BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Sitologi
berasal dari akar kata cytos yang artinya cel dan logos artinya
ilmu pengetahuan.Jadi sitologi berarti ilmu yang mempelajari tentang sel.
Definisi sel adalah sel merupakan unit struktural yang terkecil dari mahluk
hidup yang terdiri dari segumpal protoplasma dan inti sel. Selanjutnya seiring
dengan perkembangan ilmu pengetahuan sehingga pada tahun 1930 ditemukan
mikroskop elektron. Definisi sel selanjutnya berbunyi “ Sel adalah merupakan
unit struktural dan fungsional yang terkecil yang mampu hidup di dalam suatu
lingkungan yang mati “.
Tanda-tanda
sel itu hidup ada beberapa kriteria antara lain:
1.
Sel dapat bersifat iritabel, artinya sel
dapat menujukkan respon terhadap stimuli baik secara kimiawi maupun listrik.
Contohnya adalah sel saraf dan sel otot.
2.
Sel dapat bersifat konduktivitas, artinya sel
mampu meneruskan rangsangan. Contohnya sel saraf dan sel otot.
3.
Sel dapat bersifat kontraktivitas, artinya
sel dapat memendekkan protoplasma ke satu arah (terlihat saat pembelahan sel).
4.
Sel dapat bersifat absorbsi, sifat ini dapat
dimiliki oleh semua jenis sel.
5.
Sel mempunyai sifat sekresi, sifat ini paling
baik dimuliki oleh sel-sel kelenjar, selain itu juga mempunyai sifat ekskresi.
Contoh sel yang kurang/tidak mempunyai sifat ini adalah sel otot dan sel saraf.
6.
Sel mempunyai kemampuan respirasi, artinya
sel mempunyai kemampuan menangkap oksigen untuk kebutuhan metabolisme di dalam
sel.
7.
Sel mempunyai sifat pertumbuhan dan
perbanyakan, perbanyakan sel berarti dapat membelah diri dan selama
perkembangannya dapat menjadi banyak bentuk sifat ini disebut multipoten.
Contoh sel yang bersifat multipoten adalah sel mesenchym yang pada akhirnya mengalami
defrensiasi artinya sel tersebut telah menuju suatu proses spesialisasi dan
bertambah besar.Elemen utama sebuah
sel adalah protoplasma. Protoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen
utama, yaitu air dan komponen anorganik / komponen organik.Dari reaksi reaksi
kimia yang terjadi antara senyawa senyawa inilah yang mengakibatkan adanya
gejala gejala kehidupan di protoplasma.Gejala kehidupan itu misalnya
metabolisme , tumbuh , bergerak , berkembang biak , sirkulasi zat.Komponen-komponen
anorganik terdiri atas air, garam-garam mineral, gas oksigen, karbon dioksida,
nitrogen, dan ammonia . Komponen organik terutama terdiri atas
karbohidrat, lipida, protein, dan beberapa komponen-komponen spesifik seperti
enzim, vitamin, dan hormone.
Kegiatan/perubahan-perubahan
yang terjadi pada protoplasma/sitosol dapat terlihat secara langsung pada
mahluk bersel satu, tapi pada mahluk tingkat tinggi hal tersebut sulit dilihat,
hal ini dikarenakan sel tersebut mengalami spesialisasi sel. Akibat
spesialisasi sel maka terjadi antara lain:
1. Terjadi
hubungan yang erat antara bentuk dan fungsinya.
2. Bagian-bagian
tubuh menjadi tergantung satu dengan yang lainnya.
Hilangnya potensi sel, artinya hilangnya
kemampuan sel untuk berubah bantuk
1.2 Rumusan
Masalah
Dari
uraian diatas maka yang menjadi rumusan masalah adalah sebagai berikut :
1.
Bagaimana
kemampuan protoplasma dalam iritabilitas ?
2.
Bagaimana
kemampuan protoplasma dalam konduktivitas dan transmisi impuls ?
3.
Bagaimana
kemampuan protoplasma dalam kontraktivitas ?
4.
Bagaimana
kemampuan protoplasma dalam gerakan silia dan gerakan lain ?
5.
Bagaimana
kemampuan protoplasma dalam respirasi ?
