Membran Sel

Membran sel berupa selaput tipis, disebut jugaplasmalema. Tebal membran antara 5-10 nm (1nm = 1.10^-9 m). Apabila diamati dengan mikroskop cahaya tidak terlihat jelas, tetapi keberadaannya dapat dibuktikan pada waktu sel mengalami plasmolisis. 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.

Sel tumbuhan dan sel hewan memiliki persamaan dan perbedaan struktur sel dan fungsinya. Persamaan sel tumbuhan dan sel hewan adalah kedua sel memiliki bagian-bagian sel, seperti membran sel, sitoplasma, nukleus, mitokondria, ribosom, retikulum endoplasma (RE), aparatus golgi, lisosom, dan peroksisom. Untuk mengetahui struktur dan fungsi bagianbagian sel tersebut, mari cermati uraian berikut ini.

1. Membran Sel

Permukaan luar setiap sel dibatasi oleh selaput halus dan elastis yang disebut membran sel. Membran ini sangat penting dalam pengaturan isi sel, karena semua bahan yang keluar atau masuk harus melalui membran ini. Hal ini berarti, membran sel mencegah masuknya zat-zat tertentu dan memudahkan masuknya zat-zat yang lain. Selain membatasi sel, membran plasma juga membatasi berbagai organel-organel dalam sel, seperti vakuola, mitokondria, dan kloroplas.

Membran plasma bersifat diferensial permeabel, mempunyai pori-pori ultramikroskopik yang dilalui zat-zat tertentu. Ukuran pori-pori ini menentukan besar maksimal molekul yang dapat melalui membran. Selain besar molekul, faktor lain yang mempengaruhi masuknya suatu zat ke dalam sel adalah muatan listrik, jumlah molekul air, dan daya larut partikel dalam air.

Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid (lemak yang bersenyawa dengan fosfat). Bagian ekor dengan asam lemak yang bersifat hidrofobik (nonpolar), kedua lapis molekul tersebut saling berorientasi ke dalam. Sedangkan, bagian kepala bersifat hidrofilik (polar) mengarah ke lingkungan yang berair. Selain fosfolipid terdapat juga glikolipid (lemak yang bersenyawa dengan karbohidrat) dan sterol (lemak alkohol terutama kolesterol). Sedangkan, komponen protein terletak pada membran dengan posisi yang berbeda-beda. Beberapa protein terletak periferal, sedangkan yang lain tertanam integral dalam lapis ganda fosfolipid. Beberapa protein membran adalah enzim, sedangkan yang lain adalah reseptor bagi hormon atau senyawa tertentu
lainnya. Komposisi lipid dan protein penyusun membran bervariasi, tergantung pada jenis dan fungsi membran itu sendiri. Namun, membran mempunyai ciri-ciri yang sama, yaitu bersifat permeable selektif terhadap molekul-molekul. Sehingga, membran sel dapat mempertahankan bentuk dan ukuran sel.

2. Sitoplasma

Sitoplasma merupakan material yang di dalamnya terdapat organel-organel sel. Sebagian besar bahan sitoplasma adalah air. Di dalam sitoplasma terlarut molekul-molekul kecil seperti garam, gula, asam amino, asam lemak, nukleotida, vitamin, dan gas-gas tertentu, serta ion dan sejumlah besar protein. Bahan cair sitoplasma ini, disebut sitosol. Sejumlah enzim yang diperlukan untuk metabolisme sel juga terdapat di sitoplasma. Selain berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan kimia yang vital, bahan dasar ini juga merupakan tempat lintasan metabolisme tertentu, misalnya glikolisis. Fungsi sitoplasma lainnya adalah sebagai tempat pergerakan organel-organel dalam aliran sitoplasma.

3. Organel Sel

Organel atau organ kecil merupakan bagian isi sel di dalam sitoplasma. Organel memiliki bentuk seperti kantong-kantong yang berselaput dengan fungsi yang khas. Beberapa organel ada dalam sitoplasma, antara lain:

a. Nukleus

Nukleus merupakan organel terbesar dalam sel, terdapat di semua sel eukariotik, kecuali sel-sel pembuluh floem dewasa dan sel darah merah mamalia dewasa. Bentuk inti umumnya bulat hingga lonjong dengan garis tengah ± 10 μm (mikro meter) dan panjangnya ± 20 μm. Umumnya tiap sel hanya memiliki satu inti, tetapi ada juga organisme yang memiliki inti lebih dari satu. Contohnya, Paramecium yang memiliki dua inti, yaitu mikronukleus dan makronukleus. Nukleus memiliki peranan yang sangat
penting bagi kehidupan sel, karena berfungsi mengendalikan seluruh kegiatan sel. Hal ini disebabkan karena inti sel mengandung
informasi genetika dalam bentuk DNA (deoxyribonucleic acid). DNA mampu mereplikasi (membuat tiruan diri) yang diikuti oleh pembelahan inti. Sehingga, inti duplikasinya mengandung DNA yang sama seperti induknya. Nukleus terbungkus oleh selaput inti dan mengandung kromatin, satu atau dua nukleolus, dan nukleoplasma. Selaput inti terdiri atas dua lapis membran. Selaput luar berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma, retikulum endoplasma tertutup oleh ribosom dan terlibat dalam sintesis protein. Pada selaput inti terdapat poripori yang memungkinkan pertukaran zat-zat antara nukleus dan sitoplasma, misalnya keluarnya RNAd (ribonucleic acid duta), masuknya protein ribosom, nukleotida, dan molekul yang mengatur kegiatan DNA.

