Pengertian Sel, Sejarah, Fungsi, Struktur, Dan Macamnya

Sel

Pengertian Sel

Sel merupakan unit struktural terkecil dari organisme hidup. Sel dikelilingi oleh selaput/membran sel yang di dalamnya terdapat cairan (protoplasma) atau matriks, dan bentuk-bentuk subselular, organel sel, yang juga dikelilingi membran. Protoplasma terdiri dari sel (sitoplasma) dan inti sel (nukleus). Di dalam inti sel terdapat plasma inti atau yang sering disebut dengan nukleoplasma.

Baca Juga: Pengertian Enzim, Sejarah, Sifat, Klasifikasi, dan Faktor yang Mempengaruhinya

Secara struktural, sel merupakan satuan terkecil makhluk hidup yang dapat melaksanakan kehidupan, yang merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup. Dan secara fungsional, sel memiliki fungsi untuk menjalankan fungsi kehidupan (menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusunnya berfungsi), kemudian membentuk organisme.

Sel berkembang biak dengan cara membelah diri (secara mitosis). Sel juga mengandung materi genetik, yaitu materi yang menentukan sifat-sifat makhluk hidup, yang menjadikan setiap makhluk hidup dapat mewariskan sifat kepada keturunannya. Pada tahap tertentu dalam hidupnya, setiap sel mengandung DNA sebagai materi yang dapat diwariskan dan mengarahkan aktivitas sel tersebut. Selain itu, semua sel memiliki struktur yang disebut ribosom yang berfungsi dalam sintesis protein yang kemudian akan digunakan sebagai katalis pada berbagai reaksi kimia dalam sel tersebut.

Sejarah Penemuan Dan Teori Sel

1. Sejarah Penemuan Sel

Istilah sel pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke (1635-1703) ilmuwan berkebangsaan Inggris, dengan menggunakan mikroskop sederhana temuannya, Robert Hooke berhasil mengamati sayatan tipis gabus tutup botol yang tampak seperti kamar-kamar kecil menyerupai sarang lebah, kamar-kamar kecil tersebut dinamakan sel.

Pada awal ke-17, Antonie An Leeuwenhoek berhasil melihat benda-benda aneh yang terdapat dalam setetes air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop sederhana rancangannya.

Pada tahun 1809, Jean Baptiste De Lamarek menyatakan bahwa setiap benda hidup adalah kumpulan sel. Didalam setiap sel bergerak cairan yang kompleks. Henri Dutrochet menyatakan bahwa sel tersebut merupakan bagian fundamental organisme.

2. Teori Tentang Sel

a. Teori Sel Menurut Schleiden Dan Thedore Schwann

Scheilden seorang ahli botani dari Inggris yang berpendapat bahwa setiap tubuh tumbuhan tersusun atas sel. Schwann seorang ahli zoologi dari Jerman, berpendapat bahwa setiap tubuh hewan tersusun atas sel. berdasarkan pendapat dua ilmuwan tersebut, muncullah teori sel yang menyatakan bahwa sel merupakan unit struktural (penyusun) tubuh organisme.

b. Teori Sel Menurut Max Schultze

Max Schultze berpendapat bahwa protoplasma merupakan struktur dasar organisme dan merupakan bagian penting dari sel. Felix Durjardin (1835) menyatakan bahwa bagian sel hidup yang terpenting adalah cairan protoplasma. Istilah protoplasma pertama kali dikenalkan oleh Johannes Purkinje. Berdasarkan teori sel menurut pendapat ini, di dalam protoplasma terdapat berbagi organel yang berfungsi sebagai pelaksana fungsi-fungsi hidup.

c. Teori Sel Menurut Rudolf Virchow

Rudolf Virchow menyatakan omnis cellula e cellula yang artinya setiap sel berasal dari sel sebelumnya. Pada organisme seluler, pembelahan sel induk akan menghasilkan sel individu baru. Pada organisme multiseluler, pembelahan sel penyusun tubuh akan menambah jumlah sel penyusun tubuh organisme tersebut.

Disamping memiliki kemampuan membelah, sel juga memiliki kemampuan tubuh, yaitu pertambahan volume, pertambahan jumlah dan volume sel penyusun tubuh organisme multiseluler akan menyebabkan terjadinya pertumbuhan organisme tersebut. Berdasarkan hal tersebut, teori sel menyatakan bahwa sel merupakan unit pertumbuhan pertumbuhan.

d. Teori Sel Sebagai Akibat Perkembangan Teknologi

Pada akhir abad ke-19 ditemukan berbagai alat bantu canggih, seperti mikroskop elektron, mikrotom, berbagai cara fiksasi, dan cara pewarnaan berbagai bagian sel. Oleh karena itu, protoplasma bagian dalam dapat diketahui sehingga ditemukan berbagai organel, seperti inti sel, mitokondria, ribosom, kromosom, dan lain-lain. Perkembangan selanjutnya diketahui bahwa didalam kromosom ditemukan faktor pembawa sifat yang disebut gen. Melalui gen inilah, sifat suatu organisme diwariskan dari induk kepada keturunannya. Dari sinilah muncul teori sel menyatakan bahwa sel merupakan unit hereditas.

