1. SEJARAH PENEMUAN SEL, TEORI-TEORI SEL DAN KONSEP SEL

SEJARAH PENEMUAN SEL Robert Hooke (Inggris, ) Ia mengamati sayatan tutup botol dari batang tumbuhan gabus, Qoercus suber; dengan menggunakan mikroskop hasil rancangannya. Dalam sayatan gabus tersebut tampak ruangan atau kamar-kamar kecil yang dipisahkan oleh dinding tebal menyerupai sarang lebah. Kamar-kamar kecil tersebut ia beri nama sel. Pada akhir tahun 1678, Antony van Leeuwenhoek (Belanda, ) menjadi orang pertama yang melihat benda hidup yang sangat kecil di dalam air rendaman jerami dengan menggunakan mikroskop sederhana. Pada tahun 1809, Jean Baptiste de Lamarck (Prancis, ) menyatakan bahwa setiap makhluk hidup merupakan kumpulan sel dan di dalam setiap sel bergerak cairan yang kompleks.

TEORI – TEORI SEL hal yang sangat erat kaitannya dengan awal perkembangan biologi sel adalah munculnya teori sel.munculnya teori ini didahului oleh sejumlah penelitian pada awal ke Sel Merupakan Kesatuan Atau Unit Struktural Makhluk Hidup Teori ini dikemukan oleh seorang yang bernama Matthew Schleiden ( ) dan Theodor Schwan ( ). 1. Sel Merupakan Kesatuan Atau Unit Struktural Makhluk Hidup Teori ini dikemukan oleh seorang yang bernama Matthew Schleiden ( ) dan Theodor Schwan ( ). 1. Sel Merupakan Kesatuan Atau Unit Struktural Makhluk Hidup Teori ini dikemukan oleh seorang yang bernama Matthew Schleiden ( ) dan Theodor Schwan ( ). 2. Sel Sebagai Unit Fungsional Makhluk Hidup Max Schultze ( ) menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan. 2. Sel Sebagai Unit Fungsional Makhluk Hidup Max Schultze ( ) menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan. 3. Sel Sebagai Unit Pertumbuhan Makhluk Hidup Seorang yang bernama Rudolph Virchow ( ) berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae (semua sel berasal dari sel sebelumnya). 3. Sel Sebagai Unit Pertumbuhan Makhluk Hidup Seorang yang bernama Rudolph Virchow ( ) berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae (semua sel berasal dari sel sebelumnya). 4. Sel Sebagai Unit Hereditas Makhluk Hidup Dalam ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong penemuan unit-unit penurunan sifat yang terdapat dalam nukleus yakni kromosom. 4. Sel Sebagai Unit Hereditas Makhluk Hidup Dalam ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong penemuan unit-unit penurunan sifat yang terdapat dalam nukleus yakni kromosom.

KONSEP SEL Robert brown ( ). Pada tahun 1831, menemukan suatu struktur yang demikian pada butir serbuk sari dan bakal biji.ia berkesimpulan bahwa nucleus merupakan komponen yang mendasar dan selalu terdapat di dalam sel. Pada tahun 1836, felix dujardin( ) membuat uraian tentang sitoplasma yang terdapat pada amoeba yang hidup dan member nama “sarkode”.ia mengamati bahwa substansi tersebut bersifat: homogen,elastis,kontraktil,dan transparan. Pada tahun 1846 hugo von mohl( )menggunakan istilah “protoplasma”untuk memeberika nama kepada substansi yang hidup, yang terdapat di dalam sel.ia mengamati bahwa protoplasma yang terdapat di dalam sel tumbuhan mengalir mengelilingi vakuola pusat. Penemuan nukleus dan sitoplasma di dalam sel seperti yang diuraikan di atas mengubah konsep sel yang sederhana menjadi suatu konsep baru,yang mempunyai perumusan bahwa :sel adalah suatu masa protoplasma,yang berada dalam suatu ruangan yang dikelilingi oleh membran sel,dan mempunyai nukleus.protoplasma yang mengelilingi nukleus selanjutnya dinamai sitoplasma, sedangkan yang berada di dalam nukleus disebut karyoplama.

