Senin, 03 Oktober 2011

Pertumbuhan dan perkembangan sel


Pertumbuhan dan perkembangan umumnya terjadi pada organisme multiseluler yang hidup.
Siklus sel
Siklus sel adalah proses duplikasi secara akurat untuk menghasilkan jumlah DNA kromosom yang cukup banyak dan mendukung segregasi untuk menghasilkan dua sel anakan yang identik secara genetik. Proses ini berlangsung terus-menerus dan berulang (siklik)
Pertumbuhan dan perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan dan mengatur perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan diferensiasinya.
Fase pada siklus sel
  1. Fase S (sintesis): Tahap terjadinya replikasi DNA
  2. Fase M (mitosis): Tahap terjadinya pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas)
  3. Fase G (gap): Tahap pertumbuhan bagi sel.
    • Fase G0, sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan diam atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan. Kondisi ini sangat bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar atau dalam sel. Umum terjadi dan beberapa tidak melanjutkan pertumbuhan (dorman) dan mati.
    • Fase G1, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokinesis dan sintesis.
    • Fase G2, pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis.
Fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 > kembali ke S. Dalam konteks Mitosis, fase G dan S disebut sebagai Interfase.
Regenerasi dan diferensiasi sel
Regenerasi sel adalah proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak.
Diferensiasi sel adalah proses pematangan suatu sel menjadi sel yang spesifik dan fungsional, terletak pada posisi tertentu di dalam jaringan, dan mendukung fisiologis hewan. Misalnya, sebuah stem cell mampu berdiferensiasi menjadi sel kulit.
Saat sebuah sel tunggal, yaitu sel yang telah dibuahi, mengalami pembelahan berulang kali dan menghasilkan pola akhir dengan keakuratan dan kompleksitas yang spektakuler, sel itu telah mengalami regenerasi dan diferensiasi.
Empat proses esensial pengkonstruksian embrio
Regenerasi dan diferensiasi sel hewan ditentukan oleh genom. Genom yang identik terdapat pada setiap sel, namun mengekspresikan set gen yang berbeda, bergantung pada jumlah gen yang diekspresikan. Misalnya, pada sel retina mata, tentu gen penyandi karakteristik penangkap cahaya terdapat dalam jumlah yang jauh lebih banyak daripada ekspresi gen indera lainnya.
Pengekspresian gen itu sendiri mempengaruhi jumlah sel, jenis sel, interaksi sel, bahkan lokasi sel. Oleh karena itu, sel hewan memiliki 4 proses esensial pengkonstruksian embrio yang diatur oleh ekspresi gen, sebagai berikut:
Proliferasi sel
menghasilkan banyak sel dari satu sel
Spesialisasi sel
menciptakan sel dengan karakteristik berbeda pada posisi yang berbeda
Interaksi sel
mengkoordinasi perilaku sebuah sel dengan sel tetangganya
Pergerakan sel
menyusun sel untuk membentuk struktur jaringan dan organ
Pada embrio yang berkembang, keempat proses ini berlangsung bersamaan. Tidak ada badan pengatur khusus untuk proses ini. Setiap sel dari jutaan sel embrio harus membuat keputusannya masing-masing, menurut jumlah kopi instruksi genetik dan kondisi khusus masing-masing sel.
Sel tubuh, seperti otot, saraf, dsb. tetap mempertahankan karakteristik karena masih mengingat sinyal yang diberikan oleh nenek moyangnya saat awal perkembangan embrio

