a. Membran Sel (Plasmalemma atau Selaput Plasma)

Membran sel merupakan membran sel atau selaput yang letaknya paling luar yang terbentuk dari senyawa kimia Lipoprotein (gabungan protein dan lemak) dengan perbandingan 50:50. Lipid penyusun membran yaitu pospolid. Protein yang ada di permukaan luar dan dalam disebut protein instriksik yang mempunyai sifat hidrofilik (larut dalam air) dan yang ada dan menembus kedua lapis lipid disebut protein instriksi yang mempunyai sifat hidrofobik (tidak larut dalam air). Oleh karenanya membran sel  bersifat Selektif Permeabel (Semi Permeabel) yang artinya hanya bisa dilewati oleh molekul tertentu saja 

Gambar  . Membran sel

Sumber: Inquiry into Life, Mader, S (2015)

Khusus sel tumbuhan, selain selaput plasma terdapat satu struktur yang letaknya diluar selaput plasma yaitu Dinding Sel. Dinding sel tersusun dari dua lapisan senyawa Selulosa. Diantara kedua lapisan selulosa terdapat ronggayang dinamakan Lamel  Tengah (Middle Lamel) yang  bisa  terisi  oleh  zat  penguat (contoh: chitine, pektin, suberine, lignin). Pada sel tumbuhan terkadang juga terdapat celah yang disebut Noktah atau pit. Di noktah/pit ini sering dijumpai penjuluran Sitoplasma yang disebut Plasmodesma yang mempunyai fungsi hampir sama dengan fungsi saraf pada hewan.

a. Sitoplasma

Bagian cair dalam sel disebut dengan Sitoplasma yang ada dalam dua bentuk yaitu Fase Sol (padat) dan Fase Gel (cair) dan khusus cairan yang berada di dalam inti sel disebut Nukleoplasma. Sitoplasma disusun oleh 90% air dimana air menjadi penyusun utamanya, dan berfungsi melarutkan zat-zat kimia dan tempat reaksi kimia sel.

Matriks sitoplasma atau bahan dasar sitoplasma disebut sitosol. Sitoplasma dapat berubah dari fase sol ke gel dan sebaliknya. Matriks sitoplasma tersusun atas oksigen 62%, karbon 20%, hidrogen 10%, dan nitrogen 3% yang tersusun dalam senyawa organik dan anorganik. Unsur-unsur lain adalah: Ca 2,5%; P 1,14%; Cl 0,16%; S 0,14%; K 0,11%; Na 0,10%; Mg 0,07%; I 0,014%; Fe 0,10%; dan unsur- unsur lain dalam jumlah yang sangat kecil.

b. Organel Sel

Organel sel merupakan benda-benda solid yang ada di dalam sitoplasma dan menjalankan fungsi kehidupan (bersifat hidup).

1) Retikulum Endoplasma (RE)

Retikulum Endoplasma merupakan organel yang berupa sistem membran berlipat- lipat  menghubungkan membran  sel  dengan  membran  inti  berbentuk  seperti benang-benang jala. Ikut berperan juga dalam proses transpor zat intra sel. Ada dua macam Retikulum Endoplasma yaitu RE Kasar dan RE Halus. Struktur Retikulum Endoplasma hanya bisa dilihat dengan mikroskop elektron. RE Halus memiliki fungsi sebagai transpor atau pengangkut sintesis lemak dan steroit, tempat menyimpanfospolipid, glikolipid, dan steroid, melaksanakan detoksifikasi drug dan racun. Sedangkan Fungsi RE Kasar alah untuk transpor atau pengangkut sintetis protein, terdapat juga di ribosom

2) Ribosom (Ergastoplasma) 

Ribosom merupakan organel pensintensis protein. Ribosom kerap menempel satu sama lain dan membentuk rantai yang sering disebut polisom atau pololiribosom. Struktur ribosom berbentuk bulat bundar terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang soliter dan ada yang melekat sepanjang R.E 

Ribosom adalah organel sel terkecil yang tersuspensi dalam sel. Antara satu ribosom dengan yang lainnya diikat oleh mRNA. Menurut kecepatan sedimentasi dibedakan menjadi ribolom sub unit kecil (40s) dan ribosom sub unit besar (60s). Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein dan contoh organel tidak bermembran. Oleh penyusun utamanya yaitu asam ribonukleat dan berada bebas di dalam sitoplasma ataupun melekat pada RE.