METODE PENGAMATAN SEL

1. Mikroskopis Sel dan jaringan dalam tubuh yang ukurannya sangat kecil, tidak mungkin dapat dilihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu perlu dibantu oleh mikroskop. Mikroskop adalah alat yang dapat memperbesar bayangan benda yang diamati, sehingga benda yang sesunggunya kecil dapat dilihat 1. Mikroskopis Sel dan jaringan dalam tubuh yang ukurannya sangat kecil, tidak mungkin dapat dilihat dengan mata telanjang. Oleh karena itu perlu dibantu oleh mikroskop. Mikroskop adalah alat yang dapat memperbesar bayangan benda yang diamati, sehingga benda yang sesunggunya kecil dapat dilihat Macam – Macam Metode Pengamatan Sel

Agar sel dapat diamati secara rinci dan jelas bagian-bagiannya di bawah mikroskop, sel harus dibuat bentuk preparat yang tipis terlebih dahulu. Jaringan difiksasi, diiris/ disayat ( dengan alat yang bernama mikrotom), diwarnai, lalu diletakan pada kaca objek dan ditutup dengan kaca penutup. Semua rangkaian proses tersebut disebut dengan mikroteknik. Metode pengamatan sel ilakukan untuk mengamati metabolisme dan proses pembelahan sel, baik sel normal maupun abnormal. Dilakukan dengan menanam sel atau jaringan hidup yang diambil dari dalam tubuh ke dalam media yang sesuai. Media yang dipakai antara lain serum darah dan ekstrak jaringan embrio, yang lebih praktis dengan media sintetis.

Metoda pengamatan sel dengan cara memberi enzym pada jaringan, lalu hasilnya dilihat dengan mikroskop. Metode ini dilakukan untuk melihat fungsi suatu organel yang terdapat di dalam sel. Metode ini dilakukan dengan cara menganalisis susunan kimia organel dalam tabung reaksi di labolatorium. Yaitu dengan melakukan sentrifugasi pada sel, yang akan menghasilkan endapan sel untuk kemudian dianalisis secara kimiawi.

Metode pengamatan dengan cara melihat susunan genetik secara khusus. Disamping membuat kariotipenya, juga mengamati susunan DNA sel, sifat kromosom ketika masih berupa kromatin, terjadinya pindah silang kromosom, melakukan hybrid (kawin silang), membuat peta kromosom, dll. Dan mempelajari pengaruh lingkungan, radiasi, dan bahan kimia terhadap suatu sel. Termasuk juga kedalam jenis metode pengamatan ini adalah freeze- etching. Metode pengamatan dilakukan dengan membekukan sel atau jaringan secara mendadak dalam cairam nitrogen dengan suhu – 180 ⁰ lalu dipecahkan di ruang hampa udara dengab pisau logan yang tajam. Kemudian dibuat replika atau cetakan dari permukaan fragmen sel tersebut. Cetakan dibuat dari bahan karbon dan platina atau emas yang dipanaskan dalam ruang hampa udara. Sel atau jaringan kemudian dilarutkan, kemudian dilepaskan hari cetakan dengan memberi asam pekat di ruangan berudara, maka jadilah cetakan fragmen sel untuk dipelajari.

10. Difraksi sinar x Sel disinari dengan sinar X lalu dibuat potretnya. Metode ini lazim digunakan dalam biologi molekuler. Cara ini dipakai untuk menganalisis susunan kimia protein, DNA, dan RNA. MIKROTOM

3. SIFAT FISIK DAN KIMIA SEL

SIFAT FISIK DAN SIFAT KIMIA SEL A. UNSUR PEMBANGUN SEL 1.Karbon (C) 2.Hidrogen (H) 1.Karbon (C) 2.Hidrogen (H) B. SENYAWA PEMBANGUN SEL 1. SENYAWA ANORGANIK 1.Air 2.Vitamin 3.Mineral 2. SENYAWA ORGANIK 1.Protein 2.Lipid 3.Karbohidrat 4.Asam Nukleat 1. SENYAWA ANORGANIK 1.Air 2.Vitamin 3.Mineral 2. SENYAWA ORGANIK 1.Protein 2.Lipid 3.Karbohidrat 4.Asam Nukleat

4. STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

A. SEL PROKARIOTI K Sel prokariotik adalah sel yang tidak memiliki sistem endomembran, oleh karena itu sel prokariotik memiliki materi inti yang tidak dibatasi oleh sistem membran dan memiliki organel yang tidak dibatasi oleh sistem membran. Contoh sel prokariotik terdapat pada bakteri dan ganggang biru (kingdom monera). Gambar Struktur Sel Prokariotik

Fungsi Bagian Sel Prokariotik Dinding sel Fungsi dinding sel adalah sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Mesosom Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konyugasi. Membran Plasma Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsin ya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Villi berfungsi untuk melekatkan diri. Sitoplasma Tempat materi genetik sel prokariotik.