Bagian-bagian sel


1. Inti sel
Inti sel dalam selaputnya yang tembus air mengandung dua jenis molekul asam nukleat, yakni asam deoksiribonukleat yang biasanya disingkat dengan DNA, serta asam ribonukleat atau RNA. Kedua jenis molekul tersebut menentukan tumbuhan. DNA dalam kromosom memuat kode genetik. Di antara pembelahan sel, DNA memperbanyak diri. Keterangan DNA masuk RNA dan RNA ini pindah dari nukleolus yang bulat kecil ke sitoplasma untuk mengatur semua fungsi sel.
2. Mitokondria
Mitokondria adalah badan energi sel yang berisi protein dan benar-benar merupakan "gardu tenaga". "Gardu tenaga" ini mengoksidasi makanan dan mengubah energi menjadi adenosin trifosfat atau ATP. ATP menjadi agen dalam berbagai reaksi termasuk sistesis enzim. Mitokondria penuh selaput dalam yang tersusun seperti akordion dan meluaskan permukaan tempat terjadinya reaksi.
3. Kloroplas
Kloroplas adalah benda terbesar dalam sitoplasma. Kloroplas yang berkembang dalam batang dan sel daun mengandung pigmen hijau yang dalam fotositesis menyerap tenaga matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula, yakni sumber energi kimia dan makanan bagi tetumbuhan. Kloroplas memperbanyak diri dengan memisahkan diri secara bebas dari pembelahan inti sel.
4. Kromoplas Karoten
Kromoplas karoten memberikan warna yang khas bagi masing-masing tumbuhan, seperti misalnya warna khas wortel, lombok, jeruk, dan daun mahkota bunga. Kromoplas banyak warnanya, mulai dari kuning sampai merah tua. Tugas kimiawinya yang sesungguhnya dalam tumbuhan berlu diketahui.
5. Struktur Golgi
Struktur golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ubungnya. Karena hubungannya dengan fungsi pengeluaran sel amat erat, pembuluh mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel. Pembuluh itu juga menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel.
6. Endosplasma
Jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein serta menerima perintah melalui RNA tersebut
7. Butir Pati
Butir pati merupakan tempat penyimpanan makanan cadangan bagi tumbuhan. Butir-butir ini terjadi dari lapisan kristal karbohidrat dan bentuknya beraneka ragam menurut jenis tumbuhannya. Sebagian besar butir pati itu mengumpul dalam jaringan dewasa, di batang, umbi, dan buah.
8. Dinding sel
Dinding sel itu tipis, berlapis-lapis, dan pada tahap awalnya lentur. Lapisan dasar yang terbentuk pada saat pembelahan sel terutama adalah pektin, zat yang membuat agar-agar mengental. Lapisan inilah yang merekatkan sel-sel yang berdekatan. Setelah pembelahan sel, tiap belahan baru membentuk dinding dalam dari serat selulosa. Dinding ini terentang selama sel tumbuh serta menjadi tebal dan kaku setelah tumbuhan dewasa.

Struktur Sel

Sel merupakan unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara autonom asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi.
Makhluk hidup (organisme) tersusun dari satu sel tunggal (uniselular), misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan protozoa) atau dari banyak sel (multiselular). Pada organisme multiselular terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel penyusunnya, yang menjadi dasar bagi hirarki hidup.
Struktur sel dan fungsi-fungsinya secara menakjubkan hampir serupa untuk semua organisme, namun jalur evolusi yang ditempuh oleh masing-masing golongan besar organisme (Regnum) juga memiliki kekhususan sendiri-sendiri. Sel-sel prokariota beradaptasi dengan kehidupan uniselular sedangkan sel-sel eukariota beradaptasi untuk hidup saling bekerja sama dalam organisasi yang sangat rapi.
Secara umum setiap sel memiliki
Sel tumbuhan dan sel bakteri memiliki lapisan di luar membran yang dikenal sebagai dinding sel. Dinding sel bersifat tidak elastis dan membatasi perubahan ukuran sel. Keberadaan dinding sel juga menyebabkan terbentuknya ruang antarsel, yang pada tumbuhan menjadi bagian penting dari transportasi hara dan mineral di dalam tubuh tumbuhan.
Sitoplasma dan inti sel bersama-sama disebut sebagai protoplasma. Sitoplasma berwujud cairan kental (sitosol) yang di dalamnya terdapat berbagai organel yang memiliki fungsi yang terorganisasi untuk mendukung kehidupan sel. Organel memiliki struktur terpisah dari sitosol dan merupakan "kompartementasi" di dalam sel, sehingga memungkinkan terjadinya reaksi yang tidak mungkin berlangsung di sitosol. Sitoplasma juga didukung oleh jaringan kerangka yang mendukung bentuk sitoplasma sehingga tidak mudah berubah bentuk.
Organel-organel yang ditemukan pada sitoplasma adalah
Sel tumbuhan, sel hewan, dan sel bakteri mempunyai beberapa perbedaan seperti berikut:
Sel tumbuhan
Sel hewan
Sel bakteri
Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan.
Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan.
Sel bakteri sangat kecil.
Mempunyai bentuk yang tetap.
Tidak mempunyai bentuk yang tetap.
Mempunyai bentuk yang tetap.
Mempunyai dinding sel [cell wall] dari selulosa.
Tidak mempunyai dinding sel [cell wall].
Mempunyai dinding sel [cell wall] dari lipoprotein.
Mempunyai plastida.
Tidak mempunyai plastida.
Tidak mempunyai plastida.
Mempunyai vakuola [vacuole] atau rongga sel yang besar.
Tidak mempunyai vakuola [vacuole], walaupun terkadang sel beberapa hewan uniseluler memiliki vakuola (tapi tidak sebesar yang dimiliki tumbuhan). Yang biasa dimiliki hewan adalah vesikel atau [vesicle].
Tidak mempunyai vakuola.
Menyimpan tenaga dalam bentuk butiran (granul) pati.
Menyimpan tenaga dalam bentuk butiran (granul) glikogen.
-
Tidak Mempunyai sentrosom [centrosome].
Mempunyai sentrosom [centrosome].
Tidak Mempunyai sentrosom [centrosome].
Tidak memiliki lisosom [lysosome].
Memiliki lisosom [lysosome].
Nukleus lebih kecil daripada vakuola.
Nukleus lebih besar daripada vesikel.
Tidak memiliki nukleus dalam arti sebenarnya.
Secara umum, perbedaan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut:
Hewan
Tumbuhan
Terdapat sentriol
Tidak ada sentriol
Tidak ada pembentukan dinding sel
Terdapat sitokinesis dan pembentukan dinding sel
Ada kutub animal dan vegetal
Tidak ada perbedaan kutub embriogenik, yang ada semacam epigeal dan hipogeal
Jaringan sel hewan bergerak menjadi bentuk yang berbeda
Jaringan sel tumbuhan tumbuh menjadi bentuk yang berbeda
Terdapat proses gastrulasi
Terdapat proses histodifferensiasi
Tidak terdapat jaringan embrionik seumur hidup
Meristem sebagai jaringan embrionik seumur hidup
Terdapat batasan pertumbuhan (ukuran tubuh)
Tidak ada batasan pertumbuhan, kecuali kemampuan akar dalam hal menopang berat tubuh bagian atas
Apoptosis untuk perkembangan jaringan, melibatkan mitokondria dan caspase
Tidak ada “Apoptosis”, yang ada lebih ke arah proteksi diri, tidak melibatkan mitokondria