Di dalam inti terdapat nukleoplasma atau getah inti yang berbentuk gel. Nukleoplasma mengandung berbagai substansi kimia, seperti ion-ion, protein, enzim, dan nukleotid. Kromatin tersusun atas untaian DNA yang terikat pada protein dasar. Kromatin berarti materi berwarna, karena sifatnya yang mudah menyerap warna agar bisa dilihat di bawah mikroskop. Pada proses pembelahan sel, kromatin menyerap zat pewarna secara intensif sehingga lebih mudah dilihat. Benang kromatin mengerut (memendek) menyerupai benang terpilinyang disebut kromosom.

Nukleolus memiliki bentuk bulat, terdapat di dalam nukleoplasma yang berfungsi dalam pembuatan RNA. Selain itu, nukleolus mengandung banyak DNA yang bertindak sebagai organisator nukleus dan mengandung salinan gen-gen yang memberi kode RNA ribosom. Nukleolus akan melarut dan tidak tampak lagi dalam profase (tingkat awal dalam proses pembelahan sel) dan akan dibuat lagi oleh organisator pada akhir pembelahan sel (telofase).

b. Mitokondria

Mitokondria adalah benda-benda bulat atau berbentuk batang yang ukurannya berkisar antara 0,2 μm sampai 5 μm. Jumlahnya berkisar dari hanya beberapa buah sampai lebih dari 1000 buah per sel. Sel-sel yang aktif atau yang memerlukan energi lebih besar memiliki mitokondria yang lebih banyak, misalnya sel hati yang mengandung lebih dari 1000 mitokondria.

Setiap mitokondria dibungkus oleh suatu membran ganda. Membran dalam maupun membran luar terdiri atas suatu lapisan ganda molekul fosfolipid. Membran luar bersifat licin, sedangkan membran dalam melipat berulang-ulang menjadi lipatan-lipatan yang masuk ke dalam ruang mitokondria sehingga membran dalam menjadi luas. Lipatan dalam ini, disebut krista.

Di dalam krista terdapat enzim untuk sistem transmite electron yang sangat penting dalam mengubah energi potensial dari bahan makanan menjadi energi potensial yang disimpan di dalam ATP. Energi ATP ini digunakan oleh sel untuk melakukan berbagai kegiatan. Oleh karena itu, mitokondria cenderung berkumpul di daerah sel yang paling aktif, misalnya sel saraf dan sel otot. Kedua jenis sel tersebut mengandung banyak mitokondria, karena paling aktif terlibat dalam transmisi impuls listrik, kontraksi, dan sekresi.

c. Ribosom

Ribosom merupakan struktur yang paling kecil dengan garis tengah lebih kurang 20 nm, berbentuk bulat, dan tersuspensi dalam sitoplasma. Ribosom mengandung RNA dan protein dengan perbandingan yang sama. Ribosom berfungsi sebagai tempat pembuatan protein. Ribosom dapat terikat pada membran retikulum endoplasma atau terdapat bebas dalam matriks sitoplasma. Umumnya, ribosom yang menempel pada RE berfungsi mensintesis protein untuk dibawa keluar sel melalui RE dan golgi kompleks. Sedangkan, ribosom yang terdapat dalam sitoplasma, mensintesis protein untuk keperluan dalam sel. Dalam sel
terdapat kelompok yang terdiri atas lima atau enam ribosom yang disebut polisom yang merupakan unit fungsional yang efektif dalam sintesis protein.

d. Retikulum endoplasma (RE)

Retikulum endoplasma merupakan sistem membran yang sangat luas di dalam sel. Retikulum endoplasma di bawah mikroskop elektron, tampak seperti rongga atau tabung pipih yang saling berhubungan dan menutupi sebagian besar sitoplasma. Membran-membran ini mempunyai struktur lipid protein yang sama dengan membran lain dalam sel tersebut. Setiap membran pada retikulum endoplasma memiliki satu permukaan yang menghadap sitosol dan yang lain menghadap bagian dalam rongga
tersebut.

