1. SEL HEWAN

v   Sejarah Perkembangan Sel

Ahli-ahli yang berpendapat tentang sel:

1.    Robert Hooke, menemukan istilah sel pertama kali dari sayatan jaringan gabus.

2.    Shleiden ( meneliti tumbuhan) dan schwann (meneliti jaringan hewan), mengatakan bahwa makhluk hidup tersusun oleh struktur sel, sehingga muncul Teori Sel I : bahwa sel merupakan unit struktural makhluk hidup.

3.    Robert Brown, menemukan benda terapung-apung dalam cairan sel tumbuhan, benda itu diberi istilah Nukleus, yang merupakan materi terpenting dari sel.

4.   Felix Dujardin, menekankan bahwa cairan sel-lah yang merupakan bagian terpenting  dan diberi nama Sarcode.

5.   Johanes Purkinje, memberi nama cairan sel sebagai Protoplasma.

6.   Max Schultze, didalam sel terjadi kegiatan yang fungsional seperti halnya dalam makhluk  hidup, sehingga muncul Teori Sel II : bahwa sel merupakan unit fungsional makhluk hidup.

7.   Rudolf Virchow, mengatakan bahwa sel berasal dari sel juga, sesuai dengan istlah Omnis Cellulae a cellula. Dari pendapat ini muncul Teori Sel III : bahwa sel merupakan unit Reproduksi/Pertumbuhan  makhluk hidup.

8.   Penemuan peralatan modern, seperti mikroskop elektron, mikrotom dll, mengakibatkan pengamatan sel menjadi semakin intensif, sampai diketemukannya material inti yang diturunkan kepada keturunannya yaitu Gen yang terdapat dalam kromosom. Dari penemuan gen ini muncul Teori Sel IV : bahwa sel merupakan unit Hereditas makhluk hidup.

•       Pada dasarnya sel dibedakan menjadi 2:

A.        Sel Prokariotik. Sel Prokariotik, sel yang intinya belum memiliki membran, artinya sistem membran belum ada, sehingga dalam sel tersebut belum diketemukan organel sel kecuali ribosom.

B.        Sel Eukariotik. Sel Eukariotik, merupakan sel yang sudah memiliki inti sel yang jelas, artinya sudah memiliki sistem membran. Dimiliki oleh sel hewan dan sel tumbuhan.

•       Contoh sel Prokariotik:

1. PPLO ( The Pleuro-Pneumonia Like Organism). Oleh Iterson masuk dalam kelompok bacteri, tetapi karena ukurannya lebih kecil (0,1 - 0,25m) oleh Novikoff dan Holtzman dimasukkan dalam golongan tersendiri.

PPLO penyebab penyakit pada hewan dan manusia, yg merusak alat respirasi pada hewan berdarah panas. Memiliki membran sel setebal 75 A^o, pada sitoplasma terdapat vacuola yang fungsinya belum diketahui dan ribosoma (untuk sintesis protein) yang mengelilingi molekul DNA double helix yang terletak ditengah,

2. Bacteri, bentuknya bermacam-macam spt coccus, basil dan spirillum. Struktur tubuh bacteri terdiri dari selaput luar, sitoplasma dan materi inti (DNA).

Selaput luar ada 3 lapisan:

Membran plasma, selaput yang terdekat dengan sitoplasma, mempunyai enzim pernafasan. Dapat berdeferensiasi membentuk struktur lain, seperti kromatofora, atau bacteri Thiovulvum majus membentuk lapisan berlapis-lapis disebut desmosom. Pada beberapa jenis bacteri membran plasma dapat membentuk lekukan kedalam (invaginasi) yang disebut mesosom, fungsinya: untuk respirasi dan sekresi, dan menerima DNA pada saat konjugasi.

Dinding sel, sebelah luar dari membran plasma, sifatnya kaku. Tersusun dari hidrat arang, lemak protein dan bahan organik lain (asam amino, asam diamino pimelat, asam asetil muramat). Fungsinya: pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi.

Kapsula , hanya dimiliki oleh beberapa bacteri, berupa selaput lendir yang mengandung polisakarida. Fungsinya: melindungi sel.

Sitoplasma , tidak terdapat organela sel, terdapat ribosom yang letaknya tersebar.

Materi inti (DNA) sering disebut kromosom bacter/genophore. Tempat molekul DNA pada sitoplasma disebut Nukleoid 

3. Alga hijau-biru, ada yang bersel satu, dan ada yang berkoloni.

Lapisan terluar merupakan selaput lendir. Lapisan tengah berupa dinding sel, dibangun oleh bahan yang sama dengan bacteri. Lapisan terdalam merupakan membran plasma.

