Top Banner

of 12

PBL Pengertian Sel Dan Proses Transportasi Sel

Oct 10, 2015

Download

Documents

PBL Blok 3
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Pengertian Sel dan Transportasi Sel

Pengertian Sel dan Transportasi Sel Andrew Logan

Kelompok F1 - NIM : 102012289Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJalan Arjuna utara nomor 6, Jakarta BaratE-mail : [email protected]

PendahuluanManusia, hewan, tumbuhan, ataupun makhluk hidup lainnya memiliki struktur tubuh yang sangat kompleks dan mekanisme tubuh yang sangat kompleks pula. Tubuh organisme terdiri dari organ-organ, yang terdiri pula dari jaringan-jaringan, dan yang terdiri dari sel-sel yang saling terkoordinasi dengan baik. Setiap sel memiliki fungsinya masing-masing yang spesifik dan bekerja sama dengan sel-sel lainnya. Sel juga memiliki mekanisme transportasi sel untuk mengeluarkan atau memasukkan substansi / molekul. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini penulis membuat makalah ini dengan tujuan membahas pengertian dari sel dan proses transportasi sel.Isi2.1 Struktur dan Fungsi SelSel merupakan unit terkecil dari organisme yang menunjukkan semua sifat yang dihubungkan dengan kehidupan.1 Felix Dujardin mengatakan bahwa beberapa organisme disusun oleh sel tunggal. Matthias Schleiden dan Theodor Schwann menyatakan bahwa semua organisme terbentuk dari satu sel atau lebih. Rudolph Virchow menyatakan bahwa sel hanya dapat muncul dari sel lainnya. Dengan adanya setiap penelitian dan pengamatan para ahli, maka didapatkan teori sel yang menyatakan :21. Sel adalah unit dasar kehidupan untuk semua organisme2. Semua organisme disusun oleh sel atau hasil dari sel3. Semua sel berasal dari sel-sel lainnyaPada dasarnya sel terbagi menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotik dan eukariotik. Sel ini berbeda dalam bentuk, ukuran, struktur, dan organel-organelnya.2,3,4 Perbedaan utamanya terletak pada nama dari sel itu sendiri. Kata prokariata berasal dari bahasa Yunani pro yang berarti sebelum, dan karyon yang berarti kernel yang di sel disebut nukleus. Jadi sel prokariotik adalah sel yang tidak memiliki nukleus, dimana materi genetiknya terkonsentrasi di nukleoid, namun tidak ada membran yang memisahkan nukleoid dengan bagian sel lainnya, atau bisa disebut dengan tidak memiliki membran inti. Sebaliknya, sel eukariotik berasal dari bahasa Yunani, yaitu eu yang berarti sebenarnya dan krayon. Jadi sel eukariotik memiliki nukleus sesungguhnya yang dibungkus oleh membran inti.2,3 Perbedaan gambar sel prokariotik dengan sel eukariotik dpat dilihat pada gambar 1 dan gambar 2.Gambar 1. Sel Prokariotik.5Gambar 2. Sel Eukariotik.5Sel terdiri dari beberapa bagian, yaitu membran plasma, sitoplasma, nukleoplasma, dan organel-organel sel seperti yang dapat dilihat pada gambar 3.Gambar 3. Struktur Sel.6Semua sel dibatasi oleh membran sel atau membran plasma.6 Membran plasma adalah lapisan tipis terluar dari sel-sel dan organel-organel tertentu. Membran plasma merupakan struktur terluar sel yang memisahkan bagian dalam sel yang hidup dengan luar sel atau lingkungan yang mati. Membran sel ini bersifat selektif permeabel, yaitu dimana hanya molekulmolekul tertentu yang diizinkan masuk dan keluar sel melalui transportasi melewati membran plasma.2,3,4 Fungsi dari membran plasma yaitu :41. Kompartementalisasi. Membran plasma memisahkan isi sel dengan lingkungannya, sehingga tidak bercampur dengan luar sel. Sel dapat melakukan aktivitasnya tanpa adanya gangguan dari luar sel.2. Tempat terjadinya aktivitas biokimia. Selain memisahkan sel dengan lingkungannya, membran plasma juga menjadi tempat aktivitas biokimia sel.3. Menyediakan pelindung yang selektif permeabel