6.
Bagaimana
kemampuan protoplasma dalam pertumbuhan dan pembelahan sel ?
BAB II
PEMBAHASAN
Protoplasma
merupakan suatu bagian yang terdiri atas bahan yang kompleks dan terlindung
dengan baik.Protoplasma biasa dikenal dengan sebutan sel. Berbeda dengan benda
tak hidup atau benda mati yang tidak memiliki protoplasma. Lihat saja batu atau
komputer yang tidak memiliki protoplasma atau sel, sehingga disebut dengan
benda mati.Protoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu
air dan komponen anorganik / komponen organik.Dari reaksi reaksi kimia yang
terjadi antara senyawa senyawa inilah yang mengakibatkan adanya gejala gejala
kehidupan di protoplasma Gejala kehidupan itu misalnya metabolisme ,
tumbuh , bergerak , berkembang biak , sirkulasi zat. Misalnya yang mudah
respirasi , fotosintesis , sintesis lemak dan lain lain.
Kemampuan yang dimiliki makhluk hidup baik yang bersel tunggal
(uniseluler) maupun yang bersel banyak (multiseluler) dimaksudkan untuk
mempertahankan hidup dan jenisnya.Hal tersebut tergantung pada beberapa
kemampuan yang dimiliki protoplasmanya. Apabila kemampuan itu tidak dimiliki
maka sel tersebut akan mati. Kemampuan dari satu sel ke sel lain tidak selalu
sama dalam kualitas dan intensitasnya. Kemampuan faal sel tersebut dapat
dijelakan mekanismenya apabila mempelajari biologi sel sampai tingkat
molekuler.
Salah satu ciri makhluk hidup yang dapat diamati adalah bergerak.Hewan
dan manusia ddapat bergerak secara aktif (gerak berpindah tempat) dan pasif
(gerak terbatas pada tumbuhan).Gerakan tersebut dilakukan karena adanya
rangsang.
1. Iritabilitas
Salah satu kemampuan yang penting dari
organisme hidup adalah melakukan reaksi terhadap perubahan
lingkungannya.Perubahan lingkungan tersebut dinamakan stimulus atau rangsang
yang peda umumnya membangkitkan suatu bentuk respon atau tanggapan organisme
hidup bersangkutan.
Dalam pengertian dasar, kemampuan tersebut
dinamakan iritabilitas.Sebagai contoh, sebuah protozoa bersel satu dapat
bereaksi terhadap berbagai jenis rangsang seperti perubahan suhu atau cahaya
atau keberadaan partikel makanan, dalam bentuk respon mekanik seperti silia,
gerakan ameboid.
Iritabilitas dalam perkembangan maksimalnya
pada hewan menimbulkan deferensiasi dari pengkhususan sel sebagai jaringan
saraf termasuk alat indera.Dengan selalu adanya rangsang dari lingkungan
tersebut pada organisme hidup akan berkembang reseptor khusus pada permukaan
selnya untuk menerima rangsang tersebut. Pada organisme multiseluler nilai
ambang terhadap rangsang untuk mengadakan reaksi pada reseptor tersebut lebih
rendah jika dibandingkan dengan sel lain.
Tumbuhan merupakan organisme multiseluler
dapat bereaksi secara perlahan-lahan sebagai manifestasi iritabilitas sel yang
menyusunnya. Reaksi pada tumbuhan terhadap rangsang yang tergolong iritabilitas
antara laintropisme, nasti dan taksis.
1)
Gerak
Tropisme
Gerak tropisme adalah gerak pada tumbuhan
yang dipengaruhi oleh arah datangnya rangsang. Gerak tropisme terbagi sebagai
berikut :
a)
Geotropisme
Gerak
tumbuhan yang dipengaruhi oleh arah datang rangsang berupa gaya gravitasi bumi.
Geotropisme terbagi atas geotropism
positif dan negative. Contoh akar tumbuhanyang selalu bergerak menuju pusat
bumi.
b)
Hidrotropisme
Gerak
tumbuhan yang dipengaruhi oleh arah datang rangsang sumber air.Hidrotropisme
terbagi atas hidrotropisme positif dan negative.Contoh akar tumbuhan
menuju/mencari sumber air dalam tanah.
c)
Fototropisme
Gerak
tumbuhan yang dipengaruhi oleh arah datang rangsang berupa cahaya matahari.
