SEL TUMBUHAN dan SEL HEWAN

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.

Pertumbuhan dan perkembangan sel

· 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.
1. 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.
2. Fase G₁, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokinesis dan sintesis.
3. 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

1. Regenerasi sel adalah proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak.

2. 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:

1. Proliferasi sel : menghasilkan banyak sel dari satu sel

2. Spesialisasi sel : menciptakan sel dengan karakteristik berbeda pada posisi yang berbeda

3. Interaksi sel : mengkoordinasi perilaku sebuah sel dengan sel tetangganya

4. 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.

Sel-sel khusus

• Sel Tidak Berinti, contohnya trombosit dan eritrosit (Sel darah merah). Di dalam sel darah merah, terdapat Haemoglobin sebagai pengganti nukleus (inti sel).
• Sel Berinti Banyak, contohnya Paramecium sp dan sel otot
• Sel hewan berklorofil, contohnya euglena sp. Euglena sp adalah hewan uniseluler berklorofil.
• Sel pendukung, contohnya adalah sel xilem. Sel xilem akan mati dan meninggalkan dinding sel sebagai "tulang" dan saluran air. Kedua ini sangatlah membantu dalam proses transpirasi pada tumbuhan.

Sejarah penemuan sel

Pada awalnya sel digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ilmuwan Inggris Robert Hooke yang telah meneliti irisan tipis gabus melalui mikroskop yang dirancangnya sendiri. Kata sel berasal dari kata bahasa Latin cellula yang berarti rongga/ruangan.

Gambaran sel gabus berdasarkan penelitian Robert Hooke

Struktur sel

Secara umum setiap sel memiliki ;

• membran sel,
• sitoplasma, dan
• inti sel atau nukleus.

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 sbb :

• mitokondria (kondriosom)
• badan Golgi (diktiosom)
• retikulum endoplasma
• plastida (khusus tumbuhan, mencakup leukoplas, kloroplas, dan kromoplas)
• vakuola (khusus tumbuhan)

Perbedaan Sel Tumbuhan dengan Sel Hewan

Sel tumbuhan adalah bagian terkecil dari setiap organ tumbuhan. Sel tumbuhan adalah penggerak dari suatu tumbuhan itu sendiri. Sel tumbuhan cukup berbeda dengan sel organisme eukariotik lainnya. Fitur-fitur berbeda tersebut meliputi:

• Vakuola yang besar (dikelilingi membran, disebut tonoplas, yang menjaga turgor sel dan mengontrol pergerakan molekul di antara sitosol dan getah.
• Dinding sel yang tersusun atas selulosa dan protein, dalam banyak kasus lignin, dan disimpan oleh protoplasma di luar membran sel. Ini berbeda dengan dinding sel fungi, yang dibuat dari kitin, dan prokariotik, yang dibuat dari peptidoglikan.
• Plasmodesmata, merupakan pori-pori penghubung pada dinding sel memungkinkan setiap sel tumbuhan berkomunikasi dengan sel berdekatan lainnya. Ini berbeda dari jaringan hifa yang digunakan oleh fungi.
• Plastida, terutama kloroplas yang mengandung klorofil, pigmen yang memberikan warna hijau bagi tumbuhan dan memungkinkan terjadinya fotosintesis.
• Kelompok tumbuhan tidak berflagella (termasuk konifertumbuhan berbuga) juga tidak memiliki sentriol yang terdapat di sel hewan

Tipe sel Tumbuhan :

• Sel Parenkim - Sel ini memiliki fungsi untuk menyokong berdirinya tumbuhan, juga merupakan dasar bagi semua struktur dan fungsi tumbuhan. Sel parenkim memiliki dinding primer yang tipis, dan sitoplasma yang sangat fungsional. Sel ini hidup saat dewasa, dan bertanggung jawab terhadap fungsi biokimia.
• Sel kolenkim
• Sel skelerenkim
  

Tipe jaringan Tumbuhan :

sel Arabidopsis

• Jaringan epidermis - jaringan paling luar yang membungkus tumbuhan

• Jaringan pengangkut - berperan dalam pengangkutan di dalam tubuh tumbuhan
• Jaringan tanah - melakukan fotosintesis, penyimpanan makanan, dan penyokong struktur.
• Parenkim - Dinding primer tipis, tidak memiliki dinding sekunder; dapat berkembang menjadi jaringan tumbuhan yang lebih terspesialisasi.
• Kolenkim - Dinding primer yang tebal, bergabung untuk menyokong bagian tumbuhan yang sedang tumbuh.
• Sklerenkim - Dinding sekunder tebal, menyokong bagian tumbuhan yang tidak tumbuh.

Perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan

Sel hewan dan tumbuhan ;

• Struktur dasar sel tumbuhan dan sel hewan sama, namun ada beberapa perbedaan
• Sel tumbuhan memiliki bagian dan organel tertentu yang tidak dimiliki oleh sel hewan dan sebaliknya
• Sel tumbuhan memiliki dinding sel, plastida, dan vakuola yang tidak dimiliki oleh sel hewan
• Sel hewan memiliki sentriol , lisosom yang tidak dimiliki oleh sel tumbuhan

• Perbedaan sel hewan dan sel tumbuhan

SEL HEWAN

SEL TUMBUHAN

No Bagian/Organel Sel Hewan Sel Tumbuhan 1 Inti Sel Ada Ada 2 Retikulum Endoplasma Ada Ada 3 Ribosom Ada Ada 4 Kompleks Golgi Ada Ada 5 Lisosom Ada Tidak Ada 6 Mitokondria Ada Ada 7 Sentriol Ada Tidak Ada 8 Badan Mikro Ada Ada 9 Plastida Tidak Ada Ada 10 Sitoskeleton Ada Ada 11 Dinding Sel Tidak Ada Ada 12 Membran Plasma Ada Ada 13 Vakuola Kecil/tidak ada Ada 14 Timbunan zat Lemak dan glikogen Berupa Klorofil KARAKTERISTIK SEL TUMBUHAN : DINDING SEL Merupakan bagian terluar sel tumbuhan, terdiri dari lamel tengah, dinding primer dan dinding sekunder Dinding primer dibentuk awal sewaktu membelah, dinding sekunder pada saat sudah terjadi penebalan Sel muda dindingnya tersusun atas pektin dan sel tua tersusun atas sellulosa Antara dua sel dihubungkan oleh celah/noktah yang disebut plasmodesmata Dinding sel dapat menebal / lignifikasi (xilem dan sklerenkim keras dan kaku) Contoh : pada batok kelapa PLASTIDA Plastida hanya ditemukan pada sel tumbuhan, berkembang dari proplastida di daerah meristematik Berdasarkan pigmen yang dikandung plastida dibedakan atas : Kromoplas : mengandung pigmen non fotosintetik (merah, orange, kuning) - Banyak ditemukan pada mahkota bunga - Terdiri dari : - karoten : kuning keorange (pada wortel) - Xantofil : kuning kecoklatan ( pada daun tua) - Fikosianin : biru (pada cyanophyta) - Fukoxantin : coklat (pada alga coklat) - Fikoeritrin : merah (pada alga merah) Leukoplas : plastida yang berwarna putih (berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan - Berdasarkan fungsinya dibedakan atas : - Amiloplas: menyimpan amilum - elaioplas: menyimpan minyak - aleuroplas : menyimpan protein Kloroplas : plastida yang mengandung kloropil untuk fotosintetik Memiliki membran rangkap membran luar (untuk mengatur keluar masuknya zat) dan membran dalam (melipat kearah dalam membentuk kantong pipih yang disebut tylakoid) Tylakoid bertumpuk tumpuk membentuk grana, tylakoid mengandung kloropil Kloropil ada beberapa jenis: - Kloropil a : berwarna hijau biru - Kloropil b : berwarna hijau kuning plantae - Kloropil c : berwarna hijau coklat - Kloropil d : berwarna hijau merah ditemukan pada ganggang VAKUOLA Vakuola ditemukan pada sel tumbuhan, pada sel hewan jumlahnya lebih sedikit dan kecil kecil Vakuola adalah suatu rongga yang berisi cairan yang dikelilingi oleh membran selapis Pada sel tumbuhan muda vakuola kecil dan banyak, setelah dewasa vakuolanya lebih sedikit dan menjadi vakuola tengah ukuranya lebih besar. Vakuola ini berisi cairan yang disebut cairan sel/ getah sel. Getah sel merupakan cairan pekat yang kaya dengan garam mineral, gula, O2, asam organik, CO2, pigmen, enzim, dan sisa metabolisme lainnya. Fungsi utama vakuola : Tempat penimbunan sisa metabolisme/ metabolisme sekunder ( kristal Ca oksalat, tannin, alkaloid, minyak atsiri, lateks, dll). Pada tanaman karet memiliki sel khusus (latisifer) yang memiliki vakuola dengan tugas menampung lateks Tempat menyimpanan zat makanan, seperti sukrosa, garam mineral, dan inulin yang terlarut yang sewaktu waktu akan digunakan oleh sitoplasma Memberikan warna pada organ tanaman ( daun, bunga, buah, pucuk) karena pimen antosian terdapat pada vakuola Menjaga turgiditas sel Kadang kala vakuola mengandung enzim hidrolitik yang dapat bertindak sebagai lisosom waktu sel masih hidup KARAKTERISTIK SEL HEWAN : Tidak memiliki dinding sel, plastida dan bebtuk dapat berubah ubah Vakuola kecil atau tidak tampak Pada hewan uniseluler, selnya memiliki 2 vakuola ( vakuola kontraktil dan vakuola makanan) BAGIAN-BAGIAN SEL TUMBUHAN : 1. Membran sel Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel. Dinding sel Dinding sel adalah struktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar. Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan, bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan kelengkapannya berbeda. Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel hewan. Namun demikian, hal ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat memberikan dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri. Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel. Vakuola Dinding sel terbuat dari berbagai macam komponen, tergantung golongan organisme. Pada tumbuhan, dinding-dinding sel sebagian besar terbentuk oleh polimer karbohidrat (pektin, selulosa, hemiselulosa, dan lignin sebagai penyusun penting). Pada bakteri, peptidoglikan (suatu glikoprotein) menyusun dinding sel. Fungi memiliki dinding sel yang terbentuk dari kitin. Sementara itu, dinding sel alga terbentuk dari glikoprotein, pektin, dan sakarida sederhana (gula). Plastida