Sitoplasma tidak terdapat organela sel, ribosom pada saat terjadi sintesis protein mengelompok membentuk poliribosom. Terdapat pigmen klorofil, karotenoid dan pigmen khusus pikosianin, sehingga alga biru dapat melakukan fotosintesis.

Struktur umum dari sel eukariotik adalah:

•       Membran plasma

•       Sitoplasma, terdapat organela, seperti: Mitokondria, Retikulum endoplasma, Badan golgi, Lisosom,Ribosom, dll

•       Inti sel atau nukleus.

v  Dasar-dasar kimia dan fisika Protoplasma

Dasar-dasar kimia protoplasma

Protoplasma adalah zat hidup yang membangun sel, merupakan substansi komplex yang secara universal terdapat pada sel yang hidup,        memiliki ciri-ciri hidup karena dapat melakukan kegiatan: metabolisme, tumbuh, berkembang biak, iritabilitas, dan adaptasi.

Dari 105 unsur dalam sistem periodik, ada 36 unsur yang terdapat pada sitoplasma.Ada 4 senyawa besar dalam protoplasma dan air merupakan senyawa terbesar, tetapi bahan yang memberi ciri pada strukturnya adalah protein.

1. Air:

merupakan persenyawaan anorganik yang terbesar pada protoplasma.Prosentase air pada sitoplasma ± 60-95% tergantung pada jenis sel, umur, tempat hidup dll. Fungsi air:

ü  sebagai pelarut bahan anorganik , misalnya ion-ion mineral, dan garam-garam. Juga pelarut bahan organik misalnya protein, lemak dan karbohidrat.

ü  Media dispersi untuk sistem koloid pada protoplasma

ü  Stabilisator suhu, sehingga kenaikan dan penurunan suhu yang drastis dapat dicegah.

ü  Pelarut elektrolit, ion-ion elektrolit dapat menghantarkan arus listrik.

ü  Media transpor untuk memindahkan bahan makanan dan bahan yang akan disekresikan dari sel.

ü  Media untuk proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup.

2. Garam mineral:

Pada protoplasma dapat berbentuk ion bebas, ada yang terikat pada molekul lain, misalnya molekul protein dan lemak. Fungsinya mengatur tekanan osmotik, sedangkan ion garam menentukan struktur makromolekul. Contoh garam dalam protoplasma: garam fosfat, karbonat, klorida, sulfat dari kalsium, natrium, kalium dan magnesium

3. Senyawa anorganik yang berbentuk gas.

Biasanya dalam bentuk larutan, misalnya oksigen/O₂, nitrogen/N₂ dan gas karbon dioksida/CO₂. Kelarutan CO₂ dalam air agak berbeda, karena beberapa molekulnya dapat bereaksi dengan air.

                CO₂ + H₂O à H₂CO₃ à H⁺ + HCO₃^-

4. Asam dan basa.

Terdapat pada protoplasma misalnya: asam klorida (HCl) dan basa hidroksida (KOH).

PERSENYAWAAN ORGANIK PADA PROTOPLASMA:

1. Karbohidrat,

Persenyawaan organik sederhana terdiri dari unsur: C, H, O, dengan formula umum C_x(H₂O)_y walaupun sebenarnya salah. Secara kimia kh. Merupakan turunan dari polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton.

Pada hewan karbohidrat disimpan dalam hati dan otot berbentuk glikogen. Fungsinya: Karbohidrat yang sederhana sebagai sumber energi, yang berantai panjang sebagai cadangan energi dan komponen struktural organel dan bagian sel lainnya.

Karbohidrat dapat dibagi dalam 4 kelompok besar:

1. Monosakarida (C_nH_2nO_n )
2. Disakarida ( C_n(H₂O)_n-1 )
3. Oligosakarida
4. Polisakarida

Monosakarida (C_nH_2nO_n)

Berdasarkan jumlah atom karbonnya, monosakarida dibagi atas:

•       Triosa, dengan 3 atom karbon, terdapat didalam sel sebagai hasil antara atau metabolit pada oksidasi hexosa dan pentosa, misalnya gliceraldehid dan hidroksi aseton.

•       Tetrosa, dengan 4 atom karbon, dalam sel sebagai metabolit pada oksidasi hexosa dan pentosa, misalnya eritrulose.