Contoh bagian ujung tumbuhan akan mengikuti arah datangnya matahari.
d)
Tigmotropisme
Gerak
tumbuhan yang dipengaruhi oleh arah datang rangsang berupa sentuhan alami.Contoh
melakatnya bagian sulur tanaman jenis pemanjat.
e)
Kemotropisme
Gerak
tumbuhan yang dipengaruhi oleh arah datang rangsang suatu zat atau bahan
kimia.Contoh gerak akar tumbuhan untuk
menyerap unsur hara.
2)
Nasti
Gerak nasti adalah gerak bagian tumbuhan yang
tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsang atau disebabkan oleh perubahan
tekanan turgor. Gerak nasti terbagi sebagai berikut :
a)
Termonasti
adalah gerak yang disebabkan oleh rangsang suhu. Contoh mekarnya bunga tulip
pada musim semi karena suhunya hangat
b)
Tigmonasti
adalah gerak tumbuhan oleh rangsang sentuhan buatan. Contoh putri malu yang
disentuh akan mengatup daunnya seperti layu.
c)
Fotonasti
adalah gerak tumbuhan karena adanya rangsang cahaya. Contoh mekarnya bunga
pukul empat pada sore hari.
d)
Seismonasti
adalah gerak tumbuhan karena getaran. Contoh daun putri malu yang mengatup jika
terkena rangsang getaran.
e)
Niktinasti
adalah gerak tumbuhan karena pengaruh gelap. Contoh gerak menutupnya petai cina
karena cahaya gelap.
f)
Kemonasti
adalah gerak tumbuhan karena pengaruh senyawa kimia. Contoh membukanya stomata
pada siang hari karena karbondioksida.
g)
Nasti
kompleks adalah gerak tumbuhan karena adanya pengaruh rangsang lebih dari satu.
Contoh gerak membuka dan menutupnya stomata.
3)
Taksis
Gerak taksis adalah gerak perpindahan
sebagian atau seluruhnya akibat adanya rangsang. Gerak taksi terbagi sebagai
berikut :
a)
Fototaksis
adalah gerak yang dilakukan akib at rangsang cahaya. Contoh gerak Euglena dan
ganggang hijau Clamydomonas bergerak
mendekat menuju intensitas cahaya sedang
dan menjauhi jika intensitas cahaya tinggi.
b)
Kemotaksis
adalah gerak yang disebabkan karena adanya rangsang kimia. Contoh gerak
spermatozoid lumut dan paku yang bergerak karena adanya rangsang berupa zat
gula atau protein.
c)
Thermotaksis
adalah gerak yang disebabkan oleh suhu. Contoh golongan alga bergerak kedaerah
yang memiliki suhu tinggi.
d)
Galvanotaksis
adalah gerak yang disebabkan oleh pengaruh listrik. Contoh gerak volvox
menjauhi sumber listrik.
2. Konduktivitas
Dalam upaya malanjutkan gelombang eksitasi
yang dimulai dari tempat sentuhan rangsang (reseptor) kebagian efektor,
protoplasma mempunyai kemampuan konduktivitas.Pada hewan yang sel-selnya telah
mengalami diferensiasi, konduktivitas tersebut secara khusus ditingkatkan dalam
bentuk serabut-serabut saraf. Pada organisme multiseluler, meskipun sudah
terjadi pengkhususan dalam konduktivitas oleh serabut saraf, namun jenis sel
lain masih memiliki kemampuan konduktivitas tersebut. Jaringan saraf menjadi
jaringan yang dapat melangsungkan konduksi (perambatan) dan transmisi
(pemindahan) impuls saraf.
Transmisi adalah kemampuan untuk memindahkan
impuls melalui membrane di dasarkan transpotasi ion Na+ melalui protein
transport pada membrane sel. Apabila otot dan saraf dirangsang, terjadilah
perubahan sifat-sifat kelistrikan dan potensial membaran sel yang membatasinya.
