Sel terdiri dari membran sel dan sitoplasma memiliki struktur yang konsisten dan teratur sehingga mampu menjalankan fungsi metabolisme. Kinerja serta keutuhan sel, terutama sel eukariot didukung oleh struktur dan unit khusus di dalam sitoplasma yang disebut dengan organel. Nah, untuk mengetahui bagaimana struktur dan fungsi dari sel eukariot, berikut ini akan ada penjelasan yang lebih mendetail terkait dua hal tersebut.
Daftar Isi
Membran Sel
Membran sel atau disebut dengan membrane plasma adalah selubung terluar sel yang membatasi antara sel dan lingkungan sekitarnya. Membran sel ini memiliki susunan berupa molekul-molekul lipid, karbohidrat, dan protein.
Selain mampu melindungi, membran sel juga mampu menjadi reseptor atau penerima rangsang dari luar sel. Terkait susunannya, membran plasma maupun membran organel merupakan mosaik fluida yang tersusun atas lipid, protein, dan karbohidrat.
1. Molekul lipid
Molekul lipid membentuk senyawa dengan fosfat menjadi fosfolipid yang bersifat amfipatik dan tersusun ganda (bilayer). Yang dimaksud dengan sifat amfipatik adalah memiliki daerah hidrofobik (tidak larut dalam air) dan hidrofilik (larut dalam air) sekaligus.
2. Protein
Pada membran sel, terdapat dua jenis protein yang dapat dibedakan, yaitu protein integral dan protein perifer. Protein integral terletak dalam lapisan bilayer fosfolipid dan berfungsi sebagai saluran untuk keluar-masuknya zat-zat tertentu. Sementara itu, protein perifer melekat pada permukaan fosfolipid dan berperan dalam metabolisme komponen membran, serta transportasi elektron dan molekul hidrofobik.
Sifat mosaik protein, yang terdapat di antara matriks lentur fosfolipid, menggambarkan konsep mosaik fluida pada membran sel.
3. Karbohidrat
Karbohidrat menempel pada permukaan bagian luar membran sel. Karbohidrat yang melekat pada fosfolipid membentuk glikolipid yang berfungsi sebagai reseptor untuk interaksi antar sel, sedangkan karbohidrat yang melekat pada protein membentuk glikoprotein yang dapat mengikat protein dengan sel lain sehingga terbentuk ikatan antar sel (sifat adhesi).
Sitoplasma
Sitoplasma adalah cairan di dalam membran plasma, berperan sebagai tempat terjadinya metabolisme sitosolik (terjadi dalam sitosol) dan sarana pergerakan organel dalam sel.
Sitoplasma tersusun dari sitosol (koloid gel), substansi simpanan (tetesan lemak, protein, dan glikogen), sitoskeleton (rangka sel), dan organel-organel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang khusus yang dijelaskan sebagai berikut.
1. Inti Sel
Inti sel atau nukleus merupakan organel yang mengandung sebagian besar informasi genetik (DNA) sel eukariot. Nukleus berfungsi mengendalikan proses metabolisme sel, menyimpan informasi genetik, mengatur proses ekspresi gen, dan tempat terjadinya replikasi DNA serta transkripsi. Nukleus dibatasi selaput membran ganda yang berpori sebagai jalur perpindahan materi langsung dari nukleus ke sitoplasma.
Di dalam nukleus, DNA membentuk unit struktur kromosom yang terbuat dari materi kromatin. Selain itu, terdapat anak inti (nucleolus) yang merupakan tempat pembentukan dan pematangan RNA ribosomal (rRna), yang nantinya berperan dalam pembentukan dan sintesis ribosom.
2. Retikulum Endoplasma dan Ribosom
Retikulum endoplasma (RE) adalah bagian dari membran plasma yang melipat ke dalam membentuk jejaring membran dan serangkaian kantung pipih (sisterna) bersambung, menciptakan ruangan lumen yang berhubungan dengan selubung nukleus. RE adalah kompartemen utama dalam proses biogenesis (produksi) membran, berperan sebagai saluran beberapa anabolik dan katabolik utama seluler, portal jalur sekretorik, serta pengatur konsentrasi Ca2+ sitosol.