Retikulum endoplasma (RE) dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu retikulum endoplasma kasar (RE granular) yang banyak mengikat ribosom dan retikulum endoplasma halus (RE agranular) yang hanya terdiri atas membran saja. Kedua macam Retikulum endoplasma ini, dapat ditemukan di dalam satu sel yang sama. RE agranular mempunyai peranan dalam proses sekresi sel dan sintesis lemak, fosfolipid dan steroid. Sedangkan, RE granular berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Di samping itu, retikulum endoplasma juga berfungsi sebagai sistem transpor substrat dan hasil-hasil dari sitoplasma ke luar sel dan ke nukleus.

e. Badan golgi

Badan golgi terdapat di dalam semua sel, kecuali sperma dewasa dan sel darah merah. Badan golgi terdiri atas anyaman saluran yang tidak teratur yang tampak seperti susunan membran yang sejajar tanpa granula. Bagian-bagian tertentu saluran ini dapat membesar membentuk suatu kantung atau vesikula yang berisi zat.

Badan golgi amat penting dalam sel-sel yang secara aktif terlibat dalam sekresi. Badan golgi digunakan sebagai tempat penimbunan sementara protein dan zat-zat lain yang dibuat dalam retikulum endoplasma. Zat-zat ini dalam badan golgi dibungkus kembali dalam kantung-kantung besar (vesikula). kemudian vesikula tersebut bergerak ke permukaan sel (membran plasma), lalu membran vesikula membuka dan mengeluarkan isinya ke luar sel. Badan golgi juga merupakan tempat sintesis polisakarida, misalnya pada mukus. Selulosa yang disekresikan oleh sel tumbuhan untuk membentuk dinding sel, disintesis pada badan golgi.

f. Lisosom

Lisosom adalah struktur yang agak bulat dan dibatasi oleh membran tunggal. Diameternya sekitar 1,5 μm. Lisosom dihasilkan oleh badan golgi yang penuh dengan protein. Lisosom mengandung berbagai macam enzim yang mampu melakukan hidrolisis makromolekul-makromolekul, seperti polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein di dalam sel. Enzim-enzim hidrolitik ini terkurung di dalam lisosom sehingga menghalangi mencerna komponen-komponen dalam sel. Jika enzim-enzim hidrolitik ini merembes keluar dari lisosom, maka isi sel dapat terhidrolisis. Oleh karena itu, lisosom dinamakan kantung pembunuh diri.

Apabila bahan di dalam sel harus dicerna, mula-mula bahan tersebut digabungkan dengan lisosom, kemudian dihidrolisis. Bahan-bahan tersebut adalah struktur subseluler lain, misalnya mitokondria yang telah berhenti berfungsi, partikel-partikel makanan, atau bakteri yang merugikan. Lisosom juga berperan penting untuk menghancurkan sel-sel yang tidak berfungsi lagi. Bila sel luka atau mati, lisosomnya membantu dalam menghancurkannya. Misalnya, ekor kecebong yang secara bertahap dihancurkan oleh lisosom.

g. Peroksisom

Peroksisom besarnya hampir sama dengan lisosom (0,3 – 15 μm), dan dibatasi oleh membran tunggal. Peroksisom dihasilkan oleh retikulum endoplasma. Peroksisom juga penuh berisi enzim dan yang paling khas adalah katalase. Enzim ini mengkatalis perombakan hidrogen peroksida (H2O2), yaitu produk yang berpotensi membahayakan metabolisme sel. Peroksisom juga berperan dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat, dan dalam perubahan purin dalam sel. Pada hewan, peroksisom terdapat pada sel-sel hati dan ginjal. Sedangkan, pada tumbuhan, terdapat pada berbagai tipe sel. Peroksisom sel-sel tumbuhan sering mengandung bahan-bahan yang terkristalisasi.

h. Mikrotubulus

Mikrotubulus adalah silinder protein yang terdapat pada sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Diameter luarnya kira-kira 25 nm dan diameter lumennya sekitar 15 nm. Protein yang membentuk mikrotubulin disebut tubulin. Ada dua macam tubulin, yaitu α tubulin dan β tubulin. Kedua tubulin ini memiliki susunan asam amino yang berbeda. Dua molekul (α tubulin dan β tubulin) bergabung membentuk dimer. Dimer adalah blok bangunan yang membentuk mikrotubulus. Dimer membentuk dinding silinder dalam bentuk heliks. Mikrotubulus bersifat kaku sehingga penting dalam mempertahankan atau mengontrol bentuk sel.

Mikrotubulus berperan dalam pembelahan sel, karena setiap kromosom bergerak ke kutub pembelahan yang terikat pada gelendong mitotik yang dibentuk oleh mikrotubul. Selain itu, mikrotubul berguna sebagai saluran bagi arus zat sitoplasma di dalam sel dan merupakan komponen stuktural yang penting dari silia dan flagela.

i. Mikrofilamen

Mikrofilamen adalah serat tipis panjang berdiameter 5 – 6 nm, terdiri atas protein yang disebut aktin. Banyak mikrofilamen membentuk kumpulan atau jaringan pada berbagai tempat dalam sel, misalnya terbentuknya mikrofilamen yang memisahkan kedua sel anak yang akan membelah. Selain itu, mikrofilamen berperan dalam gerakan atau aliran sitoplasma. Mikrofilamen juga merupakan ciri-ciri yang penting dalam sel yang berubah-ubah bentuknya.

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.

Sumber