Membrane sel termasuk membrane sel saraf beserta cabang-cabangnya memisahkan
dua macam larutan yang mengandung partikel-partikel bermuatan listrik seperti
ion.
Membrane akson yang mirip membaran sel
lainnya ketebalan 5-10 nm, memiliki tahanan terhadap arus listrik kira-kira
sebesar 10 juta kali lebih besar daripada tahanan listrik dari larutan garam
yang berada di kedua belah sisinya, sehingga sebagai pengahntar listrik akan
tidak berarti kalau dibandingkan dengan kawat listrik sebenarnya. Dengan segala
sifat yang dimiliki akson, maka apabila pulsa listrik yang dimasukkan kedalam akson,
akan terlalu lemah untuk menimbulkan impuls saraf dan hanya memungkinkan mampu
merambat beberapa millimeter saja. Impuls listrik yang melaluiakson saraf bukan mengandalkan kepada
perabatannya melalui akson seperti struktur mati yang bersifat statis
sebagaimana kawat pengahantar listrik, melainkan melalui membaran akson dengan
mekanisme dinamis khusus. Hal ini menyangkut keberadaan molekul-molekul proten
pada membrane sel.
Gbr. Sel Saraf Terfiksasi
Setiap sel saraf (neuron) terdiri dari satu
badan sel yang didalamnya terdapat sitoplasma dan inti sel. Dari badan sel
keluar dua macam sel saraf yaitu dendrit dan akson (neurit). Dendrit berfungsi
mengirimkan impuls ke badan sel saraf, sedangkan neurit berfungsi mengirimkan
impuls dari badan sel ke jaringan lain. Neurit
biasanya memiliki ukuran yang sangat panjang sedangkan dendrit ukurannya
pendek. Kedua serabut saraf (dendrit dan neurit) berisi plasma sel. Pada bagian
luar akson terdapat sel Schwann yang menempel pada akson.Membrane plasma sel
Schwann disebut nerilemma yang diseliputi selubung myelin.Mielin memiliki
fungsi melindungi akason dan memberi nutrisi.Bagian dari akson yang tidak
terbungkus myelin disebut nodus Ranvier yang memiliki fungsi mempercepat
penghantaran impuls.
Berdasrakan struktur dan fungsinya, sel saraf
dapat dibagi menjadi tiga yaitu :
a)
Sel
saraf sensorik. Sel saraf sensorik
(saraf indera) adalah sel saraf yang berfungsi menghantarkan impuls dari
reseptor (indera) ke sistim saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang).
b)
Sel
saraf motorik. Sel saraf motorik (saraf penggerak) adalah sel saraf yang
berfungsi untuk menghantarkan impuls dari system saraf pusat (otak dan sumsum
tulang belakang) ke efektor (otot) yang hasilnya berupa respon/tanggapan
terhadap rangsang.
c)
Sel
saraf intermediate. Sel saraf
intermediate (saraf penghubung) adalah sel saraf yang berfungsi untuk
menghubungkan sel saraf sensorik dengan sel saraf motoric atau menghubungkan
satu sel saraf dengan sel saraf lainnya.
Tabel
1. Perbedaan Saraf Parasimpatik dan
Simpatik
3. Transmisi
Impuls
Impuls listrik merambat sepanjang aksonakan
berhenti mendadak apabila telah sampai pada titik pertemuan ujung percabangan aksonnya
dengan sel saraf sasarannya. Titik pertemuan ini disebut sinapsis. Sinapsis
yang merupakan hubungan ujung akson dengan tonjolan sel saraf lain tidak
berbentuk sebagai hubungan antara ujung kawat dengan pangkal kawat lain,
melainkan dipisahkan oleh celah sebesar 20 nm. Impuls listrik bukan meloncat
menyeberangi celah sinap melainkan memerlukan substansi untuk memicu
terbangkitnya impuls di bagian sel saraf yang berada diseberang ujung akson.
Substansi kimiawi untuk transmisi impuls
disebut neurotransmitter (NT). Apabila impuls saraf mencapai ujung akson yang
berbentuk sebagai tombol, maka gelembung sinaptik yang berisi NT akan
melepaskan isinya kedalam celah sinaptik. Molekul substansi NT berdifusi untuk
beberapa mikrodetik dan berakhir menempel pada reseptor pada membrane yang diseberangnya. Reaksi yang
timbul pada membrane saraf sasarannya akan tergantung pada jenis NTnya. Apabila
NT dapat mengubah permeabilitas membaran saran sasaran terhadap ion-ion, maka
terbangkitlah impuls seperti halnya yang berlangsung pada akson sebelumnya.
4. Kontraktivitas
Perubahan ukuran panjang dari sebuah sel
menjadi pendek disebut kontraksi.Pada organisme multiseluler kemampuan
kontraksi dikhususkan pada sel otot.Kemampuan kontraksi didukung oleh
sitoskeleton terutama aktin dan myosin.Pada umumnya semua sel memiliki
sitoskeleton, sehingga sel-sel bukan sel otot mempunayi potensi untuk mengubah
bentuk selnya.Gerakan yang paling mudah diamati mekanismenya pada makhluk hidup
adalah gerak kontraksi otot.Gerakan yang tidak hanya melibatkan otot rangka,
namun juga berlangsung pada saluran pencernaan, pembuluh darah, dan jantung
yang disebabkan oleh kontraksi otot polos dan otot jantung.
Dua pertiga dari serabut otot tersebut terisi
oleh myofibril yang berbentuk benang-benang yang memanjang berdiameter 1-2
mikron.Myofibril yang dipisahkan dari serabut otot ternyata masih mampu
berkontraksi apabila diberikan ATP sekaligus menguatkan bahwa myofibril
merupakan unsur kontraktil dari otot.Miofibril tersusun atas berkas-berkas
filamen tebal (ukuran 10-15 nm) dan filamen halus (ukuran 5-8 nm).Filamen tebal
tersusun atas protein myosin dan dikategorikan protein asesori sedangkan
filamen halus tersusun dari molekul protein aktin dikategorikan
sitoskeleton.Filamen tersusunan atas dua untaian molekul globuler aktin.Huxley
menyatakan bahwa saat proses kontraksi berlangsung, miofilamen halus dikedua
pihak dalam sebuah sarkomer, meluncur/menyusup mendekati ujung-ujung miofilamen
halus dipihak lain diantara miofilamen tebal disekelilingnya.
Saat ujung-ujung miofilamen halus saling
mendekat, ujung lainnya bertumpu pada lempeng Z yang memjadikan lempeng Z dan
sarkomer akan menjadi lebih sempit. Apabila seluruh sarkomer disepanjang
serabut otot menyempit maka seluruh serabut akan memendek pula. Kontraksi dapat
terjadi karena kemampuan saling tarik antara dua macam miofilamen yang
diwujudkan sebagai saling menggesernya miofilamen sedemikian rupa sehingga
terdapat perlekatan yang maksimal dari masing-masing permukaan miofilamen.
5. Gerakan
Silia
Gerakan
silia merupakan bentuk gerakan kedua yang telah diketahui mekanismenya sesudah
kontraksi otot. Silia adalah tonjolan benang atau bulu-bulu tipis setebal 0,25 μm dengan bundel
mikrotubulus di bagian intinya. Dinding dari silia terdiri dari 9 dublet
mikrotubula. Dublet-dublet tersebut tersusun melingkar dan radier terhadap dua
buah singlet mikrotubula, oleh karena susunan ini dinyatakan memiliki susunan
mikrotubula 9+2 (9 dublet dan 2 singlet).
Jika
kontraksi otot berdasarkan komponen akatin, maka mekanisme gerakan silia
didasarkan komponen mikrotubulus, demikian pula dengan protein asesori yang berinteraksi
berbeda yaitu melibatkan molekul-molekul dinein dan neksin. Gerakan silia
terjadi pula mekanisme peluncuran, namun disini unsur-unsur yang bergeser
adalah dianatara mikrotubulus yang terletak di pusat silia dengan mikrotubulus
tepi di sekelilingnya dan antara mikrotubulus tepi di dekatnya dengan bertumpu
pada dasar silia disebut “basal body”sebagai
bagian dineinsementara pada otot terdapat “cross
bridge” sebagai bagian dari miosin.