B. SEL EUKARIOTIK Sel eukariotik adalah sel yang memiliki sistem endomembran. Pada sel eukariotik, inti sel tampak jelas karena dibatasi oleh sistem membran. Sitoplasma pada sel ini memiliki berbagai jenis organel bermembran. Antara lain; badan golgi, retikulum endoplasma (RE), kloroplas (kuhusus pada tumbuhan), mitokondria, badan mikro dan lisosom. Gambar Struktur Sel Eukariotik

MEMBRAN SEL Membran Sel tersusun oleh lipoprotein. Struktur umumnya dapat dilihat pada Gambar 5. Membran sel membatasi segala kegiatan yang terjadi di dalam sel sehingga tidak mudah terganggu oleh pengaruh dari luar GAMBAR MEMBRAN SEL

SITOPLASMA Sitoplasma merupakan zat yang terdapat di antara inti sel dan membran plasma. Organel- organel tersebut memiliki struktur dan fungsi masing-masing yang khas yang membentuk satu kesatuan untuk mendukung aktivitas sel. Vakuola pada tumbuhan berfungsi antara lain tempat penyimpanan cadangan makanan.

Retikulum Endoplasma (RE). RE halus atau non granuler bila pada membran RE tidak ada ribosom.Fungsi organel ini memproses lebih lanjut protein, lipid atau bahan lainnya yang akan disekresikan sehingga produk yang dihasilkan sesuai dengan keperluannya. Dalam bentuk vesikula (gelembung) produk dari RE ditransportasi ke badan Golgi. Gambar Retikulum Endoplasma

BADAN GOLGI Badan Golgi adalah organel yang dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.Badan Golgi berfungsi menghasilkan sekret berupa butiran getah, lisosom primer, menyimpan protein dan enzim yang akan disekresikan. Pada sel tumbuhan badan Golgi disebut diktiosom. Organel ini menerima bahan, diolah dan akan disekresikan, dari RE. Gambar Badan Golgi

LISOSOM Lisosom terdapat pada sel hewan, bentuknya seperti bola dan ukuran diameternya kurang lebih 500nm. Lisosom mengandung enzim yang berfungsi untuk mencernakan bahan makanan yang masuk ke dalam sel baik secara pinositis (makanannya berupa cairan) maupun secara fagositis (makannya berupa padat). Gambar Lisosom

RIBOSOM Ribosom merupakan komponen penting di dalam sel. Ukurannya berkisar nm. Ribosom tersusun dari RNA dan protein, terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Sub unit besar dan sub unit kecil akan bergabung bila ribosom sedang menjalankan fungsinya yaitu sintesis protein. Gambar Ribosom

BADAN MIKRO Badan mikro dibedakan dua kelas utama, yaitu peroksisom dan glioksisom. Peroksisom mengandung enzim katalase dan oksidase terdapat pada hewan dan tumbuhan. Sedangkan glioksisom umum terdapat pada endosperm biji dan berperan dalam perkecambahan selain mengandung katalase dan oksidase mengadung sebagian atau seluruh enzim daur glioksilat (proses pembentukan sumber energi untuk pertumbuhan dari lemak). Secara umum badan mikro berfungsi di dalam mengoksidasi lemak sebagai sumber energi.

DINDING SEL Dinding sel hanya terdapat pada tumbuhan dan jamur. Fungsi dinding sel yaitu melindungi sitoplasma dan membran sitoplasma. Pada beberapa sel tumbuhan sel yang satu dengan sel yang lainnya dihubungkan dengan suatu celah yang disebut plasmodesmata. INTI SEL (NUKLEUS) Nukleus Bagian-bagian inti sel terdiri dari membran inti, nukleoplasma (kariolimp) dan kromosom, serta nukleolus. Membran inti memisahkan inti sel dan sitoplasma. Membran inti terdiri atas dua lapisan membran dan pada daerah- daerah tertentu terdapat pori- pori yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya bahan kimia.

SITOSKELETON Sitoskeleton merupakan rangka sel. Sitoskleleton terdiri dari 3 macam yaitu : mikrotubul, mikrofilamen, dan filamen intermediet. Mikrotubul tersusun atas dua molekul Protein tubulin yang bergabung membentuk tabung. Fungsi mirkotubul memberikan ketahanan terhadap tekanan pada sel, perpindahan sel (pada silia dan flagella), pergerakan kromosom saat pembelahan sel (anafase), pergerakan organel, membentuk sentriol pada sel hewan. Mikrofilamen merupakan filament protein kecil yang tersusun atas dua rantai protein aktin yang terpilin menjadi satu. Mikrofilamen memiliki fungsi memberi tegangan pada sel, mengubah bentuk sel, kontraksi otot, aliran sitoplasma, perpindahan sel (misalnya psudopodia) dan pembelahan sel.

