SEL SEBAGAI UNIT TERKECIL KEHIDUPAN DAN BIOPROSES PADA SEL.

RINGKASAN BAB 1 SEL SEBAGAI UNIT TERKECIL KEHIDUPAN DAN BIOPROSES PADA SEL.

A. KONSEP SEL DAN KOMPONEN KIMIAWI PENYUSUN SEL

            Sel merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Atau sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel sebagai unit struktural terkecil berarti bahwa sel merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh makhluk hidup dan tidak dapat dibagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil dan dapat berdiri sendiri. Sel dikatan sebagai unit fungsiona terkecil berarti bahwa sel dapat melakukan berbagai proses kehidupan, misalnya respirasi, transportasi, reproduksi, ekskresi,sekresi dan sintesis. Sel juga merupakan unit hereditas makhluk hidup yang menurunkan sifat genetis dari satu generasi kepada generasi berikutnya. Kompenen kimia sebuah sel terdiri atas unsur makro,mikro,senyawa organik, dan senyawa anorganik.

1. unsur makro

Unsur makro merupakan unsur terbesar yang menyusun sebuah sel. Unsur makro terdiri atas lima unsur utama, yaitu oksigen,karbon,hidrogen,nitrogen,dan kalium. Selain itu juga ada unsur sufur, fosfor,kalsium,magnesium dan natrium. Unsur yang paling utama adalah karbon,hidrogen,dan oksigen dapat bersenyawa membentuk molekul karbohidrat,lemak,asam nukleat,dan protein.

2. unsur mikro

Unsur mikro merupakan unsur yang terdapat dalamm jumlah sangat sedikit. Antara lain adalah besi,tembaga,kobalt,mangan,seng,molibdenum,boron,dan silikon.

3. senyawa organik

Senyawa organik terdiri atas mikromolekul dan makromolekul. Mikromolekul terdiri atas asam amino,nukleotid,asam lemak,dan glukosa. Makromolekul terdiri atas karbohidrat,protein,lemak, dan asam nukleat.

a. karbohidrat

tersusun dari karbon,hidrogen,dan oksigen. Rangkaian molekul-molekul gula disebut monosakarida. Berdasarkan gugus gula penyusunnya,karbohidrat dibagi menjadi tiga yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang terdiri atas satu gugus gula. Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri atas dua gugus gula. Polisakarida adalah untaian monasakida yang sangat panjang. Polisakarida dibedakan menjadi pilosakarida struktural dan  polisakarida nutrien. Contoh polisakarida struktural adalah selulosa pembentuk dinding sel tumbuhan, asam hialuronat salah satu komponen substansi antara sel pada jaringan ikat, serta glikolipida dan glikoprotein yang merupakan struktur penting dari membran sel. Contoh polisakarida nutrien adalah yaitu amilum, yang terdapat di dalam sel tumbuhan dan bakteri, glikogen di dalam sel hewan,serta paramilum di dalam beberapa jenis sel protozoa.

b. protein

merupakan senyawa organik terbesar yang menyusun sel dan merupakan polimer dari asam amino yang saling berikatan dengan ikatan peptida. Protein tersusun atas karbon,hidrogen,oksigen,dan nitrogen. Fungsi protein di dalam sel diantaranya mementuk membran plasma bersama lemak dan karbohidrat, mengatur permeabilitas membran sel,mengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel, protein yang berupa enzim bertindak sebagai katalisasor berbagai reaksi kimia,serta berperan dalam gerakan dalam sel.

c. lipid atau lemak

tersusun dari unsur karbon,hidrogen dan oksigen. Lipid bersifat hidrofobik dan larut dalam pelarut organik. Macam-macam lipid antaranya adalah fosfolipid, glikolipid, dan steroid.

d. nukleotida dan asam nukleat

asam nukleat adalah makromolekul yang sangat penting untuk kelangsungan hidup sel. Asam nukleat terdiri dari RNA dan DNA. DNA merupakan penyimpan informasi genetis dalam sel dan bersama-sama dengan protein histon membentuk  kromosom.

4. senyawa anorganik

1. air

Air merupakan pelarut dan pengangkut senyawa-senyawaa yang diperlukan sel maupun limbah yang harus dibuang dan beerperan sebagai media berlangsungnya reaksi-reaksi kimia di dalam sel.

2. garam-garam mineral

Garam-garam mineral di dalam tubuh terdapat dalam bentuk ion positif dan ion negatif. Garam-garam mineral tersebut berfungsi untuk mempertahankan tekanan dan keseimbangan asam basa dalam sel.

3. gas

Gas yang terlibat dalam aktivitas sel antara lain karbon dioksida,oksigen,dan amonia.