Sejarah Penemuan Sel


Gambar 1
Anatomi tumbuhan merupakan ilmu botani murni yang mempelajari struktur (sel,jaringan,organ) dalam organ tumbuhan dengan metode pengirisan (mikroteknik). Anatomi Tumbuhan sangat erat hubungannya dengan ilmu dasar yang lainnya seperti fisiologi tumbuhan, morfologi tumbuhan dan embriologi tumbuhan.

Bagi mahasiswa yang mempelajari ilmu-ilmu terapan, seperti ilmu pemuliaan tanaman, ilmu hama dan penyakit tanaman, pemahaman mengenai anatomi tumbuhan sangat diperlukan. oleh karena itu, anatomi tumbuhan penting untuk kita pelajari. sebelum beranjak lebih jauh lagi, alangkah baiknya kita pelajari mengenai sejarah penemuan sel.

Berikut beberapa tokoh yang berperan dalam penemuan sel, diantaranya:
1. Robert Hooke (1665) yang menemukan sel mati dari gabus kulit batang Quercus suber yang tinggal dinding selnya saja, tersusun seperti rumah lebah (gambar 1). Ruang-ruang kecil tanpa isi sel tersebut kemudian disebut sel.
2. Anthony van leeuwenhoek (1770) menemukan kloroplast pada daun segar.
3. Banaventuri Corti (1772) menemukan aliran plasma pada ganggang Chara sp.
4. Robert Brown (1930) menemukan inti sel (nukleus).
5. Mattheas Schleiden (1846) menemukan anak inti (nukleolus);Hugo van Mohl dapat membedakan antara protoplas dan cairan sel.
6. Mattheas schleiden dan Theodor schwann (1838 & 1839) menemukan vakuola sel dan mengemukan teori sel.
8. Kollicher (1850) menemukan mitokondria.
9. Kollicher (1962) mengemukakan istilah sitoplasma
10. camillo Golgi (1898) menemukan diktiosom dan aparatus golgi. Rudolf virchow mengamati pembelahan mitosis.
Teori tentang sel mempunyai konsep bahwa :
1. sel merupakan satuan struktur dari organisme hidup
2. sel merupakan satuan fungsi dalam organisme

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar