Reproduksi Sel

Tahukah kalian bahwa sel sebagai organisme terkecil melakukan berbagai aktivitas seperti makhluk hidup pada umumnya. Mereka melakukan respirasi, memperoleh makanan, dan bereproduksi, walaupun dengan cara yang berbeda. Untuk aktivitas terakhir, yaitu reproduksi, sel melakukannya dengan cara membelah diri. Setiap sel dapat memperbanyak diri membentuk sel-sel yang baru melalui proses pembelahan. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai reproduksi sel, simak ulasan di bawah ini !

1. Pembelahan Sel

     Sel bertambah banyak karena proses pembelahan. Setiap sel dapat memperbanyak diri membentuk sel-sel yang baru melalui proses pembelahan. Pada makhluk hidup bersel satu, pembelahan sel tersebut merupakan cara untuk berkembang biak. Misalnya pada bakteri atau protozoa, terjadi proses pembelahan sel dari satu sel menjadi dua, empat, delapan dan seterusnya.

     Pada makhluk hidup bersel banyak, reproduksi sel mengakibatkan bertambah banyaknya sel-sel tubuh dan demikian terjadilah pertumbuhan tubuh makhluk hidup. Misalnya, sel-sel pada tubuh anak kucing membelah diri mengakibatkan tubuh anak kucing bertambah besar. Selain itu, reproduksi sel juga menyebabkan dihasilkannya sel-sel gamet (sel kelamin),guna berlangsungnya proses perkawinan antar individu. Misalnya, setelah dewasa sel kelenjar kelamin kucing tersebut melakukan pembelahan membentuk sel-sel kelamin.

     Pada dasarnya, reproduksi sel dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu pembelahan sel secara langsung dan secara tak langsung. Pembelahan sel secara tak langsung dibedakan menjadi pembelahan mitosis dan pembelahan meiosis. Mitosis menghasilkan 2 sel anak yang identik satu sama lain dan identik pula dengan induknya dalam hal jumlah kromosom dan komposisi genetik. Meiosis menghasilkan 4 sel anak inti, masing-masing memiliki setengah jumlah kromosom induk dan dengan komposisi genetika berbeda. Meiosis merupakan bagian siklus hidup seksual.

2. Pembelahan Sel Secara Langsung

    Pada organisme uniseluler seperti bakteri, protozoa, dan ganggang bersel satu, terjadi proses pembelahan secara langsung yang artinya proses pembelahan itu tidak melalui tahapan-tahapan pembelahan. Pembelahan sel secara langsung dikenal juga sebagai pembelahan amitosis. Satu sel induk akan membelah secara langsung menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan dan seterusnya hingga sel itu bertambah banyak. Jadi, setiap sel membelah menjadi dua sel yang sama (identik) sehingga disebut juga sebagai pembelahan biner.

    Pada proses pembelahan langsung ini setiap sel anak mewarisi sifat-sifat induknya. Dengan kata lain, pembelahan langsung senantiasa menghasilkan keturunan yang identik. Prosesnya didahului oleh pembelahan inti menjadi dua, diikuti oleh pembelahan sitoplasma dan akhirnya sel itu terbagi menjadi dua sel anak. Perhatikan gambar di bawah ini !

Gambar 1. Pembelahan sel secara langsung
(Sumber : novarin88.blogspot.com)

3. Pembelahan Sel Secara Tak Langsung
    Pembelahan sel secara tak langsung adalah pembelahan sel melalui tahapan-tahapan tertentu. Tahapan-tahapan pembelahan itu diperlihatkan dengan penampakan yang berbeda-beda dari kromosom yang dikandungnya. Sebagaimana diketahui, di dalam inti sel terdapat benang-benang kromatin, yaitu benang-benang yang dapat menyerap zat pewarna lebih banyak sehingga bila diamati di bawah mikroskop tampak lebih jelas. Ketika sel akan membelah diri, benang-benang kromatin ini menebal dan memendek yang kemudian disebut kromosom. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa kromosom merupakan benang pembawa sifat yang di dalamnya terdapat gen.
      Pada waktu sel sedang membelah diri, terjadi proses pembagian kromosom di dalamnya. Tingkah laku kromosom selama sel membelah dibedakan menjadi fase-fase pembelahan sel. Oleh karena pembelahan terjadi melalui fase-fase itulah maka disebut sebagai pembelahan tak langsung. Pada dasarnya, pembelahan sel secara tak langsung dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu pembelahan mitosis dan meiosis.

A. Mitosis
Proses pembelahan mitosis terjadi pada semua sel tubuh makhluk hidup, kecuali pada jaringan yang menghasilkan sel gamet. Proses pembelahan satu sel zigot menjadi sel tubuh yang banyak jumlahnya terjadi secara mitosis. Melalui mitosis terjadi proses pertumbuhan dan perkembangan jaringan dan organ tubuh makhluk hidup.
Pada pembelahan mitosis, satu sel induk membelah diri menjadi dua sel anak yang mewarisi semua sifat sel induk. Kedua sel anak itu bersifat identik. Jika sel induk memiliki 2n kromosom, maka setiap sel anak akan memiliki 2n kromosom pula. Tujuan pembelahan mitosis adalah mewariskan semua sifat induk kepada kedua sel anaknya. Pewarisan sifat induk kepada kedua sel anaknya terjadi secara bertahap, fase demi fase. Fase-fase tersebut adalah profase, metafase, anafase, telofase, dan interfase.

I. Profase
Profase atau fase awal adalah tahapan ketika sel akan membelah diri. Tanda-tanda fase ini adalah sebagai berikut :

• Benang-benang kromatin yang semula berbentuk seperti jala berubah semakin menebal dan memendek menjadi kromosom. Pada fase ini kita dapat menghitung jumlah pasangan kromosom di dalam sel. Benang-benang kromosom tersebut berpasangan. Tiap-tiap benang kromosom menggandakan diri sehingga membentuk struktur simetris yang disebut sebagai kromatid. Jadi, jumlah benang kromosom menjadi dua kali lipat. Kromatid tersebut saling berhubungan melalui suatu bentukan yang bulat yang disebut sentromer.
• Membran nukleus melebur sehingga sel tidak memiliki membran inti. Nukleolus (anak inti) tidak tampak lagi yang berarti kegiatan transkripsi (DNA mengkopi diri membentuk RNA) tidak berlangsung lagi.
• Pada sel hewan terdapat sentriol yang membelah diri kemudian memisah, masing-masing menuju ke kutub. Dari kutub, sentriol membentuk benang-benang spindel yang menghubungkan kedua kutub sel. Melalui benang spindel inilah nantinya tiap-tiap kromosom berjalan menuju kutub masing-masing. Perhatikan gambar fase profase di bawah ini :

Gambar 2. Profase
(Sumber : berbagaireview.com)

II. Metafase
Ciri penting dari metafase adalah terjadinya pembagian kromatid di daerah ekuator. Adapun ciri-ciri metafase adalah sebagai berikut :

• Kromatid terletak di bidang ekuator, menggantung pada benang spindel melalui sentromer. Pada metafase, tampak adanya dua kromatid hasil penggandaan pada profase (satu kromatid mengandung satu bendel/set kromosom) yang sedang mengalami pembagian menjadi dua. Tiap-tiap sel anak akan mendapatkan satu kromatid.
• Benang-benang spindel tampak semakin jelas.

Gambar 3. Metafase
(Sumber : ilmuwiki.com & alamhutagg16.wordpress.com)

III. Anafase

Proses pembagian kromatid di daerah ekuator dilanjutkan dengan membawa semua kromosom itu ke kutub masing-masing. Dengan demikian, ciri penting dari anafase adalah adanya satu kromatid (berisi satu set kromosom) yang sedang bergerak menuju ke kutub masing-masing. Sebagaimana diuraikan sebelumnya, yang menyebabkan kromosom itu bergerak ke kutub adalah benang-benang spindel. Jumlah benang kromosom yang menuju ke kutub yang satu sama dengan yang menuju ke kutub yang lain. Jadi, jika sel induk memiliki 2n kromosom, setiap sel anak akan memperoleh 2n kromosom.

Gambar 4. Anafase
(Sumber : utakatikotak.com)

IV. Telofase

Fase ini merupakan fase akhir pembelahan dengan ciri-ciri sebagai berikut :

• Benang-benang kromosom sudah berada di daerah kutub masing-masing, yang semakin lama semakin menipis, kemudian berubah menjadi benang-benang kromatin yang tipis.
• Membran nukleus mulai terbentuk.
• Nukleolus mulai muncul kembali.
• Pada bidang ekuator terbentuk penebalan plasma, yang selanjutnya akan membagi sel menjadi dua. Maka terbentuklah dua sel anak yang identik.

   

     Gambar 5. Telofase
                                                  (Sumber : nafiun.com & hisham.id)

V. Interfase

Fase ini merupakan fase antara yang merupakan periode antara mitosis yang satu dengan yang lain. Interfase bukan fase istirahat karena justru pada fase ini metabolisme sel giat dilakukan. Meskipun tingkah laku kromosom tidak tampak karena berbentuk benang-benang kromatin yang halus, sel anak yang baru terbentuk itu melakukan metabolisme. Sel perlu tumbuh dan melakukan berbagai sintesis sebelum memasuki proses pembelahan berikutnya. Kegiatan sel pada saat interfase adalah mula-mula sel mengalami pertumbuhan primer, kemudian melakukan sintesis, dan selanjutnya mengalami pertumbuhan sekunder. Penjelasannya adalah sebagai berikut :

a. Fase Pertumbuhan Primer (Growth 1 disingkat G1)

Sel yang terbentuk mengalami pertumbuhan tahap pertama. Organel-organel yang ada di dalam sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, kompleks golgi, dan organel lainnya memperbanyak diri guna menunjang kehidupan sel.

b. Fase Sintesis (disingkat S)

Pada tahap ini, sel melakukan sintesis terutama sintesis materi genetik. Materi genetik adalah bahan-bahan yang akan diwariskan kepada keturunannya. Materi genetik yang disintesis adalah DNA.

c. Fase Pertumbuhan Sekunder (Growth 2 disingkat G2)

Menjelang mitosis berikutnya, sel melakukan pertumbuhan kedua dengan memperbanyak organel-organel yang dimilikinya. Hal ini dimaksudkan agar organel-organel itu dapat diwariskan kepada setiap sel keturunannya. Dengan demikian, sel mengalami daur sel (siklus sel) seperti diagram berikut:

Gambar 6. Siklus mitosis
(Sumber : nafiun.com)

B. Meiosis
      Meiosis biasanya hanya berlangsung pada organ reproduksi, yakni ketika organ reproduksi akan menghasilkan sel-sel gamet. Proses pembentukan sperma pada organ reproduksi jantan disebut spermatogenesis, sedangkan proses pembentukan ovum pada organ reproduksi betina disebut oogenesis.
      Pada pembelahan meiosis, satu sel induk membelah dua kali sehingga dihasilkan empat sel anak. Setiap sel anak yang dihasilkan hanya mendapatkan separo dari kromosom sel induk. Jadi, jika sel induk memiliki 2n kromosom, maka tiap-tiap sel anak memperoleh n kromosom (disebut sel haploid). Tujuan pembelahan meiosis adalah untuk menghasilkan sel anak yang memiliki separo dari sifat sel induknya. Jika terjadi peleburan antara sel gamet jantan dan betina, akan terbentuk satu sel zigot yang memiliki 2n kromosom (disebut sel diploid), yakni membawa separo dari sifat induk jantan dan separo dari sifat induk betina.
    Proses pembelahan meiosis berlangsung didahului oleh meiosis I (pembelahan reduksi) dan kemudian dilanjutkan oleh meiosis II. Pada meiosis I, berlangsung tahap-tahap profase I, metafase I, anafase I, dan telofase I. Hasil telofase I adalah dua sel anak yang haploid. Selanjutnya sel anak tersebut melakukan meiosis II dengan tahap-tahap profase II, metafase II, anafase II, dan telofase II. Pada akhir telofase II dihasilkan empat sel anak yang haploid.
       Setiap fase pada meiosis memiliki ciri-ciri tersendiri. Ciri-ciri itu berupa tingkah laku kromosom yang hampir sama dengan pembelahan mitosis. Namun karena adanya beberapa perbedaan, maka akan diuraikan secara singkat ciri-ciri setiap fase tersebut.
1. Meiosis I
a. Profase It
Didalam pembelahan meiosis, tahap profase merupakan periode panjang dan penting. Benang-benang kromatin semakin tebal dan pendek, membentuk kromosom. Kromosom menggandakan diri, jumlahnya dua kali lipat. Kromosom yang homolog berpasangan membentuk sinapsis. Pasangan kromosom yang homolog itu tersusun atas 4 kromatid sehingga disebut tetrad. Karena kromatid saling menempel, maka ada kemungkinan terjadi tukar-menukar gen antara kromatid-kromatid tersebut. Peristiwa tukar-menukar gen ini disebut pindah silang.

b. Metafase I
Pasangan kromosom homolog/tetrad berada di daerah ekuator. Pasangan kromosom homolog itu mengatur diri di daerah ekuator sehingga separo dari pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang satu dan separo pasangan kromosom homolog mengarah ke kutub yang lain. Sentromer menuju ke kutub dan mengeluarkan benang-benang spindel.

c. Anafase I
Kromosom bergerak menuju ke kutub masing-masing. Tidak seperti pada mitosis yang mengalami pembelahan sentromer, pada meiosis tidak terjadi pembelahan sentromer. Akibatnya, setiap kromosom yang bergerak menuju ke kutub itu masih mengandung dua kromatid atau masih berpasangan.

d. Telofase II
Setelah kromosom yang berpasangan itu tiba  di kutub masing-masing, terbentuklah membran nukleus, yang diikuti pula oleh proses sitokinesis (pembagian sitoplasma). Kini terbentuk dua sel anak, setiap sel anak mengandung n kromosom sehingga pada akhir telofase I terbentuk dua sel anak yang haploid. Pada saat ini, sel sudah siap memasuki pembelahan meiosis II.

Gambar 7. Proses pembelahan meiosis I
(Sumber : berbagaireview.com)

2. Meiosis II
Meiosis II mirip dengan mitosis. Tahapan selengkapnya adalah sebagai berikut :
a. Profase II
Pada fase awal, benang kromatin menebal dan memendek membentuk kromosom. Pada fase ini tidak terjadi proses penggandaan kromosom sehingga jumlah set kromosom tetap.

b. Metafase II
Kromosom mengumpul di daerah ekuator. Separo kromosom mengarah ke kutub masing-masing. Sentromer terbagi dua, masing-masing mengarah ke kutub, sebagai tempat melekatnya kromosom pada benang-benang spindel.

c. Anafase II
Kromosom bergerak menuju ke kutub masing-masing.

d. Telofase II
Setelah kromosom sampai di kutub masing-masing, terbentuklah membran inti. Tiap-tiap inti mengandung n kromosom (sel haploid). Akhirnya diikuti oleh proses sitokinesis sehingga seluruhnya terbentuk empat sel anak haploid.

Gambar 8. Proses pembelahan meiosis II
(Sumber : berbagaireview.com)

Untuk lebih memahami tentang meiosis I dan meiosis II, perhatikan gambar di bawah ini :

Gambar 9. Proses pembelahan meiosis I dan II
(Sumber : brainly.co.id)

Jadi, berdasarkan uraian di atas, perbedaan antara pembelahan mitosis dengan meiosis dapat ditunjukkan oleh tabel berikut ini :

Gambar 10. Tabel perbedaan pembelahan mitosis dan meiosis
(Sumber : biologitopibiru.blogspot.com)

4. Proses Pembentukan Gamet (Gametogenesis)

Proses pembentukan sel gamet disebut gametogenesis. Dalam peristiwa ini terjadi proses pembelahan meiosis. Gametogenesis berlangsung pada jaringan kelenjar kelamin. Proses pembentukan sperma disebut spermatogenesis dan proses pembentukan ovum disebut oogenesis.

A. Spermatogenesis
      Spermatogenesis merupakan proses pembentukan sperma yang terjadi di dalm testis. Sel kelamin jantan atau spermatozoid (sering disingkat sperma) berbentuk kecil, lonjong, berflagela, dan secara keseluruhan bentuknya menyerupai kecebong. Flagela tersebut digunakan sebagai alat gerak di dalam medium cair. Organ penghasil sperma disebut testis. Pada mamalia, testis terdapat pada hewan jantan sebagai buah pelir atau buah zakar. Buah pelir pada manusia berjumlah sepasang.
    Di dalam testis terdapat saluran-saluran kecil (tubulus seminiferus) dan pada dinding saluran sebelah dalam itulah terjadi proses spermatogenesis. Pada bagian tersebut terdapat sel-sel induk sperma yang disebut spermatogonium. Spermatogonium mengalami mitosit menjadi spermatosit primer (sel sperma primer). Selanjutnya, satu spermatosit primer mengalami meiosis I menjadi dua sel spermatosit sekunder (haploid). Tiap-tiap sel spermatosit sekunder mengalami meiosis II sehingga terbentuk 4 sel spermatid yang sama besar dan haploid. Mula-mula spermatid berbentuk bulat, kemudian tumbuh menjadi sel sperma yang berflagela dan dapat bergerak aktif. Jadi, dari satu spermatosit primer akan dihasilkan dua spermatosit sekunder dan akhirnya terbentuk 4 sel sperma. Tahapan spermatogenesis dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 11. Spermatogenesis
(Sumber : pak.pandeni.web.id)

B. Oogenesis
      Sel telur atau ovum adalah sel kelamin betina. Bentuknya lebih besar dari pada sperma dan tidak dapt bergerak (pasif). Sel telur dihasilkan oleh sepasang ovarium atau kelenjar telur, kiri dan kanan. Berbeda dengan testis yang berada di luar badan, ovarium berada di dalam rongga tubuh, di sekitar pinggang.
      Proses oogenesis berlangsung di dalam ovarium dan didahului oleh pembelahan mitosis sel induk ovum (oogonium). Hasil pembelahan adalah oosit primer. Pada proses meiosis I, oosit primer membelah menjadi dua sel yang tidak sama, yaitu satu sel berukuran besar disebut oosit sekunder dan satu sel lagi berukuran kecil disebut badan kutub pertama (polar body). Pada proses meiosis II, oosit sekunder membelah menjadi dua sel yang tidak sama besarnya. Satu sel berukuran besar disebut ootid yang mengandung nukleus, semua kuning telur, dan sitoplasma sel. Sedangkan satu sel yang lain berukuran kecil dan hanya mengandung nukleus yang disebut dengan badan kutub kedua. Badan kutub pertama juga mengalami meiosis II membentuk dua sel kecil badan kutub kedua. Dengan demikian pada akhir meiosis II terbentuk 4 buah sel, yaitu satu sel yang besar yang disebut ootid dan tiga sel kecil yang disebut badan kutub.
      Ootid dapat tumbuh menjadi ovum dewasa tanpa mengalami pembelahan sel lagi. Sementara itu tiga sel badan kutub yang berukuran kecil mengalami degenerasi (penyusutan) dan tidak berfungsi, sehingga pada akhir proses oogenesis hanya tinggal satu sel ovum yang fungsional. Satu sel ovum yang tersisa mengandung nukleus, kuning telur, sitoplasma, ribosom, dan organel sel lainnya dalam jumlah yang cukup. Keadaan yang demikian penting untuk proses pertumbuhan zigot kelak dikemudian hari.
    Berbeda dengan individu jantan yang setiap kali dapat mengeluarkan sperma dalam jumlah banyak, individu betina biasanya hanya menghasilkan satu ovum dalam setiap ovulasi. Pada beberapa mamalia, misalnya tikus, kelinci, dan kambing, individu betina dapat mengahasilkan ovum lebih dari satu. Ovulasi lebih dari satu dapat terjadi pada ovarium sebelah kiri dan atau kanan atau secara bersamaan. Tahapan oogenesis dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 12. Oogenesis
(Sumber : edutafsi.com)

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa reproduksi sel merupakan cara untuk melestarikan diri dengan jalan memperbanyak sel-sel baru (organisme uniseluler). Pada organisme bersel banyak (multiseluler) reproduksi sel tubuh (sel soma) menyebabkan tubuh makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan juga dapat mengganti sel yang rusak (pada pembelahan mitosis). Reproduksi sel gamet (pada pembelahan meiosis) berfungsi membentuk sel kelamin (gametogenesis) dan reproduksi sel juga berhubungan dengan pewarisan sifat. Sifat makhluk hidup tersimpan di dalam kromosom dalam bentuk sepenggal DNA yang dikenal sebagai gen. Agar sifat-sifat induk dapat diwariskan kepada keturunannya, maka diperlukan mekanisme pembagian gen. Mekanisme pembagian gen pembawa sifat itu berlangsung pada proses pembelahan mitosis dan meiosis.

Semoga bacaan di atas bermanfaat
Terima kasih 🙏

SEL

Hai sobat, adakah diantara kamu yang gemar belajar Biologi? Pada prinsipnya,Biologi mempelajari tentang makhluk hidup dan hal-hal yang berkaitan dengan makhluk hidup tersebut,misalnya saja tentang aktivitas yang dilakukan oleh tubuh. Seluruh aktivitas yang dilakukan tubuh sebenarnya merupakan bentuk kerja dari seluruh organ di dalamnya,misalnya saja hati, paru-paru, jantung, ginjal dan masih banyak lainnya. Lalu, bagaimana cara organ-organ itu bekerja ? Untuk menjawabnya, kita harus memahami terlebih dahulu tentang bagian terkecil dari tubuh makhluk hidup karena di situlah letak komando seluruh aktivitas di dalam tubuh. Bagian terkecil apa yang dimaksud ? Pada pokok bahasan kali ini, penulis akan membahas tentang sel,yaitu bagian terkecil dari makhluk hidup yang mampu melaksanakan aktivitas kehidupan. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang sel, mari baca dan pahami ulasan di bawah ini !

1. Sejarah Mengenai Penemuan Sel

• Robert Hooke (Tahun 1665)

Sejarah penemuan sel diawali pada tahun 1665. Saat itu, seorang ahli biologi kebangsaan Belanda yang bernama Robert Hooke mengamati sebuah sayatan gabus batang tanaman Quercus suber menggunakan mikroskop rancangannya. Dari pengamatan itu,ia kemudian menemukan adanya banyak ruang kosong dengan dinding tebal sebagai pembatasnya. Ruang-ruang kosong yang ditemukan Hooke ini ia namai dengan istilah Cellulae atau sel. Sel yang ditemukan oleh Robert Hooke sebenarnya adalah sel-sel gabus mati. Meskipun demikian, hasil kerja Robert Hooke inilah yang kemudian membuka sejarah penemuan sel sehingga menjadi pioner dalam perkembangan teori dan teknologi sel di masa kini.

• Antonie van Leeuwenhoek (Tahun 1632-1723)

Hasil kerja Robert Hooke telah menarik minat Antonie van Leeuwenhoek untuk mempelajari lebih dalam tentang rahasia kehidupan terkecil di muka bumi ini. Ia merancang mikroskop kecil berlensa tunggal untuk memuluskan niatnya. Mikroskop tersebut ia gunakan untuk mengamati air rendaman jerami. Dari pengamatan yang dilakukannya, Antonie menemukan adanya organisme yang bergerak-gerak dalam air yang diamatinya itu. Organisme tersebut kemudian dinamai dengan istilah bakteri. Karena pengamatan tersebut,Antonie van Leeuwenhoek dianggap sebagai orang pertama yang menemukan sel hidup dalam sejarah penemuan sel.

• Schleiden dan Schwann (Tahun 1804-1882)

Schleiden mengamati sel pada hewan dan Schwann mengamati sel pada tumbuhan. Keduanya menyimpulkan bahwa makhluk hidup tersusun atas sel-sel (sel merupakan unit struktural).

• Robert Brown (Tahun 1812)

Menemukan adanya inti sel (nukleus) di dalam sel.

• Rudolph Virchow (Tahun 1821-1902)

Rudolph Virchow juga melakukan penelitian mendalam terhadap ilmu sel.Dari penelitian tersebut ia mengemukakan teori Omnis cellula ex cellulae yang artinya semua sel berasal dari sel sebelumnya.

• Max Schultze (Tahun 1825-1874)

Penelitian mendalam tentang sel dilanjutkan oleh Max Schultze di tahun 1845. Penelitian yang membuka babak baru dalam sejarah penemuan sel tersebut menghasilkan teori bahwa dalam sel terdapat bagian bernama protoplasma. Protoplasma adalah dasar fisik kehidupan yang bukan hanya bagian struktur sel, melainkan juga sebagai tempat berlangsungnya reaksi-reaksi biokimia kehidupan.

• Felix Dujardin (Tahun 1835)

Ahli biologi Belanda ini menemukan adanya cairan sel yang terdapat di dalam membran sel. Cairan tersebut kini kita kenal dengan istilah protoplasma.

• Johannes Purkinje (Tahun 1787-1869) 

Ahli biologi yang menjadi orang pertama pengaju istilah Protoplasma.

2. Pengertian Sel

Sel merupakan unit atau bagian terkecil dari makhluk hidup yang mampu melaksanakan akivitas kehidupan. Atau sel adalah kesatuan struktural, fungsional, pertumbuhan dan hereditas terkecil dari suatu organisme. Sel disebut kesatuan struktural karena sel merupakan penyusun tubuh makhluk hidup dan setiap makhluk hidup terdiri atas sel-sel. Disebut fungsional karena sel mempunyai bagian-bagian (organel) yang mempunyai fungsi masing-masing dan dapat saling bekerja sama untuk melaksanakan aktivitas kehidupan. Disebut pertumbuhan karena sel di dalam tubuh dapat membelah dan terus-menerus memperbanyak diri melalui suatu proses pembelahan sel (cleavage). Disebut hereditas karena sel mengandung materi genetik, yaitu materi penentu sifat-sifat makhluk hidup.

3. Protoplasma sebagai Bahan Penyusun Utama Sel

Pada tahun 1835 Felix Dujardin menyatakan bahwa bagian yang penting dari sel ialah cairan yang terdapat di dalam sel. Johannes Purkinje (Tahun 1787-1869) adalah orang yang pertama kali memberikan istilah protoplasma untuk bahan-bahan embrional di dalam telur. Selanjutnya, istilah protoplasma digunakan untuk cairan yang terdapat di dalam sel yang hidup.  Protoplasma berasal dari bahasa Yunani protos yang berarti pertama dan plasma yang berarti hal terbentuk. Protoplasma adalah substansi dasar makhluk hidup yang merupakan bahan utama pembentuk isi sel yang hidup. Pada eukariota, protoplasma yang mengelilingi inti sel dikenal sebagai sitoplasma dan protoplasma yang terdapat di dalam inti sel disebut sebagai nukleoplasma. Ada dua kandungan utama dari protoplasma, yaitu kandungan senyawa organik dan senyawa anorganik. Senyawa organik yang menyusun protoplasma berupa karbohidrat, lemak, protein, air dan asam nukleat.Sedangkan senyawa anorganiknya terdiri atas asam, basa dan garam-garam mineral.

4. Tipe-Tipe Sel
    Secara struktural, sel dibagi menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.
a. Sel Prokariotik
Sel prokariotik merupakan sel yang tidak memiliki membran inti, sehingga materi genetik di dalamnya belum terpisah dengan bagian sel lainnya. Contoh organisme yang memiliki sel prokariotik adalah Archaebacteria, Eubacteria dan Cyanobacteria. Selain inti sel, sel prokariotik memiliki dinding sel, membran plasma, sitoplasma, mesosom, ribosom dan organel pergerakan.

b. Sel Eukariotik
Sel eukariotik merupakan sel yang sudah memiliki membran inti. Hal ini terbukti dengan sudah terbungkusnya DNA serta RNA dengan membran inti, sehingga terpisah dengan organel sel lainnya. Sel hewan dan sel tumbuhan merupakan tipe sel eukariotik.

Gambar 1. Perbedaan Sel Prokariotik dengan Sel Eukariotik
(Sumber : kompasiana.com)

5. Organel-Organel Sel
a. Dinding Sel
Dinding sel merupakan bagian terluar dan tak hidup yang hanya terdapat pada sel tumbuhan. Bagian ini tidak ditemukan pada sel hewan.

Gambar 2. Tampak adanya dinding sel pada sel tumbuhan
(Sumber : dosenpendidikan.co.id)

Dinding sel berfungsi untuk melindungi dan untuk menguatkan sel. Sebagian besar zat pembentuk dinding sel adalah berupa selulosa, yaitu sejenis karbohidrat yang hanya dibentuk oleh sel tumbuhan. Di samping selulosa masih ada zat lain yakni pektin dan lignin yang dapat menyebabkan dinding sel menjadi keras.

b. Membran Plasma/Membran Sel
Pada sel tumbuhan, membran ini terdapat di sebelah dalam dinding sel. Sedangkan pada sel hewan, ia merupakan pembungkus seluruh plasma. Membran plasma terbentuk dari senyawa protein dan lipid, sehingga sering disebut selaput lipoprotein. 

Gambar 3. Struktur membran sel
(Sumber : markijar.com)

Salah satu fungsi membran sel adalah untuk mengatur peredaran zat dari sel dan ke dalam sel. Zat-zat makanan dan udara yang diperlukan oleh sel masuk melalui membran inti. Sebaliknya, zat sampah yang tidak berguna lagi dikeluarkan juga melalui membran inti.

c. Sitoplasma

Gambar 4. Sitoplasma
(Sumber : usaha321.net)

Sitoplasma adalah cairan yang mengisi ruangan antara membran sel dengan inti sel. Sitoplasma tersusun atas cairan dan padatan. Cairan sitoplasma disebut sitosol dan padatan sitoplasma adalah organel-organel. Semua zat yang diperlukan sel akan larut dan bergerak di dalam sitoplasma. Sitoplasma berfungsi sebagai tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang penting bagi metabolisme sel, seperti enzim-enzim, ion-ion, gula, lemak, dan protein. Di dalam sitoplasma itulah berlangsung kegiatan pembongkaran dan penyusunan zat-zat melalui reaksi-reaksi kimia.

d. Nukleus
Nukleus atau inti sel adalah organel sel yang berbentuk oval atau bulat dan merupakan organel terbesar di dalam sel. Inti sel tersusun atas protein, enzim dan bahan-bahan pembawa sifat menurun. Nukleus merupakan pengatur seluruh kegiatan hidup dari sel, termasuk proses perkembangbiakan. Umumnya setiap sel mengandung sebuah inti. Namun demikian ada sel yang tidak berinti, misalnya sel darah mamalia dan ada pula sel yang mengandung lebih dari satu inti, misalnya pada sel otot lurik. Pada Paramaecium, setiap selnya bahkan selalu mengandung dua buah nukleus. Nukleus (inti sel) merupakan bagian yang sangat penting. Tanpa inti tersebut, sel tidak akan mampu memperbaiki dirinya yang rusak dan juga tidak mampu berkembang biak. Di dalam nukleus ini terdapat lagi bermacam-macam organel, seperti :
Membran Nukleus
Setiap inti dibungkus oleh sebuah selaput ganda, tipis yang disebut membran nukleus atau membran inti. Membran rangkap nukleus terdiri atas membran luar dan membran dalam. Membran luar berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma dan akhirnya ke membran sel. Jadi antara membran sel dengan membran nukleus terdapat hubungan secara langsung melalui membran retikulum endoplasma.

Nukleoplasma
Matriks nukleus disebut nukleoplasma. Nukleoplasma tersusun atas air, protein, ion, enzim dan asam inti. Nukleoplasma bersifat gel, di dalamnya terdapat benang-benang kromatin (benang penyerap warna). Pada proses mitosis, benang kromatin itu tampak memendek dan disebut kromosom. Benang kromatin tersusun atas protein dan DNA. Di dalam benang DNA inilah tersimpan informasi kehidupan. DNA akan mentranskripsi diri (mengkopi diri) menjadi RNA yang selanjutnya akan dikeluarkan ke sitoplasma. Hal ini akan dibahas lebih mendalam pada pokok bahasan berikutnya.

Nukleolus
Nukleolus (anak inti) terbentuk pada saat terjadi proses transkripsi (sintesis RNA) di dalam nukleus. Jika proses transkripsi berhenti, nukleolus menghilang atau mengecil. Jadi, nukleolus bukan merupakan organel yang tetap, melainkan sebagai suatu tanda bahwa sel sedang melakukan transkripsi.

Gambar 5. Nukleus dan komponen penyusun nukleus
(Sumber : nafiun.com)

e. Retikulum Endoplasma (RE)

Gambar 6. Retikulum endoplasma
(Sumber : alendrompis.wordpress.com)

Retikulum berasal dari kata reticular yang berarti anyaman benang/jala. Letaknya yang memusat pada bagian dalam sitoplasma (endoplasma) membuatnya dinamakan sebagai retikulum endoplasma. Membran retikulum endoplasma merupakan kelanjutan dari membran nukleus hingga ke membran plasma. Dengan adanya sistem endomembran ini, maka terbentuk lumen menyerupai "terowongan" yang menghubungkan nukleus dengan bagian luar sel. Retikulum endoplasma terbagi menjadi dua macam, yaitu RE kasar dan RE halus. Retilukulum endoplasma kasar tampak berbintil-bintil karena ditempeli ribosom sedangkan retikulum endoplasma tidak ditempeli ribosom. Retikulum endoplasma berfungsi sebagai tempat melekatnya ribosom, tempat sintesis lemak, penetralan racun dan untuk transpor materi di dalam sel.

f. Ribosom
Ribosom tersusun atas RNA-ribosom (RNA-r) dan protein. Menurut bentuknya, ribosom terdiri dari unit besar dan unit kecil yang masing-masing berbentuk bulat. Jika keduanya bergabung maka akan terbentuk ribosom yang mirip angka delapan. Ribosom ada yang menempel pada membran retikulum endoplasma dan ada pula yang melayang-layang di dalam sitoplasma. Fungsinya sama yaitu untuk mensintesis protein. Hanya saja, umumnya ribosom yang menempel pada retikulum endoplasma berfungsi mensintesis protein untuk dibawa keluar sel melalui retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Sedangkan ribosom yang melayang-layang di dalam sel berfungsi mensintesis protein untuk keperluan di dalam sel.

Gambar 7. Ribosom
(Sumber : rumusguru.com)

g. Kompleks Golgi/Badan Golgi

Gambar 8. Kompleks Golgi
(Sumber : quipper.com)

Organel ini ditemukan oleh sarjana Italia bernama Camillio Golgi. Oleh karena itulah organ ini disebut Golgi apparatus atau badan golgi. Badan golgi adalah organel sel yang berbentuk kantung pipih. Banyak dijumpai pada sel-sel kelenjar, sehingga badan golgi berperan dalam proses pengeluaran (ekskresi). Badan golgi disebut juga sebagai organel sekretori.

h. Mitokondria
Mitokondria merupakan penghasil energi karena berfungsi untuk respirasi. Bentuk mitokondria beraneka ragam, namun secara umum dapat dikatakan bahwa mitokondria berbentuk butiran atau benang. Penyebaran dan jumlah mitokondria di dalam sel tidak sama tergantung pada aktivitas sel yang bersangkutan. Mitokondria memiliki dua membran, yaitu membran luar dan membran dalam. Struktur membran luar mirip dengan membran plasma. Pada membran dalam terjadi pelekukan ke arah dalam membentuk krista. Dengan adanya krista ini, permukaan membran dalam menjadi semakin luas sehingga proses respirasi sel semakin efektif. Proses respirasi berlangsung pada membran dalam mitokondria (pada krista) dan matriks. Hasil oksidasi senyawa organik di dalam mitokondria adalah energi yang berfungsi untuk membentuk ATP.

Gambar 9. Mitokondria
(Sumber : avkimia.com)

i. Vakuola
Vakuola merupakan organel yang berbentuk kantong dan berisi cairan yang diselubungi membran tunggal.Vakuola dimiliki oleh sel tumbuhan dan hewan uniseluler tingkat rendah,seperti protozoa. Vakuola berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan, menyimpan pigmen, menyimpan gas dan menyimpan sisa metabolisme.

Gambar 10. Vakuola pada tumbuhan dan vakuola pada hewan (Paramecium)
(Sumber : quipper.com)

j. Lisosom

Gambar 11. Lisosom
(Sumber : seputarilmu.com)

Lisosom senantiasa bekerja sama dengan vakuola makanan karena dia adalah organel yang bertanggung jawab pada pembentukan enzim pencernaan. Enzim pencernaan ini sangat diperlukan oleh vakuola makanan yang berfungsi untuk menyelenggarakan pencernaan makanan. Bentuk lisosom seperti kantong dan banyak mengandung enzim hidrolitik yang penting untuk pemecahan molekul karbohidrat, lipid dan protein menjadi senyawa yang lebih sederhana. Di samping itu lisosom juga berfungsi sebagai penghasil zat kebal, maka sering banyak ditemukan pada leukosit (sel darah putih). Lisosom hanya ditemukan pada sel hewan.

k. Sentriol

Gambar 12. Sentrosom
(Sumber : materi.co.id)

Sentriol terdiri atas sepasang badan berbentuk tabung (silinder) dan merupakan suatu kesatuan yang disebut sentrosom. Sentriol berisi sekelompok mikrotubula yang terdiri atas 9 triplet, terletak di dekat nukleus. Sentriol ini berperan penting dalam proses pembelahan sel. Sebelum sel membelah, sentriol membelah terlebih dahulu, kemudian dari kedua sentriol tersebut terbentuklah benang-benang gelendong pembelahan.

l. Mikrotubulus dan Mikrofilamen

Di dalam sitoplasma sel-sel hewan, khususnya hewan tingkat rendah, terdapat benang-benang silindris yang tersusun atas protein. Benang itu disebut mikrotubulus. Para ahli sitologi menduga bahwa organel ini berfungsi untuk mempertahankan bentuk dari sel hewan, tapi ada yang menganggapnya sebagai "rangka" sel. Termasuk ke dalam mikrotubulus adalah benang gelendong pembelahan yang terbentuk pada saat sel akan membelah. Bangunan yang lebih kecil dari mikrotubulus yang tersusun atas protein adalah mikrofilamen. Ia sangat berperan dalam menentukan perubahan bentuk sel. Perubahan bentuk sel otot karena proses kontraksi-relaksasi juga disebabkan oleh aktivitas mikrofilamen ini. Di samping itu, mikrofilamen juga berperan serta dalam pergerakan protoplasma. Mikrotubulus dan mikrofilamen berperan dalam pergeran sel.

Gambar 13. Mikrotubulus dan Mikrofilamen
(Sumber : brainly.co.id)

m. Plastida

Plastida merupakan organel yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan, berupa butir-butir yang mengandung zat warna. Plastida terbagi menjadi tiga macam, yaitu :

Kromoplas

Adalah plastida yang memiliki pigmen merah, biru, cokelat, jingga dan kuning. Plastida jenis ini bisa ditemukan pada sel bunga, buah-buahan masak dan daun yang mulai menua.

Leukoplas

Adalah plastida yang tidak mengandung pigmen warna. Plastida jenis ini terdapat pada sel-sel embrional, empulur batang dan bagian tumbuhan di dalam tanah yang berwarna putih.

Kloroplas

Adalah plastida yang mengandung klorofil. Di dalam kloroplas terdapat tilakoid, yaitu tempat untuk menyimpan unit fotosintesis dan stroma, yaitu cairan di luar tilakoid.

Gambar 14. Struktur Kloroplas
(Sumber : seputarilmu.com)

6. Perbedaan Sel Tumbuhan dan Sel Hewan

Sel tumbuhan memiliki organel tertentu yang tidak terdapat pada sel hewan, demikian pula sebaliknya. Berikut ini disajikan tabel perbedaan antara sel tumbuhan dengan sel hewan :

Tabel 1. Perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan
(Sumber : plengdut.com)

7. Transportasi Antarmembran

Organel yang berperan dalam proses transportasi sel adalah membran sel. Hal itu karena membran bersifat semipermeabel atau selektif permeabel. Tujuan dari transpor zat melalui membran adalah :

• Memasukkan gula, asam amino, dan nutrisi lain yang dibutuhkan sel.
• Mengatur konsentrasi ion anorganik di dalam sel.
• Menstabilkan pH.
• Menjaga konsentrasi zat agar kerja enzim menjadi optimal.

Transpor zat melalui membran dibedakan menjadi dua, yaitu transpor pasif dan aktif.
a. Transpor Pasif
Transpor pasif adalah transpor yang tidak memerlukan energi. Berlangsungnya transpor ini dipengaruhi oleh perbedaan konsentrasi antara zat yang akan pindah. Contoh transpor pasif ini adalah difusi, difusi terbantu dan osmosis.
b. Transpor Aktif
Transpor aktif merupakan transpor zat yang membutuhkan energi dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat). Pada transpor aktif ini, terjadi pemompaan melewati membran melawan gradien konsentrasi. Contoh transpor aktif ini adalah pompa ion natrium-kalium, kotranspor, dan endositosis-eksositosis.

Dari bacaan di atas sudah jelas bahwa sel merupakan bagian penting dalam kehidupan. Kinerja seluruh organ di dalam tubuh kita berawal dari kinerja setiap sel-sel penyusunnya. Oleh karena itu, penting bagi kita untuk terus menjaga kesehatan agar sel-sel di dalam tubuh bisa bekerja secara optimal, sehingga tidak mudah sakit.

Semoga bacaan di atas bermanfaat
Terima kasih 🙏