•       Pentosa, dengan 5 atom karbon, terdapat pada asam nukleat: ribosa dan deoksiribosa dan beberapa koenzim.

•       Hexosa, dengan 6 atom karbon, misalnya D glukosa, D fruktosa dan D galaktosa

2. Disakarida ( C_n(H₂O)_n-1

Adalah karbonat yang pada hidrolisis menghasilkan 2 molekul monosakarida yang sama atau berlainan.

•       Maltosa, terjadi sebagai hasil kondensasi 2 molekul a – d glukosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4 a glikosidik.

•       Laktosa, terjadi sebagai hasil kondensasi dari1 molekul b – d glukosa dengan satu b – d galaktosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,4 b glikosidik. Gula ini banyak terdapat pada sel-sel kelenjar susu, dan tidak ditemukan pada sel tumbuhan.

•       Sukrosa, terjadi sebagai hasil kondensasi dari1 molekul a – d glukosa dengan 1 molekul b – d fruktosa yang dihubungkan dengan ikatan 1,5 a glikosidik. Gula ini ditemukan hanya pada sel tumbuhan.

3. Oligosakarida

Golongan ini merupakan zat-zat yang menghasikan 3 – 10 monosakarida jika dihidrolisa

4.  Polisakarida

Polisakarida terbentuk dari banyak monosakarida. Dalam protoplasma dikenal 2 macam polisakarida yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida.

Homopolisakarida, bila dibentuk oleh monosakarida yang sama, misalnya: amilum dan glikogen. Glikogen merupakan polimer dari molekul glukosa, pada hewan jumlahnya sedikit, tetapi pada hati, otot dan sel Mollusca, banyak mengandung glikogen.

Heteropolisakarida, dibangun dari bermacam-macam monosakarida dan nitrogen-amino, dan sulfur. Contoh: khitin, chondroitin sulfat, heparin, mucoprotein, dan glikoprotein

2. Lemak (Lipida),

Merupakan larutan yang hidrofobia (tidak larut dalam air), tetapi larut dalam larutan eter, kloroform, alkohol panas dan benzen.

Lemak berperan dalam menghasilkan energi seperti karbohidrat, juga sebagai bagian dari membran plasma yang yang berbentuk fosfolipida. Lemak dibangun oleh glicerol (C₃O₃H₈) dan  3 asam lemak (CH₃(CH₂)_nCOOH). Dari rumusnya asam lemak memiliki gugusan metil (CH₃), rantai karbon (CH₂)_n dan gugusan karboksil (COOH).

Ada 2 macam asam lemak: asam lemak jenuh, jika rantai karbonnya memiliki atom H yang maximum, contoh asam stearat  CH₃ (CH₂)₁₆ COOH dan asam lemak tak jenuh, jika atom H-nya belum maximum, contoh:

                                                               H    H

•       asam oleat  CH₃ (CH₂)₇ – C = C - (CH₂)₇ COOH.

Macam Lemak:

•       Lemak sederhana, yaitu lemak yang tersusun dari glicerol dan asam lemak.

•       Lemak gabungan, merupakan ester asam lemak yang pada hidrolisis menghasilkan asam lemak, alkohol dan zat-zat lain.        Contoh lemak gabungan: fosfolipida, spingolipida, glikolipida (serebrosida dan gangliosida), lipoprotein, karotenoid.

Fosfolipida , struktur molekulnya adalah gliserol, asam lemak dan asam fosfat. Merupakan komponen membran sel, pada sel hewan fosfolipida mengandung cholin disebut fosfatidil cholin atau lechitin, zat yang penting untuk metabolisme lemak pada sel hati.

Spingolipida  mengandung amino alkohol spingosin, contoh: seludang myelin pada sel saraf mengandung spingosin dan fosfolipida.

Glikolipida mengandung karbohidrat dan lipida ada 2 macam: serebrosida dan gangliosida.   Serebrosida mengandung molekul spingosin asam lemak dan glukosa atau galaktosa, merupakan komponen lemak pada sek-sel otak dan seludang myelin. Gangliosida struktur molekulnya sangat komplex terdiri dari spingosin, asam lemak dan satu atau lebih glukosa, laktosa, galaktosamin dan asam neuraminic. Terdapat pada bagian otak yang kelabu, membran eritrosit dan sel-sel kura (spleen).

Lipoprotein, lipida yang mengandung molekul protein, misalnya cholesterol dengan a dan b globulin.