Fungsi Sel

1. Metabolisme

Metabolisme adalah keseluruhan reaksi kimia yang menjadikan makhluk hidup mampu melakukan aktivitasnya, dan sebagian besar dari reaksi kimia tersebut terjadi di dalam sel. Metabolisme yang terjadi di dalam sel dapat berupa reaksi katabolik dan reaksi anabolik. Reaksi katabolik merupakan perombakan senyawa kimia untuk menghasilkan energi maupun untuk dijadikan bahan pembentukan senyawa lain. Sedangkan reaksi anabolik merupakan penyusunan komponen sel.

Salah satu contoh dari proses katabolik ialah respirasi seluler, dan sebagian besar dari proses ini berlangsung di dalam mitokondria eukariota atau sitosol prokariota dan menghasilkan ATP. Sementara itu, contoh dari proses anabolik ialah sintesis protein yang berlangsung pada ribosom dan membutuhkan ATP.

2. Komunikasi Sel

Sel memiliki kemampuan untuk berkomunikasi, yang mana kemampuan sel tersebut yaitu menerima dan mengirimkan sinyal dari sel kepada sel lain, menentukan interaksi antarorganisme uniseluler serta mengatur fungsi dan perkembangan tubuh organisme multiseluler. Misalnya, bakteri berkomunikasi satu sama lain dalam proses quorum sensing (pengindraan kuorum) untuk menentukan apakah jumlah mereka sudah cukup sebelum membentuk bioflm, sementara sel-sel dalam embrio hewan berkomunikasi untuk koordinasi proses diferensiasi menjadi berbagai jenis sel.

Struktur Sel

Setiap sel hidup memiliki tiga bagian pokok, yaitu membran sel, sitoplasma, dan organel-organel. Berikut ini penjelasan dari ketiga bagian pokok tersebut.

1. Membran Sel (Membran Plasma)

Membran sel merupakan bagian terluar dari sel. Membran sel tersusun atas lipid, protein, dan karbohidrat. Lipidnya terutama berupa fospolipid merupakan molekul-molekul amfifilik, yang artinya setiap molekul mengandung “kepala” hidrofobik.

Membran sel memiliki dua jenis protein, yaitu protein integral dan periferal. Protein integral yaitu protein yang menembus di antara lapisan fosfolipid, berfungsi sebagai protein transpor yang membawa zat-zat terlarut yang dibutuhkan sel. Sementara, protein poriferal menempel di lapisan fosfolipid.

Secara aktif membran sel dapat menentukan zat-zat mana yang dapat dilaluinya dan sekaligus menahan zat mana yang tidak dapat dilaluinya. Berdasarkan kenyataannya ini, para ilmuwan menyebutnya sebagai membran yang bersifat diferensial semipermeabel atau selektif permeabel. Dengan cara inilah membran sel berusaha mempertahankan bentuk dan reaksi-reaksi kimia dalam sel agar dapat terus berjalan. Berikut ini beberapa fungsi dari membran sel:

• Mengendalikan atau mengontrol pertukaran zat antara sitoplasma dengan lingkungannya.
• Menjadi tempat reaksi, seperti reaksi terhadap cahaya matahari dan reaksi oksidasi dalam respirasi.
• Sebagai reseptor yang menerima rangsangan dari luar, baik zat tersebut berasal dari lingkungan luar sel ataupun berasal dari bagian lain sel itu sendiri. Misalnya hormon dan bahan kimia lainnya.
• Membran sel berfungsi sebagai pelindung sel dengan cara membentuk lapisan ganda fosfolipid (lipid bilayer) dimana kepala hidrofilik menghadap ke arah air pada setiap sisi, sedangkan ekor hidrofobik terlindung dari sentuhan air.
• Mengontrol zat-zat yang akan masuk maupun yang akan keluar meninggalkan sitoplasma.

2. Sitoplasma

Sitoplasma adalah cairan beserta zat-zat yang terlarut yang mengisi ruanga di dalam sel dan dibatasi oleh membran sel. Sitoplasma ialah sistem koloid yang amat dinamis dan senantiasa bergerak. Cairan mengisi organel dikenal sitosol.