Gambar  . Struktur Ribosom

Sumber: Biology, Raven dan Johnson

3) Mitokondria (The Power House)

Di dalam biologi Mitokondria diberi julukan The Power House karena merupakan organel yang mempunyai fungsi sebagai tempat respirasi aerob untuk pembentukan ATP sebagai sumber energi sel. Mitokondria memiliki dua lapisan membran yaitu membran dalam dan membran luar.Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan ke  arah  dalam  (membran  krista).  Krista  mempunyai  fungsi memperluas permukaan agar proses pengikatan oksigen dalam respirasi sel berlangsung semakin efektif  .  

Terdapat Matrik Mitokondria yang terletak diantara membran krista dan banyak mengandung enzim pernafasan atau sitokrom, protein, DNA dan ribosom yang memungkinkan sintesis enzim-enzim respirasi  secara  otonom.  Untuk  melintasi  membran  mitokondria  memerlukan mekanisme transpor aktif. Mastrik Mitokondria berfungsi sebagai tempat berlangsungnya respirasi untuk menghasilkan energi.

Gambar  . Mitokondria

Sumber:  Campbell biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).

4) Lisosom

Lisosom dihasilkan oleh aparatus golgi yang penuh dengan protein. Berbentuk kantong-lantong kecil (Gambar 1.14) dan menghasilkan enzim-enzim hidrolitik seperti fosfatase, lipase, dan proteolitik. Enzim hidrolitik mempunyai fungsi untuk mencerna makanan yang masuk ke dalam sel secara fagositosis.

Lisosom menghasilkan zat kekebalan sehingga banyak ditemui pada sel darah putih, bersifat autofagi, autolisis, dan menghancurkan makanan secara edsosistosis. Fungsi organel sel lisosom ini ialah sebagai penghasil dan penyimpan enzim pencernaan seluler. Salah satunya yaitu Lisozym. Ada dua macam lisosom yaitu lisosom primer dan sekunder, lisosom primer memproduksi enzim yang belum aktif. Berfungsi sebagai vakuola makanan. Lisosom sekunder adalah lisosom yang terlibat dalam kegiatan mencerna, berfungsi sebagai autofagosom.

5) Badan Golgi (Aparatus Golgi = Diktiosom)

Badan Golgi terdiri dari kumpulan vesikel pipih yang mempunyai bentuk berkelok- kelok (sisternae) atau berbentuk seperti kantong pipih (   Badan golgi yang ada di dalam sel tumbuhan disebut diktiosom, dimana kebanyakan berada di dekat membran sel. Di dalam badan golgi terdapat banyak enzim pencernaan yang belum aktif, seperti koenzim dan zimogen. Dihasilkan juga lendir yang disebut musin, badan golgi juga dapat membentuk lisosom. Badan golgi bisa bergerak mendekati membran sel untuk mensekresikan isinya ke luar sel, karena ini disebut juga organ sekresi.

Organel sel ini dihubungkan dengan fungsi ekskreasi sel, dan struktur nya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Badan golgi banyak ditemui di organ tubuh yang melaksanakan fungsi eksresi atau sel-sel penyusun kelenjar seperti ginjal.