Karotenoid, lipida yang mengandung pigmen, contoh haemoglobin

3. Protein (the first importance)

Merupakan senyawa kimia sebagai pembangun sel utama, senyawa yang sangat kompleks. Protein mempunyai 2 peran utama: katalitik dan mekanik. Pada peran katalitik, dalam bentuk enzim berperan sebagai katalisator reaksi-reaksi kimia dalam sel hidup. Pada peran mekanik, termasuk peran sebagai pembangun (struktural) dan peran kontraktil seperti pada protein otot. Gerakan otot disebabkan serabut protein sel otot dapat berkontraksi.

Senyawa sederhana dari protein adalah asam amino, ada 20 macam, 10 macam asam amino esensial dan 10 macam asam amino non esensial. Rumus bangun asam amino:

                                                                                (gugus Amin)

                                                                NH₂

                                                R   -         C   -         COOH

                                                                H            

                                                                                                (gugus karboksil)

NH₂  merupakan gugusan amin, yang menyebabkan asam amino bersifat basa, sedangkan COOH adalah gugusan karboksil, yang menyebabkan bersifat asam. Dengan memiliki sifat asam dan basa maka asam amino dikatakan bersifat amfoter. Contoh: asam glisin

•       NH₂CH₂COOH  ßà  NH₃⁺   +   CH₂COO ^–

Asam-asam amino bergabung membentuk molekul protein, setiap dua molekul asam amino akan melepaskan satu molekul air.

Berdasarkan komposisi kimia pada proses hidrolisis, protein digolongkan :

•       Protein sederhana, bila dihidrolisis hanya menghasilkan asam amino, contoh: albumin dan globulin.

•       Protein gabungan, bila dihidrolisis akan menghasilkan asam amino dan persenyawaan lain. Contoh: Glikoprotein: t.a protein dan karbohidrat; Nukleoprotein: t.a protein dan asam nukleat; Kromoprotein: t.a protein dan bahan zat warna, mis: haemoglobin dan klorofil; Lipoprotein: t.a protein dan lipida, penyusun membran plasma; Fosfoprotein: t.a asam amino dan gugusan fosfat, misalnya: kasein dalam susu; Metaloprotein: t.a protein dan metal.

Protein sederhana dan Protein gabungan yang tersimpan pada protoplasma dapat digolongkan sbb:

•       Protein primer: struktur molekulnya terdiri dari asam amino yang tersusun secara linier dengan ikatan peptida.

•       Protein sekunder:  struktur molekulnya terdiri dari beratus-ratus asam amino yang tersebar secara spiral.

•       Protein tertier: struktur molekulnya terdiri dari beberapa rantai polipeptida yang dihubungkan dengan ikatan sulfur, misalnya: globulin.

•       Protein quarter: struktur molekulnya mengandung dua ikatan atau lebih peptida yang berikatan dengan ikatan kovalen yang lemah. C/ haemoglobin.

4. Asam Nukleat

Fungsinya: mengontrol aktivitas biosintesis dalam sel dan membawa informasi genetika. Ada 2 macam: DNA (Deoxyribo Nucleic Acid/Asam Dioksiribo Nukleat) dan RNA (Ribo Nucleic Acid/Asam Ribo Nukleat).

Asam nukleat merupakan polimer dari nukleotida. Nukleotida terdiri dari bagian-bagian: fosfat; gula pentosa (ribosa dan deoksiribosa); basa organik yang terdiri dari purin (adenin dan guanin) dan pirimidin (sitosin, timin dan urasil).

Komposisi: pentosa + basa disebut Nukleosida, sedang nukleotida= nukleosida + fosfat.

Nama nukleosida tergantung pada basa apa yang ada padanya, jika basanya purin maka diberi akhiran osin , sedang basa pirimidin diberi akhiran din, contoh:

•       Adenin........ adenosin

•       Timin ......... Timidin.

Sedangkan nama nukleotida adalah nama nukleosida + fosfat yang dimiliki, contoh:

•       Adenosin Trifosfat

•       Adenosin Difosfat

Pada tahun 1953, J.D. Watson dan FHC. Crick menemukan molekul DNA terdiri dari 2 untai polinukleotida yang berpilin (double stranded helix), seperti tangga yang diputar spiral. Bagian tepi (tiang tangga) merupakan fosfat dan gula pentosa, sedangkan anak tangganya terdiri dari basa purin dan pirimidin:

•       Adenin (A) berpasangan  dengan Timin (T), T – A atau A - T

•       Guanin (G) berpasangan dengan Sitosin (S), G – S atau S – G

DNA merupakan komponen utama dari kromosom dengan urutan basanya merupakan kode genetik, sedangkan RNA mempunyai peranan dalam sintesis protein.