Silia
dapat ditemukan pada beberapa hewan avertebrata misalnya pada Dugesia.Permukaan
tubuh bagian ventral Dugesia memiliki silia yang berfungsi untuk pergerakan.
Sistem eksresi Dugesia terdiri dari saluran bercabang-cabang yang disebut
protonefridia, memanjang dari pori-pori pada permukaan tubuh bagian dorsal
sampai ke sel-sel api dalam tubuhnya. Sel-sel api yang berbentuk seperti bola
lampu dan memiliki silia di dalamnya. Pergerakan silia berfungsi untuk
menggerakkan air dalam sel menyerupai nyala api sehingga sel tersebut dinamakan
sel api.
6. Gerakan
Lain
Miofibril dan silia merupakan struktur yang
relative stabil yang khusus diperlukan untuk gerakan berulang sedangkan
sebagian besar gerakan seluler tergantung pada struktur yang labil.Untuk
gerakan ini dibutuhkan struktur dalam sel yang dibentuk dari mikrotubulus.Pembentukan
struktur ini berlangsung pada saat dibutuhkan dan bersumber dari
molekul-molekul tubulin dan aktin dalam sitoplasma. Jika tidak dibutuhkan lagi,
maka struktur tersebut akan dibongkar kembali menjadi molekul yang larut dalam
sitoplasma. Mekanisme ini dianalogikan “Bongkar Pasang” sesuai keperluan.
Mikrotubulus adalah rantai protein yang
berbentuk spiral dan spiral tersebut membentuk tabung berlubang.Fungsi dari
mikrotubula adalah mempertahankan bentuk sel, mengarahkan gerakn komponen sel
dan bertindak sebagai rangka sel. Gerakan oleh mikrotubulus berlangsung karena
adanya polimerasi tubulin di satu ujung dibarengi adanya depolarisasi pada
ujung lainnya.Untuk menstabilkan ujung mikrotubulus perlu adanya
molekul-molekul “tudung” yang melindungi dari depolimerasi.
7. Respirasi
Didalam
setiap sel hidup terjadi proses metabolism. Salah satu proses tersbut adalah
katabolisme. Katabolisme disebut pula disimilasi, karena dalam proses ini
energy yang tersimpan ditimbulkan kembali atau dibongkar untuk menyelenggarakan
proses – proses kehidupan. Respirasi sel berlangsung didalam mitokondria
melalui proses glikolisis, yakni proses pengubahan atom C6 menjadi C3.
Dilanjutkan dengan proses dekarboksilasi oksidatif yang mengubah senyawa C3
menjadi senyawa C2 dan C1 (CO2). Kemudian daur krebs mengubah senyawa C2
menjadi senyawa C1(CO2¬)..
Pada
setiap tingkatan ini dihasilkan energy berupa ATP (adenosine Tri Phosphat) dan
Hidrogen .hydrogen yang berenergi bergabung dengan akseptor hydrogen untuk
dibawa ke transfer electron ; energynya dilepaskan dan hydrogen diterima
oleh O2 menjadi H2O. Didalam proses respirasi dihasilkan senyawa antara CO2
yang merupakan bahan dasarproses anabolisme. Didalam proses respirasi sel bahan
bakarnya adalah gula heksosa. Pembakaran tersebut memerlukan oksigen bebas, sehingga
reaksi keseluruhan dapat ditukis sebagai berikut :
C6h12O6 +
6 CO2 ---------------- 6 CO2 + 6H2O
+ 675 kal
Dalam
respirasi aerob. Gula heksosa mengalami pembongkaran dengan proses yang sangat
panjang. Pertamakali glukosa sebagai bahan dasar mengalami fosfolarisasi, yaitu
proses penambahan fosfat kepada molekul – molekul glukosa hingga menjadi
fruktosa -1, 6 – difosfat. Pada fosforilasi , ATP dan ADP memgang peranan
penting sebagai pengisi fosfat.
Katabolisme
disebut juga respirasi, merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan
anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik). Energi yang lepas
tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan
sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan.Pada prinsipnya katabolisme
merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam reaksi tersebut
diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan
organik. Akseptor elektron tersebut diantaranya adalah:
- NAD (nikotinamida adenin dinukleotida)
- FAD (flavin adenin dinukleotida)
- Ubikuinon
- Sitokrom
- Oksigen
Ada empat langkah dalam
proses respirasi, yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur Krebs, dan
rantai transpor elektron.