Didalam sitoplasma maupun sitosol terlarut senyawa organik yang utama untuk ion-ion gas, molekul-molekul kecil seperti garam, asam lemak, asam amino, gula nukeotida, vitamin, seperti protein dan RNA yang membentuk larutan koloid.

Larutan koloid tersebut yang kemudian mengakibatkan sitoplasma senantiasa bergerak secara acak, yang dikenal dengan gerak brown. Gerak brown ini dipengaruhi oleh muatan ion-ion listrik (elektroforesis).

3. Organel

Dalam menjalankan berbagai fungsi hidup, sel dilengkapi berbagai organel, seperti nukleus, mitokrondria, ribosom, lisosom, plastida, ritikulum endoplasma, badan golgi, dan badan mikro.

a. Nukleus

Nukleus merupakan organel sel terbesar, organel yang sangat vital bagi kehidupan, yaitu mengendalikan seluruh kegiatan sel. Beberapa bagian penting dari nukleus adalah membran inti, Nukleoplasma (matriks), dan nukleolus.

• Membran inti, terdiri atas dua lapisan yang berfungsi sebagai pembungkus sekaligus pelindung inti. Bagian luarnya mempunyai hubungan langsung dengan retikulum endoplasma (RE). Di bagian ini terdapat pori-pori yang memungkinkan terjadinya pertukaran zat antara membran inti dengan sitoplasma. Pada organisme eukariotik, kecuai sel darah merah, mamalia dewasa, dan sel floem, nukleusnya terlindung oleh membran inti. Pada organisme prokariotik, bahan intinya tidak terlindung oleh membran inti.
• Nukleoplasma, merupakan caira inti berbentuk gel yang kaya akan ion-ion enzim, protein, nukleotida, dan benang-benang kromatin. Benang-benang kromatin yang memendek, menebal, dan mudah menyerap zat warna tersebut disebut kromosom. Di dalam kromosom tersimpan untaian DNA yang terikat pada protein dasar yang dikenal dengan ribosom.
• Nukleolus, merupakan bagian yang tersusun atas kumpulan gen-gen yang memberikan kode RNA ribosom. Sebagai pengkode RNA ribosom, struktur ini berfungsi untuk merangkai sub unit-sub unit penyususnan ribosom.

b. Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma merupakan membran lipoprotein pada sitoplasma yang terdapat diantara membrane inti dan membran sitoplasma. Retikulum endoplasma bertindak sebagai saluran-saluran dalam sitoplasma yang menghubungkan nukleus. Ada dua macam RE, yakni RE granuler (RE kasar) dan RE no granuler (RE halus). Pada RE granuler terdapat ribosom pada permukaannya yang berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sementara, RE no granuler berfungsi sebagai tempat sintesis lipid. Selain hal itu, keduanya juga memiliki peran dalam transportasi senyawa kimia yang diperlukan untuk metabolisme sel.

c. Ribosom

Ribosom merupakan komponen penting di dalam sel dengan diameter lebih kurang 20 nm. Ribosom tersusun dari RNA dan protein yang terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Kedua sub unit ini akan bergabung apabila ribosom sedang menjalankan fungsinya yaitu sintesis protein.

d. Sentriol

Organel ini terdiri atas sepasang badan berbentuk (silinder) dan merupakan satu kesatuan yang disebut sentrosom. sentriol mengandung mikrotubul yang terdiri atas sembilan triplet dan terletak di dekat nukleus. Sentriol berperan dalam proses pembelan sel dengan membentuk benang spindel.

e. Badan Golgi

Organel ini merupakan organel yang dihubungkan dengan fungsi ekresi sel, dan strukturnya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yag melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Badan golgi berfungsi untuk menghasilkan sekret berupa butiran getah, lisosom primer, menyimpan protein dan enzim yang akan disekresikan. Pada sel tumbuhan badan golgi disebut diktiosom.

f. Lisosom

Lisosom adalah organel sel yang berbentuk kantong agak bulat dan dibatasi oleh sistem membran tunggal. Organ ini terdapat pada hampir semua sel eukariotik, terutama pada sel-sel hewan yang memiliki fagositik. Lisosom banyak mengandung enzim pencerna hidrolitik, seperti protease, nuklease, lipase, dan fosfatase, yang dibentuk oleh RE kasar. Selanjutnya, enzim-enzim tersebut dikirim ke dalam badan golgi. Lisosom berfungsi untuk:

• Mencerna materi yang diambil secara endositosis.
• Penghancuran struktur-struktur yang tidak dikehendaki dalam sel yang disebut autofagi.
• Pembebasan enzim ke luar sel, misalnya terjadi pada penggantian tulang rawan pada perkembangan tulang keras yang disebut ekositosis.
• Penghancuran diri sel dengan cara membebaskan semua isi lisosom dalam sel yang disebut autolisis. Misalnya terjadi pada berudu yang menginjak dewasa dengan menghancurkan struktur sel penyusun ekornya.

g. Mitokondria

Mitokondria merupakan organel sel yang berbentuk seperti sosis dan strukturnya sangat kompleks, terdapat pada semua sel eukariotik aerobik. Mitokondria adalah tempat berlangsungnya respirasi aerobik dalam sel. Organel ini terlindung oleh membran ganda. Membran dalamnya berlekuk-lekuk disebut krista, berfungsi untuk memperluas permukaan ruangan yang terletak diantara lipatan membran yang disebut matriks, kaya akan enzim-enzim pernapasan (sitokrom) dan senyawa DNA, RNA, serta protein.

h. Kloroplas

Kloroplas merupakan plastida yang mengandung pigmen hijau, kuning, atau merah. Fungsinya sebagai penyelenggara fotosintesis. Dalam Kloroplas terdapat pigmen-pigmen fotosintetik yang terletak pada sistem membran dan bertebaran pada seluruh stroma. Pada tumbuhan pigmen fotosintetik berperan untuk menyerap energi cahaya dan kemudian mengubahnya menjadi energi kimia.

i. Badan Mikro

Organel ini diselubungi oleh membran tunggal yang berisi enzim katalase dan oksidase. Badan mikro berukuran sebesar lisosom dan memiliki dua tipe, yaitu peroksisom dan glioksisom.

• Peroksisom banyak mengandung enzim katalase dan oksidase serta senantiasa berasosiasi dengan organel lain. pada tumbuhan peroksisom terdapat dalam berbagai tipe sel. Sementara pada hewan, terkurung di dalam sel-sel hati dan ginjal. Peroksisom berperan dalam oksidasi substrat, metabolisme lemak menjadi karbohidrat, dan perubahan purin dalam sel.
• Glioksisom terdapat pada sel tumbuhan. Fungsinya adalah untuk mengoksidasi asam lemak menjadi gula yang berguna untuk pertumbuhan tanaman.

Macam-Macam Sel

Sel terbagi menjadi dua berdasarkan struktur dasar dan cara mendapatkan energi, berikut ini penjelasan keduanya.

1. Berdasarkan Struktur Dasar

Berdasarkan struktur dan dasarnya, sel dibedakan menjadi sel prokariotik dan sel eukariotik.

• Sel prokariotik, yaitu sel tanpa membran inti. Sel ini memiliki materi genetik, berupa DNA berbentuk sirkuler yang tidak dibungkus membran inti. Sebagian besar sel prokariotik memiliki dinding sel. Contoh sel prokariotik adalah sel archaebacteria, sel bakteri, dan beberapa jenis sel cyanobacteria.
• Sel eukariotik, yaitu sel yang memiliki membran inti, sehingga terjadi pemisahan antara inti sel dengan sitoplasma. Membran inti atau kariotek melindungi DNA, yaitu komponen berstruktur kompleks yang dikenal dengan kromosom. Penemuan terakhir menunjukkan bahwa di dalam sel eukariotik terdapat jaringan membran halus yang membentuk filamen dan tubulus, yang dikenal dengan sitoskeleton.

2. Berdasarkan Cara Mendapatkan Energi

Berdasarkan cara mendapatkan energi, sel dikelompokkan menjadi sel autotrofik dan sel heterotrofik.

• Sel autotrofik adalah sel yang mampu memanfaatkan energi cahaya matahari atau energi kimia untuk penyusun senyawa yang dibutuhkan seperti gula, protein, cyanobacteria, protista mirip tumbuhan (alga), dan hampir semua jenis tumbuhan dibumi.
• Sel heterotrofik adalah sel yang tidak mampu memanfaatkan energi cahaya matahari maupun energi kimia. Senyawa yang dibutuhkan oleh sel ini diambil dari sel autotrof maupun sisa organisme lain. Sel tipe ini ditemukan pada sebagian besar archabacteria, eubacteria, protista mirip hewan (protozoa), protista mirip jamur, fungi, dan seluruh jenis hewan.

Baca Juga: Pengertian Kromosom, Sejarah, Struktur, Fungsi, Tipe, dan Macam-Macam

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwasanya sel merupakan unit struktural terkecil dan sangat penting dalam kehidupan. Setiap sel hidup memiliki tiga bagian pokok yang menyusun sel dan memiliki fungsi yang beragam dalam menjalankan tugasnya masing-masing demi keberlangsungan kehidupan makhluk hidup. Semoga bermanfaat.