekul melewati ruang extraseluler.

3. Gap junction; menghubungkan antar 2 sel dengan kanal sehingga kedua sitoplasma sel tersebut  saling berhubungan.

Organela Sel

1. Inti sel (nucleus); di dalam inti sel terdapat inti-inti sel (nucleolus) yang tersusun oleh molekul DNA, RNA dan protein lainnya. Di nucleolus ini ribosome terbentuk yang selanjutnya keluar menuju sitoplasma dimana sintesis protein terjadi. Pada inti sel yang merupakan tempat terbentuknya benang-benang khromatin dari DNA atau protein untuk membentuk khromosom sebagi tempat informasi genetik pada saat sel membelah.

             

Gambar 1.3. Inti sel (nucleus) dan bagian-bagiannya

2. Retikulum endoplasma; seperti lembaran yang melipat-lipat dan diantaranya membentuk rongga (tubule), dan terdapat ribosome sebagai kantong protein yang dikeluarkan dari inti sel (Gambar 1.4)

           

Gambar 1.4. Retikulum endoplasma dan bagian-bagiannya

3.      Ribosoma; tersusun oleh RNA dan protein/asam amino, disinilah sintesis protein terjadi setelah menerima informasi genetik (m-RNA) dari inti sel.

4.      Badan golgi (golgy apparatus); menyeleksi protein yang telah disintesis dan menampungnya/mensekresikan keluar sel.

5.      Mitokondria; merupakan tempat utama dimana energi kimia terbentuk dan diubah menjadi ATP sebagai sumber utama kebutuhan energi sel/jaringan itu sendiri (Gambar 1.5).

 

Gambar 1.5. Mitokondria dan bagian-bagiannya.

6. Lisosome; mencerna (digest) partikel-partikel berbahaya/tidak berguna yang ada/ masuk ke dalam sel, seperti bakteri.
7. Peroxisoma; menghancurkan senyawa beracun tertentu yang berasal dari oksigen sebagai salah satu unsur pembentuknya.
8. Sitoplama (cairan sel); diantaranya terdiri dari filamen-filamen (benang) yang disebut sitoskeleton: mikrofilamen, intermediate filamen, muscle thick filamen dan mikrotubules.

Perpindahan Molekul/Ion Melewati Dinding Sel

1.  Diffusi

Adalah perpindahan molekul dari satu tempat ke tempat yang lain secara acak.  Perpindahan ini terjadi dari konsentrasi tinggi ke yang lebih rendah, dan terjadi keseimbangan atau berhenti (no net diffusion) setelah kedua tempat tersebut konsentrasinya sama (Gambar 1.6). Diffusi ion mineral melewati membran/dinding sel adalah melalui kanal/pori-pori/lubang yang terbentuk dari senyawa protien yang terintegrasi/terangkai pada membran sel (Gambar 1.7). Kecepatan ion melewati membran sel ditentukan oleh perbedaan konsentrasi ion tersebut di luar dan di dalam sel, dan juga ditentukan oleh

potensial membran itu sendiri. Proses diffusi bisa berlangsung terus atau berhenti yang diatur oleh keberadaan kanal/pori-pori tersebut yang dapat membuka dan menutup.

                          

Gambar 1.6. Proses perpindahan molekul/ion dengan cara diffusi.

 

                              

Gambar 1.7. Pori-pori/ kanal pada membran sel bilayer dan proses diffusi ion.

2.      Sistim Transport Media (Mediated/Faciliated-Transport System)

            Sistim transport ini digunakan untuk memindahkan molekul melewati membran sel yang melibatkan/menyertakan protein carrier (protein pembawa/tumpangan) yang berada pada dinding sel itu sendiri. Dengan cara merubah formasi/posisi protein pembawa tersebut, molekul dapat dipindahkan ke posisi yang lain (Gambar 1.8).

·         Protein carrier mempunyai jumlah dan derajat kejenuhan tertentu, sehingga kecepatan dan jumlah molekul berpindah dengan sistim ini juga sangat ditentukan oleh jumlah dan derajat kejenuhan protein pembawa tersebut; semakin tinggi derajat kejenuhannya dan semakin banyak jumlahnya, maka semakin cepat/banyak jumlah molekul yang dapat dipindahkan melewati membran sel tersebut. Selanjutnya sistim ini dibedakan menjadi:

·         Faciliated diffusion; secara khusus dikatakan dengan istilah diffusion, artinya bahwa perpindahan molekul adalah dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, tetapi disisi lain proses ini bisa terjadi jika difasilitasi oleh adanya adanya protein pembawa (protein carrier). Perlu diketahui bahwa energi tidak diperlukan dalam proses pemindahan molekul dengan menggunakan sistim ini.

               

Gambar 1.8. Model sistim transport media (mediated-transport system)

           

·         Active transport (transport aktip); sistim transport/pemindahan molekul/ion terjadi dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi, sehingga diperlukan energi (Gambar 1.9). Sistim transport ini bisa terjadi dengan bantuan energi yang digunakan untuk merubah derajat ikat molekul (affinity) menjadi lebih tinggi pada sisi dimana molekul/ionnya akan dipindahkan, dan di sisi lain (pada bagian yang konsentrasi molekul/ionnya tinggi) mempunyai affinity  lebih rendah. Transport aktip ini dibagi menjadi:

• Transport aktip primer (primary active transport); protein carier membutuhkan ATP untuk merubah daya ikatnya terhadap molekul yang akan dipindahkan (Gambar 1.9.).
•  Transport aktip sekunder (secundary active transport); sistim ini membutuhkan/memanfaatkan molekul/ion lain (biasanya natrium) untuk merubah daya ikat protein carrier (Gambar 1.10). Pada sistim ini  perpindahan molekul yang digunakan untuk merubah daya ikat (affinity) harus pada kondisi dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, sedangkan arahnya bisa dari posisi dimana molekul yang akan dipindahkan rendah konsentrasinya sehingga disebut cotransport atau dari posisi dimana molekul yang akan dipindahkan tinggi konsentrasinya sehingga disebut countertransport. Pada gambar 1.10 adalah merupakan contoh transport aktif tipe cotransport. Pada gambar tersebut ion natrium adalah yang akan merubah affinity dari protein pembawanya. Konsentrasi natrium yang tinggi

Gambar 1.9. Transport aktip primer (primary active transport).

	merubah affinity protein pembawa tersebut, sehingga affinity pada sisi luar menjadi tinggi dan sebaliknya rendah pada sisi dalam membran sel. Molekul gula yang akan dipindahkan terlihat konsentrasinya rendah pada bagian luar dan tinggi di dalam sel (sitoplasma).

 

 pda bagian luar sel sehingga dapat berdifusi masuk ke dalam sel sambil

Gambar 1.10. Transport aktip sekunder tipe cotransport.

3.      Osmosis

Adalah perpindahan molekul air dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah yang dipisahkan oleh dinding semipermiabel (hanya dapat dilalui oleh molekul tertentu). Pada osmosis, dinding semipermiabel tersebut dapat dilalui oleh molekul air (permiabel untuk air) tetapi tidak dapat dilalui (nonpermiable) oleh molekul/ion yang lain; Gambar 1.11).

 

           

Gambar 1.11. Bagaimana proses osmosis terjadi.

            Osmolarity adalah total konsentrasi zat terlarut dalam pelarut (air). Semakin tinggi osmolarity suatu larutan berati semakin rendah konsentrasi airnya, dan sebaliknya. Jadi apabila ada dua buah tempat yang dipisahkan oleh dinding semipermiabel maka air akan berpindah dari tempat yang mempunyai osmolarity rendah ke tempat yang mempunyai osmolarity tinggi (lihat gambar 1.11).

Sebuah sel yang ditempatkan pada larutan yang hipotonik (osmolaritinya lebih rendah dibandingkan osmolariti cairan di dalam sel) maka sel tersebut akan mengembang/membesar yang mungkin dapat sampai pecah karena air masuk ke dalam sel. Sebaliknya apabila sebuah sel dimasukan ke dalam larutan yang hipertonik (osmolaritinya lebih tinggi dibandingkan osmolariti cairan di dalam sel) maka sel tersebut akan mengkerut/mengecil karena air keluar dari dalam sel. Sedangkan apabila sebuah sel dimasukan dalam larutan yang isotonik (osmolaritinya sama dibandingkan osmolariti cairan di dalam sel) maka tidak terjadi perubahan/tetap karena osmolariti larutan di dalam sel dan di luar sel adalah sama.

4.     

Endositosis adalah perpindahan molekul dari luar sel (ekstraseluler) ke dalam sel dengan cara melekatkan ke dingding sel, kemudian dinding sel tersebut melekuk ke dalam bersamaan dengan molekul/zat yang akan dipindahkan, sedangkan eksositosis adalah kebalikannya (Gambar 1.12 dan 13).

Endositosis dan Eksositosis

Gambar 1.12. Proses endositosis

Gambar 1.13. Proses eksositosis.