Sel Hewan merupakan sel eukariotik yang tidak memiliki suatu dinding sel serta krolopas, perlu anda ketahui sel hewan ini sangatlah berbeda denan sel tmbuhan yang masih sama maeupakan sel eukariotik dari segi dinding sel yang menjaga integritas serta menjaga bentuk sel tumbuhannya. Sel hewan berbeda ia memiliki variaso dalam bentuknya bahkan ia pun bersifat elastis yang contohnya sel penyusun ulit manusia.
Sel hewan adalah sel yang menyusun jaringan pada tubuh hewan tersebut menjadi sebagai organisme selluter seperti pada protozoa, selain perbedaan secara fundamental diatas dinding sel dan kloroplas, masih banyak beberapa perbedaan lannya.
Membran Sel, bagian ini adalah bagian yang berada di paling luar yang membungkus sel yang tersusun atas lemak (lipid) dan protein (lipoprotein). Yang fungsinya untuk mengatur kegiatan pertukaran zat dan sebagai menerima rangsangan dari luar.
Sitoplasma, Cairan sel dan segala seuatu yang larut kecuali nucleus, sebagai tempat berlangsungnya metabolism,dan sumber bahan kimia sel.
Retikulum endoplasma adalah bagian selberbentuk benang-benang yang terdapat di inti sel.sebagai alat transportasi zat dalam sel sendiri, Mensintesis lipid dalam sel, Membantu dalam detoksifikasi se-sel berbahaya pada sel
Mitokondria adalah organel terbesar yang merupakan mesin dalam sel. Mitokondria berbentuk mirip dengan cerutu yang memiliki dua lapis membran yang lekuk-lekuk dan dinamakan kritas. Untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP.
Mikrofilamen adalah organel sel yang terbentuk dari protein aktin dan miosin. Mikrofilamen memiliki kemiripan dengan mikrotubulus tapi mikrofilamen lebih lembut dan diameternya lebih kecil yang berperan dalam pergerakan sel, endositosis dan eksositosis.
Lisosom yang berfungsi sebagai Pemasukan makromulekul dari luar menuju ke dalam sel dengan mekanisme endositosis, Mencerna materi dengan menggunakan fagositosis, Mengontrol pencernaan intraseluler.
Ribosom adalah organel sel yang padat dan kecil dengan diameter 20 nm yang terdiri atas 65%RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (Ribonukleoprotein atau RNP). Ribosom bekerja dalam menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida atau protein.
Sentriol adalah struktur berbentuk tabung yang dapat ditemukan pada sel eukariota. Sebagai proses pembelahan sel dalam bentuk benang spindle.
Mikrotubulus adalah organel sel di dalam sitoplasma yang ditemukan pada sel eukariot dan berbentuk silindris yang berfungsi untuk melindungi sel, membei bentuk sel.
Neukleus adalah inti dari sel yang mengatur dan mengendalikan aktivitas sel baik itu metabolisme hingga ke pembelahan sel. Berperan untuk menjaga integritas gen, mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen, mengimpan informasi genetic dan mengendalikan metabolism.
Organel sel merupakan isi sel yang tidak larut di dalam sitoplasma sel. Setiap organel sel mempunyai fungsi yang unik. Walaupun demikian, organel sel dapat dikelompokkan dua yaitu organel sel tanpa membran seperti ribosom dan organel sel bermembran tertutup. Beberapa organel sel bermembran tertutup seperti inti sel, mitokondria, kloroplast.
Fungsi setiap organel sel berbeda. Perbedaan fungsi ini disebabkan oleh perbedaan sejumlah besar interaksi yang lemah antara makromolekul pada suatu kompleks supramolekular, jenis, dan jumlah makromolekul yang bergabung membentuk kompleks supramolekular. Hal ini menghasilkan struktur kompleks supramolekular yang unik dengan sifat yang berbeda pula. Interaksi beberapa tipe kompleks supramolekular yang unik tersebut menghasilkan organel sel dengan fungsi yang berbeda-beda di dalam sel. Dengan demikian, struktur kompleks supramolekular menentukan sifat supramolekular tersebut yang selanjutnya menentukan fungsi organel sel yang dibentuknya.
Membran sitoplasma adalah membran yang membungkus isi sel yang tebalnya sekitar 70Aº. Oleh sebab itu, membran sitoplasma memainkan peranan sebagai ‘penjaga gerbang’ (gatekeeper) untuk senyawa masuk dan ke luar sel. Membran sitoplasma merupakan ‘pembatas tipis’ yang mengelilingi isi sel dan memisahkan isi sel dari lingkungan sel. Jika membran sitoplasma hancur, keutuhan sel hancur, sitoplasma masuk ke lingkungan dan sel mati. Membran sitoplasma memberikan perlindungan dari lisis osmotik dan cocok sebagai pembatas permeabel yang selektif. Mengapa membran sitoplasma mempunyai sifat demikian? Hal ini berhubungan dengan struktur dan sifat makromolekul/molekul penyusun membran sitoplasma tersebut.
Struktur utama membran sitoplasma merupakan phospholipid bilayer. Phospholipid mengandung komponen hydrophobic dan gliserol, sedangkan komponen hydrophilic adalah gugus phosphate yang terikat gliserol (gambar a).
Kumpulan phospholipid di dalam larutan berair, secara alami membentuk struktur bilayer. Pada membran phospholipid, asam lemak yang terikat pada gliserol mengarah ke sesamanya membentuk daerah hydrophobic dan bagian hydrophilic mengarah ke lingkungan atau ke sitoplasma (gambar b).