6) Sentrosom (Sentriol)

Hal yang sangat penting yaitu sentrosom hanya bisa ditemukan pada sel hewan. Sentrosom disaat reproduksi sel akan membelah menjadi sentriol. Struktur sentrosom berbentuk bintang  dengan  fungsi  untuk  pembelahan sel  (Meiosis maupun Mitosis). Sentriol berbentuk layaknya tabung dan tersusun oleh mikrotubulus yang terdiri 9 triplet, terletak disalah satu kutub inti sel  . Sentriol berperan dalam kegiatan pembelahan sel dengan membentuk benang spindel. Benang ini yang menarik kromosom menuju ke kutub sel berlawanan.

7) Plastida

Plastida ialah organel yang umumnya berisi pigmen  . Plastida yang berisi pigmen klorofil disebut kloroplas, fungsinya yaitu sebagai organel utama dalam proses fotosintesis. Kroloplas berasal dari proplastida, proplastida berukuran lebih kecil dari kloroplas dimana terdapat sedikit bahkan tanpa membran internal. Kloroplas terbungkus membran ganda, membran yang berperang mengatur keluar masuk senyawa atau ion ke dandari dalam kloroplas. 

Di membran internal kloroplas ada pigmen fotosintesis yang banyak ditemui di permukaan luar membran internal yang disebut thilakoid. Sedangkan plastida yang berisi pigmen selain klorofil (contoh: fikoerithin, xantofil, karoten) disebut dengan Kromoplas. Plastida yang tidak mempunyai warna (tidak berwarna) disebut leukoplas. 

Gambar  . Plastida/kloroplas

Sumber:  Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).

Ada macam-macam leukoplas berdasarkan bahan yang dikandungnyam yaitu elaioplas (lipoplas) berisi lemak, amiloplas berisi amilum, dan proteoplas berisi protein. Yang dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Tiga jenis plastisida, yaitu:

a) Lekoplas  yaitu  plastida  berwarna  putih  yang  berfungsi  sebagai  tempat menyimpan makanan. terdiri dari: Amiloplas: tempat menyimpan amilum; Elaioplas (Lipidoplas): tempat menyimpan lemak/minyak; dan Proteoplas: tempat menyimpan protein.

b) Kloroplas yaitu plastida berwarna hijau yang berfungsi menghasilkan klorofil dan tempat berlangsungnya fotosintesis

c)   Klomoplas yaitu plastida yang mengandung pigmen, misalnya: Fikodanin (biru), Fikosantin (kuning), Karotin (kuning) dan Fikoeritrin (merah)

8) Vakuola (Rongga Sel)

Vakuola tidak dimasukan dalam organel sel oleh beberapa ahli, benda ini bisa dilihat melalui mikroskop cahaya biasa. Vakuola berisi garam-garam organik, tanin (zat penyamak), glikosida, minyak eteris, enzime, alkaloid, dan butir-butir pati. Selaput pembatas antara vakuola dengan sitoplasma disebut Tonoplas. Pada beberapa spesies terdapat vakuola kontraktil dan vakuola nonkontraktil. Pada beberapa terdapat vakuola kecil atau bahkan tidak ada, kecuali hewan bersel satu. Hewan bersel satu terdapat dua jenis vakuola yaitu vakuola makanan dengan fungsi dalam proses pencernaan intrasel dan vakuola kontraktil yang berfungsi sebagai osmoregulator. 

9) Mikrotubulus

Mikrotubulus berbentuk benang silindris, kaku dan mempunyai fungsi untuk membentuk silia, flagela, sentriol dan benang-benang spindel, serta mempertahankan bentuk sel dan sebagai rangka sel. Contoh organel ini antaranya yaitu  benang-benang gelembung  pembelahan. Mikrotubulus ini  disusun  oleh protein yang disebut tubulin. Diameter mikrotubulus kira-kira 25 nm. Organel ini merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar.

10)      Mikrofilamen

Organel mikrofilamen mirip seperti mikrotubulus tetapi mempunyai diameter yang lebih kecil. Bahan pembentuk mikrofilamen adalah miosin dan aktin seperti yang ditemui pada otot. Berdasarkan hasil penelitian, mikrofilamen ikut andil dalam proses pergerakan sel, eksositosis, dan endositosis. Contohnya yaitu gerakan amuba.

