Struktur Sel dan Komponen Kimiawinya serta Proses yang Terjadi pada Sel

1.      Struktur Sel dan Komponen Kimiawi Sel

Semua makhluk hidup tersusun dari sel. Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil. Sel merupakan tempat terjadinya peristiwa fisiologis dan pewarisan genetis makhluk hidup. Ada dua tipe struktur sel yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik adalah sel tanpa membran inti, misalnya sel bakteri.

Sel eukariotik adalah sel yang memiliki membran inti sehingga terjadi pemisahan antara inti sel dan sitoplasma, misalnya sel hewan dan sel tumbuhan. Bagian luar sel tumbuhan dibatasi oleh dinding sel, sedangkan bagian luar sel hewan dibatasi oleh membran plasma.

Membran plasma terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid, glikolipid, dan sterol. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan yaitu lapisan protein perifer dan integral.

2.      Transpor pada Membran

Membran plasma berfungsi sebagai tempat keluar dan masuknya ion, molekul, serta senyawa dari atau ke dalam sel. Membran plasma bersifat selektif permeabel yaitu memiliki kemampuan untuk melakukan seleksi terhadap ion, molekul, dan senyawa yang melalui membran plasma. Perpindahan molekul atau ion melewati membran ada dua macam yaitu transpor pasif dan transpor aktif.

a.       Transpor Pasif

Transpor pasif merupakan perpindahan molekul-molekul, senyawa, atau ion yang tidak memerlukan energi untuk melewati membran. Transpor pasif mencakup osmosis dan difusi.

1)      Osmosis

Osmosis adalah perpindahan pelarut (misal air) melalui membran selektif permeabel dari konsentrasi pelarut tinggi (hipotonik) menuju konsentrasi pelarut rendah (hipertonik).

Ada empat kemungkinan yang terjadi pada sel tumbuhan dan sel hewan akibat adanya osmosis, yaitu krenasi, hemolisis, plasmolisis, dan turgid. Krenasi adalah mengkerutnya sel hewan akibat keluarnya cairan sel. Krenasi terjadi jika sel hewan berada di larutan hipertonik. Hemolisis adalah pecahnya sel hewan karena masuknya cairan dari luar secara terus-menerus. Hemolisis terjadi jika sel hewan berada di dalam larutan hipotonik. Plasmolisis adalah peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel tumbuhan akibat keluarnya sebagian air dari dalam sel. Plasmolisis terjadi jika sel tumbuhan berada di dalam larutan hipertonik. Turgid adalah membengkaknya sel tumbuhan karena masuknya cairan dari kuar ke dalam sel. Turgid terjadi jika sel tumbuhan berada dalam larutan hipotonik.

2)      Difusi

Difusi merupakan proses pergerakan acak partikel-partikel (atom, molekul, gas, cairan, dan larutan) dari larutan berkonsentrasi tinggi (hipertonik) ke larutan berkonsentrasi rendah (hipotonik) sehingga mencapai kesetimbangan.

b.      Transpor Aktif

Pada transpor aktif diperlukan energi untuk memompa molekul melewati membran dengan melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif dibedakan menjadi tiga yaitu pompa ion, kotranspor, serta endositosis dan eksositosis.

1)      Pompa Ion

Pompa ion adalah transpor ion melewati membran plasma yang  melawan gradien konsentrasi. Misal, pompa ion Na⁺  dan K⁺ di dalam tubuh.

2)      Kotranspor

Kotrasnpor adalah transpor suatu zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati membran plasma. Misal, sel-sel tumbuhan memompakan ion hidrogen untuk mengaktifkan transpor sukrosa ke dalam sel.

3)      Endositosis dan Eksositosis

Endositosis dan eksositosis adalah transpor makromolekul seperti protein, polisakarida, atau asam nukleat dengan membentuk lipatan membran plasma. Pada endositosis, membran plasma mengelilingi makromolekul di luar sel kemudian melipat membentuk vesikel. Vesikel masuk ke dalam sel bersamaan dengan suatu makromolekul. Pada eksositosis, vesikel bergabung dengan membran plasma dan mengeluarkan makromolekul dari dalam vesikel.