sehingga menghalangi benda-benda yang tidak diinginkan masuk.4. Mentransportasikan zat-zat. Membran sel yang terdiri dari lipid bilayer memiliki sifat selektif permeabel memungkinkan untuk mentransportasikan zat-zat yang diinginkan ke dalam dan ke luar sel.5. Merespon terhadap sinyal eksternal. Membran plasma memiliki peran vital dalam respon sel terhadap stimulus eksternal, yang proses ini disebut sebagai transduksi sinyal.6. Interaksi interselular. Membran sel ini memediasikan interaksi antar sel. Membran sel membuat sel bisa mengenali dan memberi sinyal satu sama lain, tukar material dan informasi, dll.7. Transduksi energi. Membran sel juga memiliki peran dalam transduksi energi.Sitoplasma merupakan cairan bening yang mengisi sel. Sitoplasma ini mengandung berbagai protein terlarut berupa enzim, dan protein berupa filamen, yaitu sitoskeleton. Sitoplasma ini berfungsi untuk memberi bentuk sel, tempat berlangsungnya berbagai reaksi kimia sel, dan menjadi tempat pergerakan organel-organel sel. Sitoskeleton memiliki fungsi untuk mengatur dan menimbulkan pergerakan sitoplasma, serta mengatur beberapa reaksi enzimatik.2Nukleus merupakan organel terbesar di dalam sel, yang terletak di pusat dan umumnya bebentuk bulat atau lonjong. Semua sel-sel eukariotik memiliki nukleus, kecuali sel eritrosit dewasa. Nukleus mengandung DNA (asam deoksiribonukleat) genom sel. Oleh karena itu, nukleus merupakan tempat penyimpanan materi genetik sel, dimana nukleotida dari DNA terdapat informasi yang diperlukan untuk sintesis protein dan sekresi sel. Nukleus diselubungi oleh nukleoplasma atau selaput nukleus. Di dalam nukelus ini terdapat suborganel yang menonjol, yaitu nukleolus atau anak inti yang merupakan tempat diproduksinya ribosom.2,6Ribosom merupakan tempat disintesisnya protein. Ribosom ini terdiri dari protein dan RNA ribosomal atau biasa disebut rRNA. Ribosom yang terlengkap terdiri dari dua subunit, yaitu subunit besar dan subunit kecil. Ribosom dapat ditemukan baik dalam keadaan bebas di sitoplasma ataupun dalam keadaan terikat ke retikulum endoplasma.2Retikulum endoplasma hampir terdapat pada semua jenis sel. Retikulum endoplasma ini sering diamati berada menempel dan mengelilingi nukleus. Retikulum endoplasma terbagi menjadi dua diferensiasi, yaitu retikulum endoplasma kasar, dimana terdapat ribosom yang terikat, dan retikulum endoplasma halusm yang tidak memiliki ribosom. Retikulum endoplasma kasar berperan dalam sintesis dan modifikasi protein, sedangkan retikulum endoplasma halus berperan dalam sintesis lipid.2,6Kompleks golgi atau badan golgi adalah organel utama yang juga terdapat hampir pada semua sel. Kompleks golgi ini merupakan organel penting dalam proses sekresi sel.2,6Mitokondria berfungsi untuk menyediakan energi yang dibutuhkan untuk biosintesis dan aktivitas pergerakan sel. Membran mitokondria digunakan untuk menghasilkan ATP, yang dihasilkan dari pemecahan karbohidrat dan lipid. Mitokondria memiliki DNAnya sendiri dan dapat mereplikasi dirinya sendiri. Oleh karena sifat inilah mitokondria diyakini memiliki asal-usul bakteri.2,6Lisosom adalah organel yang tertutup membran dan memiliki ukuran yang bervariasi dan memiliki pH internal yang asam. Jumlah lisosom berbeda-beda, dari beberapa sampai ratusan. Lisosom berfungsi untuk menghidrolisis atau memecah makromolekul, dimana di dalam lisosom terdapat empat puluh atau lebih enzim hidrolitik.2,62.2 Bahan Penyusun Membran SelModel membran yang dipakai sekarang adalah model mosaik cair yang diusulkan oleh Singer dan Nicholson. Struktur dasar dari membran sel adalah fosfolipid bilayer seperti yang dapat dilihat di gambar 2. Bahan penyusun membran sel adalah lipid, protein, dan karbohidrat.2,3,6,7