11)      Peroksisom (Badan Mikro)

Peroksisom atau badan mikro mempunyai ukuran sama seperti Lisosom dan dibentuk dalam Retikulum Endoplasma Granular. organel peroksisom ini terus menerus berasosiasi dengan organel sel lain, banyak juga mengandung enzim katalase dan oksidae yang banyak disimpan dalam sel-sel hati. Peroksisom memiliki fungsi mengurangikan peroksida (H2O2)  dimana ini  merupakan sisa metabolisme yang bersifat toksik menjadi oksigen dan air. Badan mikro pada tumbuhan disebut Gliosisom, ikut andil dalam proses pengubahan senyawa lemak menjadi sukrosa.

c. Inti Sel (Nukleus)

Nukleus merupakan bagian sel yang berukuran lebih besar dibandingkan dengan organel sel seperti biasanya, mempunyai ukuran 10 – 20 nm. Letak inti sel (nukleus) terkadang di bagian tepi atau di tengah, mempunyai bentuk bulit atau lonjong seperti cakram. Inti sel atau Nukleus merupakan bagian sel yang mempunyai fungsi sebagai pusat pengendali aktivitas atau pusat perintah sel karena adanya benang-benang kromosom di dalam nukleus. 

Umumnya sel-sel mempunyai satu nukelus inti. Inti sel (nukelus) dibatasi oleh membran inti atau selaput  inti  yang  mempunyai  kontrol  keluar  masuk  nucleus  Nukleus diperlukan untuk mengontrol reaksi-reaksi kimia, pembelahan sel, dan pertumbuhan

Gambar  . Nukleous

Sumber: Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011).

Tetapi sesuai dengan fungsinya, ada juga sel yang mempunyai dua atau lebih inti. Nukelus juga mempunyai tugas untuk membawa perintah sintesis di inti DNA dikarenakan terdapat sandi DNA (DNA code) di dalamnya untuk menentukan urutan asam amino protein. Berdasarkan ada tidaknya selaput inti, dikenal dua penggolongan sel yaitu: Sel Prokariotik (Sel yang tidak memiliki selaput inti, contohnya pada ganggang biru, bakteri) dan Sel Eukariotik (Sel yang mempunyai selaput inti).

Fungsi dari nukelus sendiri adalah mengatur semua aktivitas sel, karena di dalam nukleus terdapat kromosom yang berisikan DNA yang mengatur sintesis protein. Inti mempunyai tugas mengendalikan semua kegiatan sel mulai dari metabolisme sampai pembelahan sel.

Pada sel eukariotik, inti diselubungi membran inti atau karioteka rangkap dua dan berpori, lain hal dengan sel prokariotik dimana sel ini tidak memiliki membran. Di dalam nukleus terdapat cairan yang biasa disebut nukleoplasma, kromosom yang biasanya berupa benang kromatin, serta Nukleolus (anak inti) yang digunakan sebagai tempat pembentukan asam ribonukleat (ARN). Perbedaan sel prokariotik dan eukariotik dapat dilihat pada gambar   berikut. 

Gambar  . Perbedaan sel prokariotik dan eukariotik (tumbuhan dan hewan)

Sumber: www.britannica.com

●     Teori Endometriosis

Pada mulanya semua mahluk hidup diduga berasal dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana, yaitu bakteri prokariot. Dugaan ini diperkuat dengan ditemukannya fosil sel prokariotik yang ada dalam batu-batuan yang berumur hingga miliaran tahun.   Evolusionist juga menduga bahwa munculnya makhluk hidup yang terorganisasi dengan baik merupakan hasil  dari proses evolusi dari sel-sel  prokariotik sederhana yang berkembang menjadi sel eukarya yang lebih kompleks.

