Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Memahami Struktur dan Fungsi Sel

Sel adalah unit dasar yang menyusun setiap organisme hidup. Ini adalah bentuk kehidupan terkecil yang dapat menggandakan dirinya sendiri, tetapi sel-sel dalam tubuh kita sangat berbeda satu sama lain.


Tubuh manusia sendiri memiliki lebih dari 200 jenis sel yang berbeda - dari neuron kurus panjang yang dapat mencapai panjang lebih dari 1 meter hingga makrofag yang melahap patogen hingga miosit yang berkontraksi untuk memungkinkan Anda melenturkan otot. Namun terlepas dari perbedaannya, mereka memiliki banyak fitur serupa.

Jika dibayangkan sel rata-rata sebagai apartemen kecil. Pertama, membedakan antara apa yang "di luar" dan yang "di dalam". Dinding ini adalah membran sel atau membran plasma, dan terbuat dari lapisan ganda molekul fosfolipid. Fosfolipid memiliki "kepala" yang terbuat dari fosfat bermuatan negatif, yang bersifat hidrofilik - artinya menyukai air. Fosfolipid juga memiliki "ekor" yang terbuat dari dua asam lemak, yang bersifat hidrofobik - artinya, mereka menghindari air.

Dalam air, fosfolipid membentuk lapisan ganda - di mana ekor hidrofobik berorientasi ke dalam, di mana tidak ada air, dan kepala hidrofilik berorientasi ke luar, bersentuhan dengan molekul air. Jadi membran plasma membentuk dinding dengan air di kedua sisinya. Dinding ini semipermeable - artinya memungkinkan beberapa hal masuk, seperti oksigen atau karbon dioksida - tetapi tidak memungkinkan benda lain masuk, seperti glukosa dan gula.

Untungnya, kami memiliki "pintu" dan "jendela" di apartemen ini, dan mereka terbuat dari saluran protein khusus yang pada dasarnya adalah terowongan kecil melalui lapisan ganda fosfolipid. Saluran ini memungkinkan air dan ion spesifik seperti natrium dan kalium masuk dan keluar dari sel.

Seperti apartemen yang dibangun dengan baik, sel kita memiliki kerangka kokoh yang disebut sitoskeleton.Sitoskeleton terbuat dari protein seperti mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen perantara, yang semuanya memberikan stabilitas struktural.Sitoskeleton juga sangat dinamis, memungkinkan sel untuk berubah bentuk dengan mengerut dan memperluas filamen secara selektif - yang penting dalam beberapa fungsi sel, seperti kontraksi otot, pembelahan sel, dan bahkan pergerakan sel. Sitoskeleton juga membantu struktur di dalam sel berpindah dari satu area ke area lain.

Sekarang apartemen sudah dibangun - mari kita isi. Sel diisi dengan cairan intraseluler yang disebut sitosol, yang mengandung berbagai ion seperti natrium dan kalium. Selain itu, sel memiliki sejumlah organel, yang seperti ruangan kecil di dalam apartemen kita. Dan bersama-sama, sitosol dan organel membentuk sitoplasma sel.

Nukleus adalah organel yang sangat terspesialisasi, yang merupakan rumah bagi materi genetik kita. Dari segi ruangan, Anda bisa membayangkan nukleus sebagai kantor, dengan rak buku berisi berbagai buku dan manual. Bagaimana cara melakukan perbaikan rumah, cara melakukan renovasi interior, cara berbicara dengan tetangga, cara membuang sampah, dan sebagainya.

Memperluas analoginya, setiap buku akan menjadi seperti gen yang berisi informasi yang tepat - seperti cetak biru - yang dibutuhkan untuk membangun protein tertentu. Menggali lebih dalam - huruf dan kata persis dari buku-buku itu ditulis dalam bahasa DNA.

Sekarang, ternyata DNA sebenarnya adalah satu molekul panjang dengan beberapa bagian yang mengkode gen yang dihubungkan bersama oleh bagian lain yang tidak mengkode gen. Jika molekul DNA dalam sel direntangkan, panjangnya sekitar 2 meteri. Untungnya, DNA itu melingkar erat dan digulung dalam beberapa langkah sehingga dikemas dengan sangat rapat.

Pertama, ia melingkari protein yang disebut histon. Jika diperbesar ke tingkat itu, DNA tampak seperti mutiara di seutas tali. Tapi kemudian "kalung" itu terlipat semakin jauh, menciptakan bentuk DNA yang terlipat sangat rapi dan padat, yang disebut kromosom.

Untuk membuat protein, DNA dari gen tertentu harus ditranskripsikan, atau disalin ke dalam RNA - khususnya RNA pembawa pesan atau mRNA. Struktur khusus di dalam sel, yang disebut ribosom, kemudian dapat menggunakan salinan mRNA untuk menghasilkan protein!

Ribosom dibuat oleh struktur di dalam inti yang disebut nukleolus dari RNA ribosom atau rRNA dan protein. Mereka seperti bengkel apartemen sel kami, dengan printer 3D mini, mencetak berbagai suku cadang atau alat untuk apartemen - yang merupakan analogi untuk sintesis protein.

Ribosom mengubah mRNA menjadi untaian asam amino yang membentuk protein dalam proses yang disebut translasi. Ribosom bergantung pada kode triplet, di mana setiap tiga asam nukleat di sepanjang urutan mRNA sesuai dengan salah satu dari dua puluh asam amino umum atau dengan kodon stop yang memberi tahu ribosom untuk berhenti membangun protein.

Jadi untuk membantu memvisualisasikan semua ini, bayangkan ribosom mengambang di sekitar sitosol. Setelah ribosom berikatan dengan mRNA, ia menggunakan sitoskeleton untuk membantu menuju organel yang disebut retikulum endoplasma - atau disingkat ER.

Ribosom menempel pada permukaan membran plasma retikulum endoplasma dan akan mulai menerjemahkan mRNA menjadi protein yang langsung disuntikkan ke dalam lumen - atau bagian dalam - ER.

Retikulum Endoplasma mendukung banyak ribosom di permukaannya, yang masing-masing sibuk menerjemahkan protein.

Untuk membuat luas permukaan yang cukup untuk melakukan ini, ER benar-benar merupakan tumpukan terus menerus dari membran fosfolipid pipih.

Semacam balon kempes besar, semuanya kusut - volumenya rendah, tetapi dengan banyak area permukaan tersedia!

Bagian ER yang menghasilkan protein disebut "ER kasar", karena ribosom menyerupai tonjolan kecil yang membuat ER terlihat "kasar" di bawah mikroskop elektron.

Ada juga jenis retikulum endoplasma "halus", yang terlibat dalam pembuatan lipid, seperti kolesterol dan fosfolipid, yang dapat digunakan sel untuk memproduksi lebih banyak membran sel.

Di beberapa sel, seperti hati, Retikulum Endoplasma halus membantu detoksifikasi bahan kimia berbahaya, jadi dalam hal ini, seperti spa atau kamar mandi di apartemen.

Di sel lain, seperti kelenjar, retikulum endoplasma halus menggunakan kolesterol, untuk selanjutnya membuat berbagai hormon steroid.

Karena alasan ini, beberapa sel penghasil hormon khusus, seperti yang ditemukan di testis atau ovarium, memiliki banyak RE halus.

Organel lain yang disebut badan Golgi mengambil protein, lipid, dan hormon yang dihasilkan di Retikulum Endoplasma kasar dan Retikulum Endoplasma halus, dan mengemasnya menjadi vesikel yang terbuat dari lapisan ganda fosfolipid yang kemudian didistribusikan ke sekitar sel.

Pikirkan peralatan Golgi seperti garasi apartemen, di mana Anda memiliki semua kotak yang dikemas, yang terkadang Anda pindahkan dan simpan di ruangan lain.

Ada vesikel pengangkut, yang bergerak di dalam sel, dan vesikula sekretorik yang memindahkan molekul keluar dari sel, sebuah proses yang dikenal sebagai eksositosis - seperti membuang sampah dari garasi.

Contoh vesikel yang tetap berada di dalam sel adalah lisosom, yang mengandung enzim yang dapat membantu memecah molekul lain, serta organel besar yang mungkin rusak.

Terakhir, ada mitokondria, yaitu organel yang berfungsi sebagai pembangkit listrik, seperti di lemari peralatan apartemen kita.

Di dalam sitoplasma, glukosa melewati glikolisis - yang merupakan jalur metabolisme yang membelah glukosa 6-karbon menjadi dua bagian, yaitu molekul 3-karbon yang disebut piruvat.

 

Dari sana, piruvat memasuki mitokondria dan melewati siklus asam sitrat atau siklus Krebs, serta rantai transpor elektron, untuk menghasilkan adenosin trifosfat - atau ATP.

Proses ini membutuhkan O2, jadi ini disebut respirasi aerobik. Produk sampingan dari rangkaian reaksi ini adalah CO2 dan H2O. Pada akhirnya, sekitar 32 molekul ATP yang kaya energi dibuat untuk setiap molekul glukosa yang diambil oleh sel.

Alternatifnya, jika tidak ada cukup glukosa untuk beredar, sel kita dapat mencoba membakar asam lemak di mitokondria sebagai sumber bahan bakar - dalam proses yang disebut oksidasi beta. Ternyata - mitokondria hanya dapat bekerja dengan asam lemak “berukuran sedang”.

Jadi untuk membuatnya bekerja, organel khusus yang disebut peroksisom memotong asam lemak panjang menjadi yang berukuran sedang. Proses ini menghasilkan hidrogen peroksida yang berbahaya, tetapi peroksisom memiliki enzim yang disebut peroksidase, yang dengan aman mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen.

 

KESIMPULAN

Lapisan ganda fosfolipid membentuk membran sel yang merupakan dinding sel, dan struktur internal sel terdiri dari sitoskeleton.

Organel kunci termasuk nukleus, yang menampung DNA, retikulum endoplasma yang menghasilkan protein, lipid, dan steroid, dan mitokondria, yang menyediakan energi bagi sel menggunakan respirasi aerobik, yang membakar glukosa, atau oksidasi beta, yang membakar asam lemak.