Gambar 4. Struktur Membran Sel.3

Lipid adalah bahan penyusun membran sel. Lipid ini selain menyediakan struktur dasar dan kerangka membran, lipid juga mengatur fungsi dari membran. Saat ini baru ditemukan 3 jenis lipid yang terdapat pada membran sel, yaitu fosfolipid, glikolipid, dan kolesterol.2Protein memiliki peran yang besar dalam fungsi biologis membran. Protein memungkinkan sel untuk dapat berfungsi sebagai anggota jaringan. Protein berfungsi dalam transportasi substansi atau material ke luar dan ke dalam sel, sebagai reseptor untuk hormon pertumbuhan, dll. Protein yang terdapat pada membran plasma terbagi menjadi dua, yaitu protein periferal dan protein integral.2Protein perifer merupakan protein yang sama sekali tidak tertanam pada bilayer lipid.3 Protein perifer hanya terletak pada sisi membran lipid, dimana ia hanya melekat secara tidak langsung pada membran lipid, atau melekat pada protein lainnya yang melekat pada lipid.2,4Protein integral terbagi lagi menjadi dua, yaitu protein lipid-anchored dan protein transmembran. Protein lipid-anchored atau protein berlabuh lipid ini tidak hanya melekat pada membran lipid, tetapi menembusnya, namun tidak sampai menembus keluar. Sedangkan protein transmembran membentang sepanjang membran, tertanam sepenuhnya.2,3,6Karbohidrat ada yang menempel di protein, baik itu protein integral maupun protein perifer, dan pada molekul lipid. Karbohidrat yang menempel pada protein dinamakan glikoprotein, sedangkan karbohidrat yang menempel pada lipid dinamakan glikolipid.2.3 Transportasi SelDalam masa hidup sel, molekul-molekul atau ion-ion tertentu harus dimasukkan atau dikeluarkan oleh sel dengan tujuan mempertahankan volume sel dan keseimbangan ion-ion yang diperlukan untuk mempertahankan kehidupan normal sel. Membran plasma yang melindungi dan memisahkan sitoplasma dari lingkungan, memberikan sebuah penghalang masuk keluarnya molekul dari dan ke dalam sel. Penghalang ini memiliki sifat selektif permeabel sehingga molekul-molekul yang penting dapat masuk dan keluar sel, sedangkan molekul-molekul lain tidak diperbolehkan masuk. Protein yang berada di membran plasma memiliki peran yang penting dalam transportasi sel dimana protein ini berupa saluran ion, pengangkut, dan pompa.2Transportasi sel dibedakan menjadi dua jenis, yaitu transpor pasif dan transpor aktif. Transpor pasif adalah transportasi sel yang tidak membutuhkan energi dalam prosesnya, sedangkan transpor aktif adalah transportasi sel yang membutuhkan energi.2.3.1 Transpor PasifTranspor pasif terbagi menjadi difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi.Difusi dapat terjadi karena adanya gerakan acak dari molekul-molekul suatu larutan hingga akhirnya tersebar merata dalam ruang yang mereka tempati / terjadi keseimbangan. Difusi melintasi membran sel umumnya tidak terjadi secara normal karena pergerakan molekul tersebut tergantung oleh beberapa faktor, yaitu gradien konsentrasi, ukuran, dan permeabilitas zat di dalam penghalang dimana zat tersebut akan berdifusi.2Difusi adalah ketika konsentrasi zat terlarut pada suatu larutan tertentu berbeda dengan larutan lain yang dipisahkan dengan membran permeabel, maka zat terlarut tersebut akan berpindah dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah seperti pada gambar 5.7

Gambar 5. Difusi.8Osmosis. Ketika dua larutan yang dipisahkan oleh membran yang hanya dapat dilewati air memiliki konsentrasi yang berbeda, maka akan terjadi perpindahan air dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi agar terjadi keseimbangan. Proses osmosis ini dapat dilihat pada gambar 6, dan osmosis yang terjadi pada sel darah merah dalam berbagai keadaan.2,7