Perbedaan   utama yang   dapat dijumpai antara sel prokariotik dengan sel eukariotik adalah bahwa seluruh sel    prokariotik tampak jelas tidak memiliki membran yang menyelimuti  nukleus dan juga tidak memiliki organel-organel sel yang merupakan karakter kunci dari sel  eukariotik.  Sudah sejak lama dipelajari bagaimana asal-usul darimana asal- usul sel eukariotik, namun hingga kini fosil sel yang merupakan bentuk antara dari prokariotik dengan eukariotik seluler belum ditemukan. Juga belum diketahui bagaimana organel-organel terbentuk pada sel eukariotik. 

Para peneliti   pendahulu telah mencoba menjelaskan asal-usul makhluk hidup dengan berbagai hipotesis tentang asal-usul kehidupan. Salah satu hipotesis yang paling terpopuler   dan   umum diterima   adalah hipotesis endosimbiosis. Bagaimana   hipotesis ini dapat diterima, dan bukti   apa yang menyebabkan hipotesis ini dapat diterima akan dibahas dalam tulisan ini. Walaupun masih berupa hipotesis tetapi  dugaan ini dapat disebut sebagai dugaan cerdas peneliti yang dapat dijadikan model pendekatan yang dapat menerangkan asal usul Eukariota dimasa lampau.   

Beberapa literatur menyebutnya sebagai “Teori Endosimbiosis” namun pada tulisan ini penulis menyebutnya sebagai “Hipotesis Endosimbiosis” dengan alasan karena   memang hanya berupa hipotesis yang sampai saat ini belum ada bukti ilmiah yang empiris untuk membenarkan hipotesis ini. semua fakta yang mendukung berupa rekonstruksi untuk memperoleh bukti pendekatan saja atau kebenaran yang bersifat hipotetical.

Hipotesis endosimbiosis pertama sekali diusulkan oleh seorang biologist dari Universitas Boston bernama Lynn Margulis pada tahun 1970 dan secara resmi dalam bukunya “Symbiosis in Cell Evolution” (1981). Munculnya hipotesis ini dulu menjadi bahan tertawaan oleh para ahli biologi karena disebut-sebut sebagai teori yang dinilai tidak masuk akal, namun berkat kegigihan dan kesabarannya Lynn dapat memberi penjelasan, bukti yang mendekati yang membuat hipotesis ini menjadi hipotesis masuk akal dan diterima.

Ide atau gagasan tentang hipotesis Endosimbiosis ini sebelumnya pernah dikemukakan oleh seorang ahli biologi Rusia bernama C. Mereschkovsky memperkenalkan hipotesis bahwa kelompok yang berbeda dari cyanobacteria menjadi endosimbion sehingga terbentuk kloroplas. Teori inilah yang kemudian dikembangkan secara luas oeh Lynn Margulis adalah hipotesis endosimbiosis berseri (serial endosymbiosis) yang menyatakan bahwa mitokondria dan kloroplas pada awalnya adalah prokariota kecil yang hidup di dalam sel prokariota yang lebih besar (Gambar 1.20). (Istilah endosimbion digunakan untuk sel yang hidup di dalam sel lain, yang disebut sel inang). Nenek moyang mitokondria diperkirakan adalah heterotrofik aerobik yang menjadi endosimbion. Nenek moyang kloroplas pada eukariota awal diperkirakan adalah prokariota fotosintetik, kemungkinan sianobakteri, yang menjadi endosimbion. Bisa jadi nenek moyang prokariotik mitokondria dan kloroplas pada awalnya masuk ke dalam sel inang sebagai mangsa yang tidak tercerna atau sebagai parasit internal.