MITOKONDRI A Mitokondria hati umumnya mempunyai lebar kira-kira 0,5 – 1,0 um dan panjang kira- kira 3,0 um. Mitokondria dibatasi oleh dua membran yaitu membran luar dan membran dalam. Struktur morfologi yang paling bervariasi adalah krista.Sebagian besar mitokondria mempunyai krista seperti lamela atau seperti tubul. Mitokondria berfungsi sebagai organel pembangkit energi dalam bentuk ATP. Gambar Mitokondria

KLOROPLAS Sel sebagian besar tumbuhan tinggi umumnya mengandung antara 50 – 200 kloroplas. Kalau dilihat dari samping bentuknya seperti lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan permukaan lain cekung, datar atau cembung. Gambar Kloroplas

5. TRANSPORT ZAT PADA SEL

A. TRANSPOR AKTIF 1.Transpor aktif adalah pergerakan molekul melintasi membran terhadap gradien konsentrasi dengan bantuan enzim dan penggunaan energi sel. 2.Menurut Rosenberg Transpor aktif sebagai sebuah proses yang menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area yang mempunyai potensial elektrokimiawi lebih rendah ke yang lebih tinggi. 3.Transpor aktif melibatkan pertukaran ion Na+ dan K+ (pompa ion) serta protein kotranspor yang akan mengangkut ion Na+ bersama molekul lain seperti asam amino dan gula.

Transpor aktif terbagi 2, yaitu : TRANSPOR AKTIF PRIMER Transpor aktif primer yang paling jelas terdapat dalam pompa natrium/kalium (Na+/K+ ATPase), yang mempertahankan potensi istirahat sel. Energi yang dilepaskan oleh hidrolisis ATP digunakan untuk memompa tiga ion natrium keluar dari sel dan dua ion kalium ke dalam sel. TRANSPOR AKTIF SEKUNDER Transpor aktif sekunder didukung oleh gradien elektrokimia. Di sini, saluran dibuat oleh protein pembentuk pori. Gerakan simultan dari zat lain terhadap gradien konsentrasi diamati dengan transpor aktif sekunder. Oleh karena itu, protein saluran yang terlibat dalam transpor aktif sekunder dapat diidentifikasi sebagai kotransporter.

B. TRANSOR PASIF Merupakan mekanisme transpor yang tidak memerlukan energi dan terjadi secara spontan. Terjadi akibat perbedaan konsentrasi antara zat dengan pelarutnya. Bergerak dari konsentrasi zat yang lebih tinggi (Hipertonis) ke konsentrasi zat yang lebih rendah (Hipotonis). Transpor pasif terbagi 2, yaitu: Difusi : - Difusi Sederhana - Difusi Terfasilitasi Osmosis

A. DIFUSI Difusi adalah pergerakan molekul atau zat dari kerapatan tinggi (hipertonis) menuju ke daerah kerapatan rendah(hipotonis). Molekul-molekul seperti gas (oksigen dan karbondioksida), molekul air, zat (gula, partikel, dll) dan ion, bergerak sepanjang waktu. Pergerakan molekul atau zat akan terhenti bila kerapatan kedua daerah telah sama (mencapai kesetimbangan).

1. DIFUSI SEDERHANA2. DIFUSI TERFASILITASI

B. OSMOSIS Osmosis adalah perpindahan air (zat pelarut) dari daerah yang pelarutnya banyak (hipotonis) ke daerah yang pelarutnya sedikit (hipertonis). Osmosis disebut juga difusi membrane, air masuk ke dalam sel bila konsentrasi larutan dalam sel lebih tinggi daripada larutan diluar sel, demikian sebaliknya.

C. ENDOSITOSI S Transpor makromolekul dan materi ke dalam sel dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma. Endositosis terbagi menjadi 2, yaitu: 1.Pinositosis 2.Fagositosis

D. EKSOSITOSI S Eksositosis adalah proses keluarnya suatu zat ke luar sel. Proses ini dapat Anda lihat pada proses kimia yang terjadi dalam tubuh kita, misalnya proses pengeluaran hormon tertentu.

EksositosisEndositosis Hasil eksositosis adalah mengusir molekul di luar sel. Endositosis membantu membawa molekul masuk sel. Eksositosis menyebabkan kerusakan vesikel.Endositosis menyebabkan penciptaan vesikel. Ada pelepasan enzim, hormon, protein dan glukosa untuk digunakan di bagian tubuh lainnya.Proses endositosis menerima nutrisi. Mereka mungkin memiliki neurotransmitter dalam kasus sel-sel neuron. Sel menelan patogen dalam tubuh dan menghancurkan mereka. Sel-sel berkomunikasi dengan sistem kekebalan tubuh atau mekanisme pertahanan dari sel atau badan dalam kasus infeksi. Endositosis digunakan untuk migrasi sel dan adhesi. Eksositosis membantu dalam mengeluarkan sampah dari tubuh.Proses ini berfungsi sebagai reseptor sinyal. Perbandingan Eksositosis dan Endositosis

Gambar Perbandingan Eksositosis dan Endositosis