Gambar 6. Osmosis.9 Difusi terfasilitasi terbagi menjadi dua macam, yaitu difusi terfasilitasi yang memakai saluran ion dan difusi terfasilitasi yang memakai protein pembawa.2Difusi terfasilitasi yang memakai saluran ion. Saluran ion memiliki sifat yang selektif dimana hanya ion-ion ukuran tertetu dan muatan tertentu yang daoat melewatinya. Ion-ion bergerak dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Pembukaan dan penutupan saluran ion ini hanya terjadi ketika mendapatkan rangsangan atau sinyal tertentu. Untuk proses terjadinya difusi ini dapat dilihat di gambar 7.2Gambar 7. Difusi Terfasilitasi Saluran Ion.8Difusi terfasilitasi yang memakai protein pembawa atau karier. Transporter atau protein karier adalah protein-protein transmembran yang berfungsi mengkatalisis perpindahan molekul-molekul ke dalam ataupun ke luar sel. Transporter ini hanya mampu mengikat dan berinteraksi dengan molekul tertentu.2 Proses dan langkah-langkah terjadinya difusi ini dapat dilihat pada gambar 8. Tiga karakteristik yang menentukan jenis dan banyak molekul yang dipindahkan melalui transporter ini, yaitu:101. Spesifisitas. Setiap protein karier dispesialisasikan untuk mentranspor molekul secara spesifik, atau setidaknya memiliki struktur kimia yang berhubungan dekat / mirip.2. Saturasi atau kejenuhan. Protein karier ini memiliki batas banyak molekul yang dapat ditranspor dalam jangka waktu tertentu. 3. Kompetisi. Beberapa jenis molekul yang memiliki struktur kimia yang berdekatan akan berkompetisi untuk dapat masuk melewati membran ini dengan diikat protein karier.Gambar 8. Difusi Terfasilitasi Protein Karier.102.3.2 Transpor AktifTranspor aktif terbagi menjadi dua macam, yaitu transpor aktif primer dan transpor aktif sekunder.Pada transpor aktif primer, keadaan dalam sel adalah konsentrasi kalium tinggi dan konsentrasi natrium rendah, sedangkan di luar sel adalah konsentrasi kalium rendah dan konsentrasi natrium tinggi. Namun, sel ingin mengeluarkan natrium, yang akan melawan gradien konsentrasi, sehingga membutuhkan energi, yang berasal langsung dari ATP. Energi ATP ini diperoleh dari metabolisme sel. Karena energi yang diperlukan langsung berasal dari ATP, maka transpor ini dinamakan transpor aktif primer. Proses transpor aktif primer ini dapat dilihat pada gambar 9.Gambar 9. Transpor Aktif Primer.10Pada transpor aktif sekunder, kondisi dalam sel adalah konsentrasi gula tinggi dan pada luar sel adalah konsentrasi gula rendah. Namun, sel membutuhkan glukosa untuk masuk ke dalam sel, yang akan melawan gradien konsentrasi. Oleh karena itu, glukosa yang konsetrasinya rendah di luar sel, ia akan mengikat ion Na yang konsentrasinya tinggi di luar sel, sehingga protein akan membuka sehingga glukosa dan ion Na akan masuk. Ketika sudah sampai di dalam sel, glukosa dan ion Na akan berpisah, dan ion Na akan dikeluarkan melalui pompa Na-K. Proses ini dapat dilihat pada gambar 10.4312

Gambar 10. Transpor Aktif Sekunder.8PenutupSel adalah unit dasar kehidupan untuk semua organisme, semua organisme disusun oleh sel atau hasil dari sel, dan semua sel berasal dari sel-sel lainnya. Struktur sel terdiri dari membran plasma, sitoplasma, dan organel sel. Membran plasma yang terdiri dari lipid, protein, dan karbohidrat. Bahan penyusun membran tersebut memiliki peran yang penting dalam proses transportasi sel. Transportasi sel terbagi menjadi dua jenis, yaitu transpor pasif yang tidak memerlukan energi dan transpor aktif yang memerlukan energi. Proses transportasi sel juga memiliki keterkaitan dengan metabolisme sel dimana metabolisme sel menghasilkan energi, dan energi tersebut digunakan untuk proses transpor aktif.

Daftar Pustaka1. Stansfield WD, Colome JS, Cano RJ. Schaum's: biologi molekuler. Jakarta: Erlangga; 2006.2. Priastini R, Hartono B, Hudyono J. Dasar biologi sel. Edisi kedua. Jakarta: Universitas Kristen Krida Wacana; 2011.3. Campbell NA, Reece JB, Mitchell LG. Biologi. Edisi kelima. Jakarta: Erlangga; 2002.4. Karp G. Cell and molecular biology: concepts and experiments. 6th ed. Hoboken: John Wiley & Sons; 2009.5. Bolsover SR, Shephard EA, White HA, Hyams JS. Cell biology: a short course. Hoboken: John Wiley & Sons; 2011.6. Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Jakarta: EGC; 2002.7. Rastogi SC. Cell biology. 3rd ed. New Delhi: New Age International; 2007.8. Passive Processes of Membrane Transport. Diunduh dari http://bcs.whfreeman.com, 20 Desember 2012.9. Starr C, Evers CA, Starr L. Biology: today and tomorrow with physiology. 3rd ed. Belmont: Cengage Learning; 2009.10. Sherwood L. Human physiology: from cells to systems. 7th ed. Canada: Cengage Learning; 2008.

12