Gambar  . Teori Endosimbiosis

Sumber: https://bio.libretexts.org

Sel inang itu mungkin sebelumnya telah memiliki suatu sistem endomembran. Dengan cara apapun hubungan itu dimulai, tidak sulit membayangkan bahwa simbiosis akhirnya menjadi menguntungkan secara mutualistik. Inang heterotrofik dapat memperoleh zat-zat makanan dari endosimbion fotosintetik. Dan pada dunia yang semakin aerobik, suatu sel yang sendirinya telah anaerobik akan diuntungkan dari endosimbion aerobik tersebut, yang mengubah oksigen menjadi menguntungkan. Dalam proses menjadi saling tergantung itu, inang dan endosimbion menjadi suatu organisme tunggal, dan bagian-bagiannya menjadi tidak terpisahkan lagi. Hampir semua eukariota, baik heterotrofik ataupun autotrofik, memiliki mitokondria atau sisa-sisa genetik organel tersebut. Akan tetapi hanya eukariota fotosintetik yang memiliki klroplas. Dengan demikian, hipotesis endosimbion berseri (serangkaian peristiwa endosimbiotik) mengasumsikan bahwa mitokondria berkembang sebelum kloroplas.

Para nenek moyang simbion masuk ke sel inang sebagai makanan yang tidak dicerna  atau  sebagai  parasit  internal  yang  kemudian  antar  mereka  saling bekerjasama  yang   disebut   endosimbiosis.  Ketika   mereka   menjadi   saling tergantung maka simbiosis antar mereka menjadi saling tak terpisahkan.

Bukti bahwa mitokondria dan plastida berasal dari endosimbiosis adalah sebagai berikut:

⮚ Mitokondria dan plastida awalnya terbentuk hanya melalui proses yang sama dengan pembelahan biner.

⮚ Dalam beberapa ganggang, seperti Euglena, plastidanya dapat dihancurkan oleh bahan kimia tertentu tanpa mempengaruhi sel. Dalam kasus seperti itu, plastida tidak akan beregenerasi. Hal ini menunjukkan bahwa regenerasi plastid bergantung pada sumber ekstraseluler, seperti

dari pembelahan sel atau endosimbiosis.

⮚ Kedua  organel  ini  dikelilingi  oleh  dua  atau  lebih  membran,  yang menunjukkan perbedaan komposisi dari membran sel lainnya.

⮚ Kedua mitokondria dan plastida mengandung DNA yang berbeda dari inti sel.

⮚ Analisa urutan DNA dan perkiraan filogenetik menunjukkan bahwa DNA nuklir mengandung gen yang mungkin berasal dari plastida.

⮚ Ribosom dalam organel-organel ini adalah seperti yang ditemukan pada bakteri (70S).

⮚ Protein   asal   organel,   seperti   bakterinya,   juga   menggunakan   N- formilmetionin dalam menginisiasi asam amino.

⮚ Sebagian besar struktur internal dan biokimia dari plastida, misalnya tilakoid dan klorofil tertentu, sangat mirip dengan cyanobacteria. Filogenetik menunjukkan bahwa plastida paling erat kaitannya dengan

cyanobacteria.

⮚ Mitokondria memiliki beberapa enzim dan sistem transportasi yang mirip dengan bakteri.

       ⮚ Beberapa  protein  yang  dikodekan  dalam  nukleus  diangkut  ke  kedua organel ini, dan keduanya, mitokondria dan plastida memiliki genom kecil dibandingkan dengan bakteri. Ini konsisten dengan meningkatnya ketergantungan pada host eukariotik setelah mereka membentuk endosimbiosis. Sebagian besar gen pada genom organel telah hilang atau pindah ke nukleus. Gen yang paling dibutuhkan untuk fungsi mitokondria dan plastid berada dalam nukleus bakterinya.

●     Mekanisme Transpor pada Membran

Sel-sel membutuhkan zat atau molekul untuk menjalankan semua aktivitas metabolisme. Beberapa zat yang diperlukan harus bergerak masuk ke dalam sel. Hal ini berlawanan dengan sampah metabolisme yang harus bergerak ke luar sel. Membran sel memegang peranan yang sangat penting dalam proses keluar masuknya zat. Transportasi zat-zat dibagi menjadi dua, yaitu transportasi pasif dan trasportasi aktif.