B. STRUKTUR DAN FUNGSI ORGANEL SEL

1. struktur sel prokariotik dan eukariotik

a. sel prokariotik

adalah sel yang tidak memiliki membran inti sehingga inti sel berbatasan langsung dengan sitoplasma. Struktur umum sel prokariotik adalah :

·        Dinding selnya tersusun dari peptidoglikan,lipid dann protein yang berfungsi sebagai pelindung dan pemberi bentuk tubuh.

·        Membran plasma tersusun atas karbohidart,lemak dan protein yang berfungsi sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya.

·        Sitoplasma tersusun dari air,protein,lipid,mineral,dan enzim-enzim ynag berfungsi untuk mencerna makanan secara intraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel. Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi.

b. sel eukarioitk

merupakan sel yang sudah memiliki membran inti (nukleus dibungkus membran nukleus) dan sistem endomembran. Sel eukariotik terdiri atas tiga komponen utama yaitu membran plasma,sitoplasma,dan organel-organel sel.

a. membran plasma

membran plasma bersifat selektif permeabel yang artinya membran plasma dapat dilalui oleh molekul atau ion tertentu. Berfungsi melindungi isi sel, mengatur keluar masuknya berbagai zat dan sebagai reseptor rangsang di luar sel. Satuan fosfolipid terdiri dari dari atas bagian kepala (fosfat) dan ekor(asam lemak). Sisi kepala suka air dan bagian ekor tidak suka air.

b. sitoplasma

adalah cairan sel yang berada di luar membran inti. Komponen utama penyusun sitoplasma adalah yaitu sitosol,substansi genetik,sitoskeleton, dan organel-organel sel. Sitoplasma berfungsi sebagai sumberbahahn kimia bagi sel dan tempat terjadinya reaksi metabolisme.

c. organe-organel sel

1. inti sel atau nukleus

Erupakn organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter sekitar 10 mm. Nukleus berfungsi sebagai pengatur pembelahan sel, pengendali seluruh kegiatan sel dan pembawa informasi genetik.

2. retikulum endoplasma

Berfungsi sebagai:

-menyintetis lemak dan kolesterol

-menampung protein yang disintesis oleh ribosom

-transportasi moleku-molekul

-menetralkan racun

3. ribosoom

Ribosom terdiri dari dua subunit yaitu subunit besar dan subunit kecil. Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein.

4. kompleks golgi

Memiliki fungsi sebagai berikut :

-tempat sintesis polisakarida seperti mukus,selulosa, dan hemiselulosa.

-Membentuk membran plasma

-membentuk kantng sekresi

-membuta akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur. Dan lisosom.

5. lisosom

Merupakan kantong membran yang berisi enzim-enzim hidrolitik (lisozim) seperti enzim protease,lipase,nuklease,fosfatase, dan enzim pencernaan lainnya. Fungsi lisosom adalah melakukan pencernaan intrasel,autofagi,eksositosis dan autolisis.

6. badan mikro

Terdiri dari peroksisom dan glioksisom. Peroksisom terdapat pada sel hewan,fungi dan tumbuhan. Berperan dalam oksidasi substrat menghasilkan H2O2 yang selanjutnya dipecah menjadi H2O dan O2, pengubahan lemak menjadi karohidrat dan penguraian purin dalam sel. Glioksisom berperan sebagai metabolisme aam lemak dan tempat terjadinya siklus glioksilat.

7. mitokondria

Mitokndria terdiri dari memran dalam dan membran luar. Membran luar berfungsi sebagai pembatas antara bagian dalam mitokondria dan sitoplasma. Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan unutk memperluas daerah penyerapan oksigen yang disebut krista. Matriks mitokondria adalah ruangan dalam mitokondria berisi cairan. Mitokondria berfungsi sebagai respirasi seluler.

2. perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan

a. strutur sel tumbuhan

1. dinding sel

Meupakan lapisan terluar yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Dinding sel berfungsi sebagai penyokong dan pelindung selaput plasma serta memelihara keseimbangan sel dari tekanan.

2. vakoula

Adalah organel sitoplasmik yang berisi cairan yang dibatasi membran tonoplas. Vakoula berfungsi sebagai

-          Tempat meyimpan zat makanan seperti amilum dan gula

-          Memasukkan air melalui tonoplas untuk membangun turgiditas sel bersama dinding sel

-          Menyimpan pigmen

-          Menyimpan minyak asiri

-          Tempat penimbunan sisa metabolisme dan matalisme sekunder seperti Ca-oksalat,tanin,getah karet dan alkoloid.