Berdasarkan karakteristik fisik dan asosiasinya dengan ribosom, RE dibedakan menjadi dua jenis, yaitu RE kasar (REK) dan RE halus (REH). Ribosom yang tersebar menempel pada membran memberikan penampakan kasar pada REK yang memiliki peran penting dalam sintesis, modifikasi, dan transportasi protein, sedangkan REH tidak memiliki ribosom dan berperan dalam sintesis dan transportasi lipid, serta detoksifikasi sel.
Butir-butir ribosom tidak hanya terdapat menempel pada RE, tapi juga melaksanakan sintesis protein secara bebas tersebar dalam sitosol. Tersusun dari rRNA dan protein, ribosom tidak memiliki membran dan terdiri dari dua subunit, yaitu subunit kecil dan subunit besar dengan satuan ukuran Svedberg (koefisien sedimentasi).
3. Badan Golgi
Jika RE diibaratkan sebuah pabrik produksi, maka badan golgi adalah agen distributor yang bertugas melakukan pengemasan dan pengiriman produk tersebut, korelasinya sangat erat dengan sistem sekresi. Badan golgi berbentuk tumpukan kantung pipih (sisterna) yang memiliki membran tunggal, serta berhubungan dengan REH.
Tumpukan golgi memiliki polaritas struktural dan fungsional dengan sisi cis (sisi isomer sama) yang menerima vesikel (kantung yang membawa materi) dari RE dan sisi trans (sisi isomer bersebrangan) yang melepaskan vesikel. Sisterna golgi pun bergerak maju dari sisi cis ke trans saat mengangkut dan memodifikasi muatannya, seiring dengan menentukan target atau tujuannya.
Molekul protein yang memasuki badan golgi memiliki destinasi akhir yang berbeda-beda. Protein ditandai dengan ikatan karbohidrat (gula) yang berperan seperti label, memungkinkan badan golgi untuk melakukan identifikasi, modifikasi, dan distribusi ke tujuan-tujuan tertentu, diantaranya:
- Sitosol: Protein yang masuk ke dalam badan golgi dapat dikembalikan ke sitosol apabila terjadi kesalahan identifikasi atau label.
- Membran sel: Protein membran sel selalu diproduksi dan vesikel secara terus-menerus dikirim dan berfusi dengan membran sel, Protein materi membran seringkali membawa molekul tertentu untuk dikeluarkan atau dimasukkan, atau berperan sebagai identitas sel.
- Sekresi: Beberapa protein bertujuan disekresikan keluar sel (eksositosis). Terdapat akumulasi jumlah dan sinyal tertentu agar vesikel dapat berfusi dengan membran dan dikeluarkan, sama halnya seperti bus yang tidak akan berangkat sebelum penumpangnya penuh.
- Lisosom: Protein dari badan golgi pada dasarnya dikirim ke organel lisosom untuk dicerna dengan enzim (hidrolisis).
4. Mitokondria
Seperti layaknya mobil yang membutuhkan bensin, sel membutuhkan energi untuk dapat menjalankan aktivitas metabolismenya, yaitu berupa adenosin trifosfat (ATP) yang dihasilkan oleh mitokondria. Organel ini memiliki sistem genetiknya sendiri, di mana sekitar 5-100 gen dalam mitokondria (mtDNA) mengkode komponen yang berperan dalam proses mitokondria diantaranya; respirasi/fosforilasi oksidatif, transkripsi, translasi, pematangan RNA, dan impor protein.
Mitokondria pada umumnya memiliki dimensi panjang 1-10 µm yang dapat berubah atau berpindah, bahkan berfusi (tidak statis). Jumlah mitokondria dalam satu sel berhubungan dengan tingkat aktivitas sel tersebut, apakah sel tersebut motil (bergerak) atau kontraktil (berkontraksi), akan berpengaruh pada jumlah energi yang dibutuhkan, maka berpengaruh pula pada jumlah mitokondrianya.