•       Perbandingan antara DNA dan RNA sbb:

Ada nukleotida lain yang berperan pada proses biologis yaitu dalam konversi energi pada waktu sel melangsungknan oksidasi,seperti ADP dan ATP.

Dalam sel terdapat turunan nukleotida yang berfungsi sebagai koenzim, misalnya:

-  Pirimidin nukleotida:

                Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD^-)

                Nikotinamid Adenin Dinukleotida Phosfat (NADP^-)

-  Flavin Nukleotida:

                Flavin Mono Nukleotida (FMN)

                Flavin Adenin Dinukleotida (FAD)            

-  Co-enzim A ( Co A atau Co A.SH)

5. Enzim

Adalah biokatalisator yang terdapat di dalam sel (intrasel). Dalam sebuah sel berukuran ± 20 mm diperkirakan terjadi ±1000 macam reaksi kimia, dan setiap reaksi kimia membutuhkan enzim.

Cara pemberian nama enzim:

1. Menurut substrat kimia yang dipengaruhi, contoh:

•       Amilum -à maltosa, enzimnya disebut amilase

2. Didasarkan pada tipe reaksi yang terjadi, misalnya:

q  Transferase, mentransfer gugusan fungsional, seperti: fosfat, amino, metil dll. Contoh: hexose fosfo transferase, mentransfer gugus fosfat pada molekul glukosa.

q  Oksidoreduktase, reaksi transfer/pemindahan elektron/ H⁺.

q  Hidrolase, reaksi hidrolisis

q  Isomerase, reaksi isomerisasi, contoh: hexose isomerase

q  Dehidrogenase, reaksi pengambilan hidrogen

Bagian utama dari enzim adalah protein, beberapa enzim baru aktif jika ada bahan lain:

•       Kofaktor: bahannya jika terdiri dari unsur logam seperti Fe⁺⁺, Cu⁺⁺, Zn^++.

•       Koenzim: jika bahan itu bukan logam tapi bahan organik non protein, misal NAD^-.

•       Grup prostetik, jika bahan non protein tersebut menjadi satu kesatuan dengan molekul protein enzim, misal enzim sitokrom oksidase mempunyai grup prostetik mengandung logam Fe, vitamin B complex merupakan bagian dari koenzim pernafasan

Sifat-sifat enzim:

1. enzim bekerja sangat cepat, contoh: enzim katalase
2. enzim bekerja spesifik.
3. enzim tidak ikut bereaksi
4. Enzim dapat bekerja dua arah
5. enzim bekerjanya dipengaruhi oleh suhu
6. enzim sensitif terhadap pH

Cara kerja enzim, sebagai biokatalisator, waktu terjadi reaksi enzim bergabung sementara dengan substrat:

•       Enzim + Substrat ßàgabungan substrat enzim ßà enzim + produk

enzim bergabung dengan substrat pada lokasi aktif/ active site, yang mempunyai konfigurasi ttt dan hanya substrat yang cocok yang dapat bergabung, yang terkenal dengan hipotesis kunci dan anak kunci (lock  and key hypothesis).

Kerja enzim dapat dihambat oleh inhibitor enzim, yaitu suatu substansi yang dapat bergabung dengan enzim, sehingga kerja enzim menjadi terganggu atau terhenti. Contoh: Racun sianida merupakan inhibitor enzim pernafasan, yang lain arsenat, air raksa, dan perak. Juga obat antibiotika untuk bakteri patogen.

Dasar-dasar fisika protoplasma

Peristiwa fisika yang perlu diketahui adalah bagaimana bahan tertentu dapat masuk dan keluar sel.

Ada 6 macam proses utama:

1. Difusi, bergeraknya molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang rendah, dan akhirnya akan tersebar ke seluruh ruangan, atau mencapai keseimbangan. Contoh: air segelas yang dimasukkan kristal zat warna.

2. Osmosis, bergeraknya air dari larutan yang konsentrasinya rendah ke larutan yang konsentrasinya tinggi melalui membran semi permeabel.

3. Difusi berfasilitas, difusi yang memerlukan molekul pengangkut (carier) dan tidak memerlukan ATP dalam prosesnya, serta melalui membran.

4. Transpor aktif, gerakan molekul atau ion dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi, dalam prosesnya memerlukan molekul pengangkut (carier) dan membutuhkan energi (ATP)

5. Pinositosis, proses seolah-olah sel minum, oleh W.H. Lewis diterangkan ada suatu gejala bahwa sejumlah kecil medium koltur masuk ke dalam sitoplasma dalam lekukan-lekukan membran plasma, yang kemudian lekukan membran tadi memisahkan diri dan membentuk gelembung kecil dalam sitoplasma. Gejala ini ditemukan pada lekosit, sel-sel ginjal, epithelium usus, makrofag hati, dan sel akar tumbuhan.

6. Fagositosis, proses memakannya sel, ditemukan oleh E.Metchnikoff saat sel darah putih memakan sejumlah bacteri, juga dalam penghancuran sel darah merah yang telah tua oleh hati, limpa dan sumsum merah oleh sel-sel retikulo-endotelial. Fagosom kemudian bergabung dengan lisosom primer dalam sel dan dicerna oleh enzim dari lisosom

Sifat fisika protoplasma yang lain adalah protoplasma merupakan suatu sistem koloid, artinya partikel-partikelnya cukup besar, tetapi masih melayang-layang  diantara molekul air, ukuran partikel itu antara 0,001 – 0,1 m. Koloid pada protoplasma dapat berupa fase sol dan fase gel.

Sifat  fisik yang lain dari protoplasma:

•       Protoplasma merupakan sistem koloid ini jika disinari listrik di ruangan gelap akan memberi efek tindall.

•       Molekulnya dapat bergerak secara zigzag disebut gerak Brown (1827), gerak brown ini kecepatannya tergantung dari besarnya partikel dan suhu protoplasma.

•       Gerak siklosis dan ameboid. Gerak siklosis terjadi pada saat matrik dalam fase sol dan terjadinya gerakan ini karena pengaruh tekanan hidrostatik, suhu, pH, dan viskositas, contoh geraknya kromosom, sentriol, mitokondria, lisosom. 

•       Gerak  ameboid  terbentuk pada gerak  siklosis, terjadi pada protozoa, leukosit dll. Penonjolan sitoplasmanya disebut pseudopodia.

•       Matrik sitoplasma yang cair memiliki tegangan permukaan. Garam NaCl tegangan permukaannya tinggi akibatnya NaCl menempati bagian yang lebih dalam pada matrik protoplasma.

v  Membran plasma

Overton (1899) menemukan Membran plasma yang merupakam selaput yang membatasi sitoplasma. Selaput ini oleh Plowe disebut plasmalemma.

Ada beberapa teori tentang membran plasma :

ü  Teori membran unit, oleh H. Davson dan J.F. Danielli (1930). Mengatakan bahwa membran plasma terdiri atas 3 lapisan molekul, di tepi merupakan 2 lapisan molekul protein, sedangkan di tengah molekul lemak yang hidrophobia, sehingga membran plasma tidak dapat dilalui oleh bahan-bahan yang larut dalam air. Materi yang larut dalam air akan melalui pori-pori,  tetapi pendapat ini tidak dapat diterima karena porinya terlalu kecil, hanya 0,01 A^o.

ü  Teori membran unit, menurut Roberston membran terdiri atas lapisan bimolekuler lemak di tengah dan di sebelah luarnya lapisan protein yang strukturnya berlipat-lipat (pleated sheet)

ü  Teori mozaik cairan, oleh Singer & Nicolson (1972). Menurut teori ini membran terdiri sebuah lapisan lemak bimolekuler, dgn gumpalan-gumpalan protein. Gumpalan protein ini sebagian menempel di permukaan lapisan lemak (protein ekstrinsik/ perifer), sedangkan sebagian lagi menembus lapisan lemak (protein intrinsik/integral).

1.Retikulum endoplasma, Porter (1953) memberi nama RE untuk organela yang berupa tubulus (pembuluh halus), kantung-kantung pipih (sisternae) dan gelembung-gelembung halus (vesikula).

Tubulus dan sisternae saling berhubungan dan bercabang dengan diameter 400-700A^o.

Sisternae biasanya membentuk lapisan paralel (lamelar) dan satu sama lain saling berhubungan.

Ada 2 tipe RE: RE granular (REK/REG), dipermukaan luarnya   mempunyai banyak ribosoma, fungsinya mengumpulkan dan mengangkut protein yang disintesis pada ribosoma. Dan RE agranular (REH/REA), tidak mempunyai ribosom, fungsinya untuk sintesis lipida, glikogen dan persenyawaan steroid seperti kolesterol, gliserida dan hormon.