1. Glikolisis
Glikolisis berlangsung di
sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom C
menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Reaksi yang berlangsung
di sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.
2. Dekarboksilasi Oksidatif
Dekarboksilasi oksidatif
berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah awal untuk
memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada langkah ini 2 molekul asam
piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA
(asetil koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.
3. Daur Krebs
Daur Krebs yang berlangsung
di matriks mitokondria disebut juga daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat
dan berlangsung pada matriks mitokondria.Asetil-KoA yang terbentuk pada
dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini.Pada akhir siklus dihasilkan 6
NADH, 2 FADH, dan 2 ATP. (lihat skema di bawah)
4. Rantai Transpor Elektron
Rantai transpor elektron berlangsung pada
krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini adalah: setiap pemindahan ion H
(elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar akseptor dihasilkan
energi yang digunakan untuk pembentukan ATP.
Setiap
satu molekul NADH yang teroksidasi menjadi NAD akan melepaskan energi yang
digunakan untuk pembentukan 3 molekul ATP. Sedangkan oksidasi FADH menjadi FAD,
energi yang lepas hanya bisa digunakan untuk membentuk 2 ATP. Jadi, satu mol
glukosa yang mengalami proses respirasi dihasilkan total 38 ATP.Tabel berikut
menjelaskan perhitungan pembentukan ATP per mol glukosa yang dipecah pada
proses respirasi.
|
Proses
|
ATP
|
NADH
|
FADH
|
|
Glikolisis
Dekarboksilasi oksidatif Daur Krebs Rantai transpor electron |
2
- 2 34 |
2
2 6 - |
-
- 2 - |
|
Total
|
38
|
10
|
2
|
8. Pertumbuhan
dan Perkembangan Sel
Integritas
jaringan hanya dapat dipertahankan apabila pertumbuhan dan pemebalahan setiap
sel dari organisme multiseluler diprogramkan dan dikordinasikan dengan sel-sel
di dekatnya.Akibatnya masing-masing sel membelah dengan kecepatan berbeda.
Pertumbuhan diartikan sebagai pembesaran atau pertambahan volume sel karena
adanya pertambahan protoplasma yang biasanya diikuti oleh pembelahan sel.
Selanjutnya pembelahan sel diikuti oleh pertumbuhan sehingga kedua peristiwa
tersebut merupakan bagian dari siklus sel. Pada umumnya dapat diikuti dalam
siklus kehidupan sel, yaitu :
a. Priode interfase
Priode
interfase juga meerupakan ‘fase istirahat’. Pada
interfase terjadi beberapa kegiatan yang intensif, antara lain biosintesis adan
deoksiribonukleat (ADN) dan pembagian komponen-komponen kromosom menjadi dua
bagian yang sama. Sehingga ukuran sel bertambah kurang lebih dua kali
lipat.Pada interfase berlangsung serangkaian proses yang komplek sebagai
persiapan untuk membagikan materi-materi yang terdapat pada sebuah sel kepada
sel anak dengan jumlah yang sama. Sebelum membelah, komponen-komponen molekuler
sel yang penting dalam sel telah digandakan menjadi dua kali lipat, sehingga
sebenarnya pembelahan sel merupakan fase terakhir dari perubahan-perubahan
tingkat molekul yang sedang berlangsung. Berikut merupakan gambar ringkasan peristiwa-peristiwa besar dalam siklus
sel eukariotik dan kondisi kromosom induk.
Dalam sel berkembang biak, G1 adalah
periode antara kelahiran sel mitosis dan inisiasi sintesis DNA, yang menandai
awal fase S. Pada akhir fase S, kromosom yang direplikasi terdiri dari dua DNA
dan terkait kromosom. Akhir G2 ditandai oleh terjadinya mitosis,
memisahnya gelendong mitosis (garis merah) dan menuju ke kutub masing-masing,
diikuti pembagian sitoplasma (sitokinesis) untuk menghasilkan dua sel anak. G1, S, dan fase G2 secara kolektif disebut sebagai
interfase, periode antara satu mitosis dan berikutnya.