Mitokondria memiliki membran ganda fosfolipid yaitu membran luar yang mulus dan membran dalam yang berlekuk/berlipat membentuk krista. Struktur krista yang berlekuk memperluas area permukaan dan memaksimalkan proses respirasi sel. Rongga bagian dalam mitokondria terisi oleh matriks semi cair yang mengandung mtDNA dan ribosom, serta banyak enzim terlarut yang berperan untuk degradasi molekul organik.
5. Lisosom dan Peroksisom
Lisosom adalah kompartemen utama yang mendegradasi (memecah ikatan) berbagai makromolekul, termasuk protein, karbohidrat, asam nukleat, dan lipid dari ekstraselular (endositosis) atau dari hasil biosintesis. Lisosom kaya akan asam hidrolisis (hydrolase) yang hanya aktif di bagian dalam lisosom dan dipertahankan melalui pompa proton yang ada pada membran tunggal lisosom.
Lisosom juga berperan dalam digesti intraselular dalam memperbaiki organel rusak (autofagi) atau bahkan menghancurkan struktur tertentu seiring proses perkembangan, seperti yang terjadi pada metamorfosis kecebong-katak dimana ekor mereduksi (berkurang/menghilang).
Peroksisom hampir mirip dengan lisosom, hanya saja enzim yang dikandung adalah enzim oksidatif. Peroksisom berperan dalam proses deaminasi oksidatif asam amino, reaksi vital dalam mengubah protein menjadi komponen lain.
Kesimpulan
Sel eukariot tidak hanya dicirikan dengan keberadaan membran pada inti selnya, tapi juga struktur membran internal yang membentuk organel-organel. Beberapa organel dasar sel eukariot diantaranya adalah nukleus, mitokondria, retikulum endoplasma dan asosiasinya dengan ribosom, badan golgi, lisosom, dan peroksisom.
Organel-organel tersebut bersifat fundamental dan secara umum ada pada sel eukariot, tapi tidak semua sel eukariot memiliki organel tersebut. Contohnya ialah sel darah merah yang tidak memiliki nukleus, mitokondria, dan ribosom sehingga tersedia lebih banyak ruang untuk menampung hemoglobin (pengangkut oksigen).
Jika diibaratkan, rumah di daerah tropis tidak memiliki pemanas ruangan atau cerobong asap untuk menghangatkan ruangan karena di daerah tropis tidak mengalami musim dingin/salju, sehingga tidak membutuhkannya. Sama halnya dengan keberadaan dan susunan organel sel yang akan sesuai dengan kebutuhan dan fungsinya.
Nah, demikianlah uraian mengenai apa itu sel eukariot dan fungsinya. Semoga penjelasan di atas cukup membantu kamu untuk mengenali lebih lanjut tentang sel eukariot serta fungsinya, mengingat materi ini juga menjadi materi krusial dalam ilmu biologi sel.
Sumber:
Aryulina, D., C. Muslim, S. Manaf, E. W. Winarni. (2004). Biologi 2. Jakarta: Esis.
Campbell , N.A. & J.B. Reece. (2010). Biologi, Edisi Kedelapan, Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Campbell, N.A., J.B. Reece, & L.G. Mitchell. (2000). Biologi, Edisi Kelima, Jilid 1.Jakarta: Erlangga.
Fried, G & G. Hademenos. (2009). Schaum’s Outlines: Biology, Third Edition. USA: McGraw-Hill Companies.
Karmana, O. (2007). Cerdas Belajar Biologi. Jakarta: Penerbit Grafindo Media Pratama.
Koehler, C.M. and M.F. Bauer. (2004). Mitochondrial Function and Biogenesis. New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Lloyd, J.B., and R.W. Mason. (1996). Subcellular Biochemistry Vol. 27; Biology of the Lysosome. London: Plenum Press
Quader, H. and M. Zachariadis. (2006). The Plant Endoplasmic Reticulum. New York: Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Rahmah, A., A. Khairunnisa, Nestiyanto, S. Yulianti, Kholifah, dan N.K. Sari. (2015). Big Book Biologi. Jakarta: Cmedia.
Sumardjo, D. (2006) Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta, Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Yuwono, T. (2010). Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga.