RE mempunyai hubungan dengan membran inti dan membran sel. Membran RE lebih tipis dari membran sel. Secara umum RE berperan dalam transpor untuk bahan-bahan yang dihasilkan oleh RE granular, jalannya transpor sbb:

REG à REA à  badan golgi  à butir-butir sekretori (lisosom)

2. Badan golgi,

Dibangun oleh membran berbentuk tubulus, sisternae dan vesikula.sisternae membentuk tubulus, dari tubulus dilepaskan vesikula yang berisi bahan-bahan yang diperlukan seperti  enzim. Jumlahnya mulai dari satu sampai ratusan tiap sel.

Fungsi BG:

-   pembentukan vesikula yang berisi enzim dan bahan lain untuk sekresi, misalnya pada sel-sel kelenjar.

-   biosintesis glikoprotein dan glikolipida

-   pembentukan membran plasma, membran BG sama dengan membran plasma, vesikula yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran sel.

-   membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur.

-   pembentukan lisosom.

3. Badan mikro,

Cristian de Duve (1955) menemukan partikel yang sangat halus pada sitoplasma, diberi nama Lisosom. Lisosom terbentuk dari BG dan tersebar pada sitoplasma. lisosom merupakan kantung bundar yang berisi enzim untuk mencernakan protein, karbohidrat, lemak dan asam nukleat, artinya mencernakan secara intrasel. Misal pada protozoa, sel darah putih, juga mempunyai peran fagositosis, misalnya pada ekor kecebong yang bertambah pendek dan akhirnya hilang juga karena sel-selnya dicerna sendiri.

Ditemukan organela setipe dengan lisosom, oleh de Duve diberi nama Peroksisom, yang terbentuk dari RE. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati). Katalase adalah enzim yang menetralkan H₂O₂ sebagai hasil sampingan dari proses metabolisme, hidrogen peroksida ini sangat racun (reaktif).

4. Mitokondria,

Suatu organela yang diobservasi pertama kali oleh Kolliker (1880) yang hanya dimiliki oleh sel yang aerobik, bentuknya seperti batang atau bundar. Jumlah mitokondria pada sel hewan bervariasi, mulai beberapa ratus sampai ratusan ribu.

Mitokondrion mempunyai 2 lapisan membran, bagian dalam diisi oleh matriks yang mengandung lemak, protein, molekul DNA dan ribosom. Membran dalam memperluas permukaan dengan membentuk lipatan-lipatan yg disebut kristae.Dengan mikroskop elektron terlihat pada membran dalam terdapat partikel dengan diameter 70-100A^o dengan jarak tetap 100A^o.                 Partikel itu dsb partikel F, menurut Racker(1967) berisi enzim ATP-ase dan ATP-sintetase.

Mitokondria merupakan organela tempat pernafasan sel (Hogeboom,1948), sehingga terdapat enzim-enzim pernafasan. Menurut Lekninger (1969) enzim yang terdapat:

-   enzim-enzim pada membran sebelah luar (5)

-   enzim-enzim pada ruang antara membran luar dan membran dalam (2)

-   enzim-enzim pada membran sebelah dalam (7)

-   enzim-enzim pada matriks mitokondria (10)

5. Ribosom,

Dibangun oleh RNA ribosom dan protein. Pada sel prokariotik ribosom tersebar dalam sito-plasma, sedang pada sel eukariotik terdapat pada RE. Fungsinya dalam sintesis protein, kadang  pada saat sintesis protein ribosom akan mengelompok membentuk poliribosom (polisom).

6. Sentrosom, hanya terdapat pada sel hewan, didalamnya terdapat 2 batang halus yang tegak lurus, disebut sentriol. Fungsinya  membentuk benang gelendong pembelahan.

Inti sel (nukleus), terbungkus oleh 2 bagian membran inti. Bagian dari inti sel: membran inti; nukleoplasma; ribosom inti; nukleolus; dan kromatin.

7. Kromosom, merupakan organela yang terlihat pada saat sel akan membelah diri, berasal dari kromatin yang terdapat pada inti sel. Fungsinya membawa faktor keturunan.