Berdasarkan penelitian sitokimia (antara lain dengan
menggunakan zat warna Feolgen) dan penelusuran dengan timidin radioaktif,
Howardsdan Pele membagi siklus sel menjadi empat periode yang berurutan, yaitu
periode G1 (G = gap), periode S (sintesis), periode G2,
dan mitosis. Sintesis ADN hanya berlangsung pada periode S. selam periode G2 pada
suatu sel mengandung ADN sebanyak dua kali lipat jika dibanding pada periode G1.
Sel-sel anak yang baru dibentuk pada mitosis kembali mengandung jumlah ADN
seperti pada periode G1.
b. Periode Pembelahan
Sel sebagai unit terkecil kehidupan tentunya mengalami
pertumbuhan sel. Pada sel yang sedang tumbuh selalu mengalami siklus sel, yang
merupakan serangkaian proses yang berlangsung sejak sel itu terbebtuk hingga
siap mulai membelah. Siklus sel sendiri meliputi pertambahan massa dan
duplikasi bahan genetic yang dikenal sebagai interfase dan pembelahan sel. Pada
sel eukariotik pembelahan sel ada dua macam, yaitu mitosis dan meiosis.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Berdasarkan
pemahaman dari pembahasan diatas dapat ditarik beberapa kesimpulan bahwa :
1.
Kemampuan
protoplasma dalaam hal iritabilitas adalah reaksi pada tumbuhan terhadap
rangsang antara lain tropisme, nasti dan taksis.
2.
Kemampuanprotoplasma
dalam konduktivitas (perambatan) dan transmisi (pemindahan) impuls saraf yakni
otot dan saraf diberikan ransang yang pada akhirnya menimbulkan respon berupa
gerakan.
3.
Kemampuanprotoplasma
dalam kontraktivitas tentang perubahan ukuran panjang dari sebuah sel menjadi
pendek disebut kontraksi, kemampuan kontraksi dikhususkan pada sel otot.
Kemampuan kontraksi didukung oleh sitoskeleton terutama aktin dan myosin.
4.
Kemampuanprotoplasma
dalam gerakan silia dan gerakan lain, dibutuhkan struktur dalam sel yang dibentuk
dari mikrotubulus. Pembentukan struktur ini berlangsung pada saat dibutuhkan
dan bersumber dari molekul-molekul tubulin dan aktin.
5.
Kemampuan
protoplasma dalam respirasimerupakan proses pemecahan bahan organik
menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energy. Energi yang lepas
tersebut digunakan untuk membentuk ATP, yang merupakan sumber energi untuk
seluruh aktivitas kehidupan. Pada prinsipnya respirasi merupakan reaksi
reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam reaksi tersebut diperlukan akseptor
elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan organik.
6.
Kemampuanprotoplasma
dalam pertumbuhan dan pembelahan sel khususnya pada tahap interfase
berlangsung serangkaian proses yang komplek sebagai persiapan untuk membagikan
materi-materi yang terdapat pada sebuah sel kepada sel anak dengan jumlah yang
sama. Sebelum membelah, komponen-komponen molekuler sel yang penting dalam sel
telah digandakan menjadi dua kali lipat, sehingga sebenarnya pembelahan sel
merupakan fase terakhir dari perubahan-perubahan tingkat molekul yang sedang
berlangsung.
DAFTAR
PUSTAKA
Campbell. 1996. Biologi
Jilid 1. Erlangga.
Jakarta.
Campbell;Reece;Mitchell.2002.Biologi.Jilid 3. Erlangga. Jakarta.
Djohar. 1985. Bioligi sel 1Diktat kuliah FPMIPA
IKIP Yogyakarta. F.MIPA IKIP Yogyakarta.Yogyakarta.
Strayer, L. 2000. Biokimia
Vol 2 Edisi 4. Buku kedokteran EGC. Jakarta.
Subowo. 2007. Biologi Sel. Angkasa. Bandung.
Suryani, Yoni. 2004. Biologi
Sel dan Molekuler.FMIPA UNY. Yogyakarta.