Transportasi pasif adalah perpindahan zat-zat mengikuti aliran perbedaan konsentrasi, sedangkan transportasi aktif adalah perpindahan zat-zat melawan aliran perbedaan konsentrasi dan memerlukan energi. Transportasi pasif berlangsung melalui proses difusi dan osmosis. Adapun transportasi aktif, berlangsung melalui proses transpor aktif, eksositosis, dan endositosis.

a.   Difusi

Secara tidak sadar proses difusi sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Misalnya, Anda akan memasukan satu sendok gula ke dalam segelas air teh jika ingin membuat air teh manis. Apa yang akan terjadi dengan gula tersebut? Awalnya,  gula  tersebut  akan  mengendap di  dasar  gelas.  Akan  tetapi,  lama kelamaan gula tersebut akan larut ke dalam air teh tersebut  . Peristiwa difusi sederhana dapat diamati ketika kita memasukkan segumpal gula ke dalam air teh 

(a), molekul molekulnya terlarut 

(b), dan tersebar (berdifusi) 

(c). Pada akhirnya proses difusi menyebabkan gula tersebar merata ke dalam air 

(d).Peristiwa tersebut akan terjadi pula pada tinta yang Anda teteskan ke dalam air bening dalam suatu wadah. Tinta tersebut akan larut dan membuat air bening berubah warna menjadi seperti warna tinta. Peristiwa larutnya gula dan tinta merupakan contoh peristiwa difusi.

Gambar  . Peristiwa difusi

Sumber: Biology, Raven dan Johnson 

Difusi merupakan perpindahan molekul-molekul suatu zat dari bagian yang berkonsentrasi tinggi menuju bagian yang berkonsentrasi rendah. Difusi dapat terjadi melalui membran ataupun tidak melalui membran. Dalam tingkatan sel, difusi dapat diartikan perpindahan molekul sel dari konsentrasi molekul tinggi menuju konsentrasi molekul rendah.

b.   Osmosis

Osmosis adalah pergerakan molekul air dari konsentrasi air yang tinggi menuju konsentrasi air yang rendah melalui membran selektif permeabel (semipermeabel). Dengan kata lain, osmosis adalah difusi molekul air melalui membran semipermeabel  

Gambar  . Peristiwa Osmosis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson 

Semipermeabel berarti membran tersebut hanya bisa dilalui oleh molekul-molekul air atau molekul-molekul seukuran dengan air. Air merupakan zat pelarut. Oleh karena itu, osmosis dapat diartikan sebagai gerak cairan yang encer menuju cairan yang pekat melalui membran semipermeabel. Apabila kepekatan cairan di luar dan di dalam sel sama (isotonis), kondisi sel akan tetap.

Namun, apabila cairan di luar sel lebih encer daripada di dalam sel (hipotonis) maka air akan masuk ke dalam sel. Sebaliknya, apabila cairan di luar sel lebih pekat daripada di dalam sel (hipertonis) maka air dari dalam sel akan bergerak ke luar. Kondisi hipotonis dapat mengakibatkan sel menggelembung dan mungkin pecah. Adapun pada kondisi hipertonis, sel akan mengerut.

c.   Transpor Aktif

Transpor aktif terjadi apabila sel secara aktif memindahkan zat-zat melewati membran sel dengan menggunakan energi  . Biasanya, transpor aktif dilakukan untuk memindahkan zat dari konsentrasi rendah menuju konsentrasi tinggi. Misalnya, glukosa tidak dapat melewati membran sel karena ukurannya terlalu besar.

Gambar  . Mekanisme Transpor Aktif

Campbell Biology. Reece, J. B., & Campbell, N. A. (2011). 