3. plastida

a. kloroplas

yaitu plastida yang mengandung klorofil dan pigmen fotosintetik lainnya. Klorofil tersusun atas membran luar dan membran dalam. Membran luar berfungsi mengatur keluar masuknya zat. Membran dalam membungkus cairan kloroplas yang disebut stroma.

b. kromoplas

yaitu plastida yang mengandung pigmen nonfotosintetik. Pigmen yang terdapat dalam kromoplas adalah xantofil dan karoten.

c. leukoplas

adalah plastida yang tidak berwarna. Biasanya terdapat pada organ penyimpanan makanan cadangan seperti biji dan umbi. Ada tiga macam leukoplas yaitu amiloplas unutk menyimpan amilum,elaioplas untuk membentuk dan menyimpan lemak, serta proteoplas untuk menyimpan protein.

b. struktur sel hewan

sel hewan memiliki organel yang khas yaitu sentriol. Sel hewan memiliki dua sentriol didalam sentrosom. Sentriol berperan dalam proses pembelahan sel.

c. bioproses dalam sel

1. mekanis transpor melalui membran

a. transpor pasif

transpor pasif adalah perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Contoh transpor pasif adalah difusi dan osmosis. Difusi dibedakan menjadi difusi sederhana dan difusi terbantu. Difusi sederhana terjadi secara spontan. Faktor-faktor yang memengaruhi proses difusi adalah  wujud materi, ukuran molekul,konsetrasi zat dan suhu. Difusi terbantu merupakan proses difusi dengan perantara protein pembawa dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah, contoh difusi adalah proses molekul glukosa melewati membran. Osmosis adalah perpindahan molekul-molekul pelarut seperti air dari larutan berkonsentrasi rendah (hipotonik) ke larutan berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui  selaput membran semipermeabel. Air akan masuk ke dalam sel jika konsetrasi larutan dalam sel tinggi sehingga terjadi endosmosis. Endosismosis pada hewan dapat mengakibatkan kehancuran sel karna robeknya membran plasma(lisis) dan pada tumbuuhan dapat mengakibatkan sel dalam keadaan turgid. Air didalam sel akan keluar jika konsentrasi larutan di luar sel tinggi dan terjadi eksosmosis. Eksosmosis pada hewan dapat mengakibatkan pengerutan sel(krenasi), eksosmosis pada tumuhan dapat mengakibatkan terlepasnya membran dari dinding sel yang disebut plasmolisis.

b. transpor aktif

adalah transpor yang memerlukan energi untuk melawan gradien konsentrasi. Conoth transpor aktif adalah pompa natrium-kalium, endositosis dan eksositosis.

2. sintesis dalam sel

Sintesis protein adalah proses penerjemahan gen menjadi urutan asam aino yang akan disintesis menjadi polipeptida(protein). Sintesis protein secara garis besar dibagi menjadi dua tahap yaitu proses pembuatan molekul mRNA pada inti sel (transkripsi) dan proses penerjemahan mRNA oleh tRNA serta perangkaian asam amino di ribosom (translasi).

a. Transkripsi

1. Inisiasi (permulaan)

            Dimulai dari promoter, yakni daerah DNA yang merupakan tepat melekatnya RNA polimerase. Fungsi promoter untuk mennentukan tempat dimulainya  transkripsi dan menentukan satu rantai DNA yang akan digunakan sebagai cetakan.

2. Elongasi (pemanjangan)

Terjadi saat  RNA bergerak di sepanjang pilinan ganda DNA terbuka secara berurutan. Enzim RNA polimerase menambahkan nukleotida dari molekul RNA yang sedang tumbuh di sepanjang rantai DNA.

3. Terminasi (pengakhiran)

Proses transmisi akan berhenti setelah sampai pada terminator, yakni urutan DNA yang berfungsi menghentikan transkripsi (kodon terminasi)

B. TRANSLASI

Translasi adalah proses pelekatan antara tRNA dengan asam amino dengan bantuan enzim aminoasil-Trna sintetase.

1. Inisiasi

Ribosom kecil mengikat diri pada mRNA dan tRNA inisiator ribosom melekat pada salah satu ujung mRNA. Kodon start biasanya adalah kodon AUG (yang membawa kode untuk membentuk asam amino metionin).

2. Elongasi

Tahap dimulai terbentuknya asam-asam amino yang berikatan dengan metion. Molekul Rrna dari ribosom mengatalis pembentukan ikatan peptida antara asam amino yang baru  dengan ujung rantai polipeptida yang sebelunya terbentuk dari asam amino yang dibawa Trna. Kemudia tRNA keluar dari ribosom

3. Terminasi

Elongasi akan berhenti setelah ribosom mencapai kodon stop yaitu kodon UAA, UAG,UGA. Kodon stop berfungsi sebagai sinyal untuk menghentikan translasi. Kemudian polipeptida akan lepas dari ribosom menuju ke sitoplasma.

Protein dari hasil hasil sintesis protein merupakan rantai protein primer. Protein ini harus  mengalami modifikasi agar bisa digunakan dalam tubuh. Proses modifikasi dilakukan di badan golgi

sumber : buku paket biolgi kelas xi intan pariwara