8. Mikrotubulus

Berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai "rangka sel“.  Contoh organel ini antara lain benang gelendong pembelahan. Selain itu mikrotubulus berguna dlm pembentukan Sentriol, Flagela dan Silia

9. Mikrofilamen

Seperti Mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel

v   Metabolisme sel

Dalam proses metabolisme terjadi proses pemecahan/perombakan bahan organik untuk menghasilkan energi (katabolisme) dan proses biosintesis (anabolisme).

Katabolisme (Respirasi sel).

Oksidasi senyawa organik (bahan makanan) secara terkendali (dengan bantuan enzim) menjadi senyawa yang lebih sederhana dan membebaskan energi untuk pemeliharaan dan perkembangan organisme. Proses keseluruhannya merupakan reaksi oksidasi – reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO₂, sedangkan O₂ yang diserap direduksi membentuk H₂O. Pati, sukrosa atau gula lainnya, lemak, asam organik, protein pada keadaan tertentu dapat bertindak sebagai substrat respirasi

Substrat respirasi umumnya adalah glukosa,    dapat ditulis sebagai berikut :

                                                                      reduksi

                                  

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ →  6 CO₂    +   6 H₂O  +  energi

 

               Oksidasi

Perombakan pati menjadi glukosa dikatalisis oleh 3 macam enzim, yaitu α amilase, β amilase dan pati fosforilasi.

Respirasi menghasilkan: Energi berupa ATP.   Dapat digunakan untuk berbagai proses esensial dalam kehidupan, misalnya pertumbuhan dan penimbunan ion.

Senyawa antara

    Rangka karbon untuk sintesis senyawa organik lain, antara lain: 

• Asam amino untuk protein
• Nukleotida untuk asam nukleat
• Prazat karbon untuk pigmen (klorofil) dan utk lemak.

1 Molar glukosa kalau di bakar akan menghasilkan 690 kalori , sedangkan dalam pernafasan sel energi yang dihasil-kan diubah menjadi energi kimia ATP.

Untuk 1 M glukosa akan dihasilkan  sebanyak 38 M ATP (1 M = 10 kalori) = 380 kalori atau  ± 55%, untuk proses metabolisme, sisanya akan terbuang sebagai panas.

Ini sangat efisien, apalagi jika dibandingkan dengan mesin diesel modern hanya 30% yang dapat dipakai.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 38 ADP + 38 P à 6 CO₂ + 6 H₂O +  38 ATP

Ada 4 fase pernafasan sel:

1. Glikolisis
2. Oksidasi asam piruvat
3. Daur Krebs (daur asam sitrat)
4. Transfer elektron (oksidasi fosforilasi)

1. Glikolisis (lintasan Embden  -  EMP)

serangkaian reaksi yang mengubah molekul glukosa (6C) menjadi 2 molekul asam piruvat (3C)

terjadi di dalam sitosol, anaerob / tanpa O2

dasar dari respirasi an aerobik

Glikolisis

Fungsi glikolisis

1. Mengubah suatu molekul heksosa menjadi 2 molekul asam piruvat dan terjadi oksidasi sebagian pada heksosa. Tidak ada O2 yang dilepaskan dan CO2 yang dilepaskan. Dihasilkan NADH dan ATP.

2.  Produksi ATP

        ATP yang dihasilkan berjumlah 4 untuk setiap glukosa atau fruktosa yang terespirasi.

Piruvat yang dihasilkan dioksidasi di mitokondria untuk menghasilkan ATP

Fermentasi

         Dengan adanya keterbatasan O2, NADH dan piruvat tertimbun sehingga organisme melaksanakan fermentasi akan menghasilkan etanol dan asam laktat.

2. Dekarboksilasi oksidatif (Oks. Asam Pirufat)

asam piruvat  (3C) dirubah menjadi

                Asetil – S KoA  (2C) dan CO₂ dilepaskan.

Terjadi di mitokondria.

3. Daur / siklus asam sitrat (daur asam trikarboksilat, daur krebs)

Senyawa 2C  menjadi CO2

Terjadi di mitokondria

4. Oksidasi terminal dalam rantai respiratoris                  ( sistemtrasfer/ angkutan/pemindahan elektron)

                Proses Biosintesis (Anabolisme)

Merupakan proses penyusunan  (sintesis) yang terjadi dalam sel, contohnya adalah sintesis protein

Tempat kedua adalah tempat A (aminoasil) yang terletak pada kodon ke dua dan kosong

Proses elongasi terjadi saat tRNA dengan antikodon dan asam amino yang tepat masuk ke tempat A.  Akibatnya kedua tempat di ribosom terisi, lalu terjadi ikatan peptide antara kedua asam amino