Oleh karena itu, molekul glukosa ini akan diangkut secara aktif. Energi yang digunakan untuk transpor aktif ini didapat dari pemecahan ATP menjadi ADP, fosfat, dan energi. Glukosa tersebut akan berikatan dengan fosfat menjadi glukosa-fosfat. Glukosafosfat inilah yang dapat melewati membran sel. Contoh transpor aktif yang paling sering muncul adalah mekanisme pompa natrium- kalium. Mekanisme pompa natrium-kalium akan memompa masuk ion kalium (K+) dan memompa keluar ion natrium (Na+).

Mekanisme pompa natrium-kalium dapat Anda perhatikan pada dibawah. Ion Na+ akan melekat pada protein di dalam membran sel. Ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP, fosfat yang dihasilkan akan melekat pada protein. Melekatnya fosfat pada protein menyebabkan protein berubah bentuk. Perubahan bentuk protein membuat ion Na+ keluar dari dalam sel.

d.   Eksositosis

Eksositosis terjadi apabila terdapat molekul-molekul berukuran besar yang tidak dapat ditransportasikan melalui mekanisme transpor aktif. Eksositosis (ex = keluar dari, cytos = sel) merupakan mekanisme transpor molekul keluar dari sel dengan cara membentuk vesikula.

Suatu sel akan membentuk vesikula apabila akan mengeluarkan suatu molekul. Vesikula yang terbentuk akan melingkupi molekul yang akan dikeluarkan. Vesikula bersama molekul yang dilingkupinya tersebut akan bergerak menuju membran sel . Setelah melekat dengan membran sel, molekul yang dibawa vesikula akan dikeluarkan dari dalam sel.

Gambar  . Mekanisme Eksositosis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson 

e.   Endositosis

Sebaliknya dari eksositosis, endositosis merupakan mekanisme masuknya molekul ke dalam sel dengan bantuan vesikula. Endositosis berasal dari endon yang berarti dalam dan cytos yang berarti sel. Mekanismenya, suatu sel akan membentuk vesikula dengan cara menjulurkan bagian luar membran sel.

Bagian luar membran sel tersebut akan mengurung atau menangkap molekul yang akan dibawa masuk. Kemudian, vesikula akan menelan molekul tersebut sehingga masuk ke dalam sel. Terdapat dua jenis endositosis , yaitu pinositosis dan fagositosis. Pinositosis adalah proses endositosis berupa cairan, sedangkan fagositosis adalah proses endositosis tidak berupa cairan, misalnya bakteri.

Gambar  . Mekanisme Endositosis

Sumber: Biology, Raven dan Johnson

●     Hubungan Bentuk sel pada jaringan dengan fungsinya

Struktur dan bentuk setiap jenis sel manusia berkaitan dengan fungsi apa yang akan dilakukan dalam tubuh. Sebagai contoh, sel darah merah berukuran sangat kecil, berbentuk cakram datar, yang memungkinkan sel tersebut untuk dengan mudah masuk melalui kapiler darah yang sempit dalam sistem peredaran darah untuk mengirimkan oksigen ke seluruh tubuh.

Neuron atau sel saraf membawa pesan dari otak dan sumsum tulang belakang ke seluruh tubuh, menggunakan sinyal listrik sepanjang dan sinyal kimia di antara neuron. Karena sinyal listrik bergerak jauh lebih cepat daripada sinyal kimia, neuron berbentuk panjang dan tipis untuk meminimalkan jumlah sinyal kimia yang lebih lambat yang akan diperlukan antara hubungan neuron dalam rantai banyak neuron yang lebih pendek.

Bentuk sel otot yang memanjang memungkinkan protein kontraksi untuk berbaris dalam pola yang tumpang tindih yang memungkinkan pelenturan otot pada saat tubuh bergerak.

Struktur sel sperma manusia memungkinkan mereka untuk "berenang" jarak jauh untuk mencapai sel telur untuk pembuahan. Mereka melakukan ini dengan menggunakan flagela, ekor panjang seperti cambuk.

sumber: modul belajar mandiri pppk ips biologi , Pembelajaran 1. Sel, Organ, dan Kelangsungan Hidup, Kemdikbud

Baca Juga

Bagikan Artikel