Tebal membran sitoplasma sel 6-8 nm yang dapat dilihat dengan mikroskop elektron, seperti dua garis gelap yang dipisahkan oleh daerah yang lebih terang (gambar c).
Kebanyakan membran sitoplasma pada kenyataannya merupakan phospholipid bilayer yang fleksibel seperti minyak yang mempunyai fiskositas rendah. Pada membran tersebut terikat protein yang dinamakan protein membran.
Bagaimana protein berasosiasi dengan membran bilayer? Protein pada membran dapat berasosiasi dengan lipid bilayer dalam dua cara yaitu sebagai protein peripheral, protein yang terletak pada permukaan membran (protein 1, 2, dan 4 pada Gambar 18), atau sebagai protein integral, protein yang terbenam pada membran (protein 3 pada gambar di bawah).
Protein peripheral biasanya berikatan dengan gugus kepala bermuatan dari lipid bilayer oleh interaksi polar, atau interaksi elektrostatik atau keduanya. Protein ini dapat dilepaskan dengan perlakuan lembut seperti menaikkan kekuatan ionik dari medium. Memindahkan protein integral dari membran jauh lebih sulit. Kondisi yang keras seperti perlakuan dengan detergen atau sonikasi yang ekstensif biasanya dibutuhkan. Keutuhan struktural dari sistem keseluruhan membran diperlukan untuk aktivitas kebanyakan protein membran.
Apakah fungsi protein membran penting dan bervariasi? Protein membran mempunyai fungsi yang bervariasi. Kebanyakan fungsi protein membran menentukan fungsi penting membran secara keseluruhan. Fungsi protein membran antara lain sebagai protein transport dan sebagai protein reseptor. Protein transport membantu memindahkan senyawa ke dalam dan ke luar sel, sedangkan protein reseptor penting pada transfer sinyal ekstraseluler masuk ke dalam sel yang dibawa oleh hormon atau neurotransmitter.
Beberapa enzim terikat kuat pada membran, sebagai contoh kebanyakan enzim yang terlibat pada oksidasi aerob ditemukan pada bagian spesifik dari membran mitokondria. Beberapa enzim ini berada pada permukaan dalam dari membran dan beberapa terletak pada permukaan luar membran. Distribusi semua tipe protein tidak merata pada permukaan dalam dan luar lapisan membran dari semua membran sel. Dengan demikian, dikatakan distribusi protein pada membran adalah asymetris.
Membran sitoplasma/membran plasma adalah membran sel yaitu membran yang terdapat pada sel makhluk hidup. Membran ini selalu mempunyai komponen protein dan lipid. Bagaimana kedua bagian ini bergabung menghasilkan membran sel? Model fluid-mosaic adalah model yang paling luas diterima untuk menggambarkan membran sel
Istilah mosaic mengimplikasikan bahwa dua komponen ini berada berdampingan tanpa membentuk senyawa lain. Struktur dasar membran sel adalah lipid bilayer dengan protein yang terbenam atau terletak pada permukaan membran lipid bilayer. Protein ini cendrung mempunyai orientasi spesifik pada membran. Istilah ‘fluid mosaic’ mengimplikasikan bahwa jenis gerak lateral yang sama pada lipid bilayer juga terjadi pada membran. Protein dapat ‘mengapung’ dalam lipid bilayer dan dapat bergerak sepanjang permukaan membran. Protein membran ada yang berikatan dengan oligosakarida membentuk glikoprotein.
Genom sel prokariot dan sel eukariot ditata berbeda. Pada kebanyakan sel prokariot, DNA hadir dalam bentuk sirkuler yang dinamakan kromosom, sedikit prokariot mempunyai DNA linier. Agregat kromosom di dalam sel prokariot membentuk massa yang dinamakan nukleoid yang dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Kebanyakan prokariot mempunyai hanya sebuah kromosom. Oleh sebab itu, prokariot mengandung hanya satu kopi tunggal setiap gennya dan secara genetik dimanakan haploid. Kebanyakan sel prokariot juga mengandung satu atau lebih molekul DNA sirkuler kecil yang terpisah dari kromosom yang dinamakan plasmid. Plasmid mengandung gen yang mengkode sifat khusus yang menghasilkan metabolisme yang unik. Hal ini kontras dengan gen pada kromosom yang kebanyakan diperlukan untuk bertahan hidup.
Plasmid adalah DNA sirkuler kecil yang replikasinya tidak tergantung pada kromosom hostnya karena DNA plasmid memiliki ori (origin replication). Semua plasmid membawa gen yang memastikan replikasi DNAnya. Beberapa plasmid juga membawa gen yang diperlukan untuk konjugasi. Meskipun plasmid tidak membawa gen yang esensial untuk hostnya, plasmid mungkin membawa gen yang mempengaruhi fisiologi selnya. Pada beberapa kasus plasmid mengkode sifat dasar dari ekologi bakteri. Sebagai contoh Rhizobium berinteraksi dengan tumbuhan dan membentuk nitrogen-fixing root nodules yang membutuhkan fungsi plasmid tertentu. Plasmid lainnya menawarkan sifat metabolik spesial pada sel bakteri, seperti kemampuan mendegradasi polutan toksik, kemampuan mendegradasi antibiotik tertentu. Oleh sebab itu, DNA plasmid digunakan pada riset rekayasa genetika. Beberapa sifat khusus plasmid dimuat pada tabel berikut/
Pada sel eukariot, DNA ditata dalam bentuk kromosom di dalam inti bermembran tertutup yang dinamakan inti sel (nucleus). Inti sel merupakan organel sel yang mengandung beberapa tipe kompleks supramolekular. Molekul DNA pada inti sel dikemas dengan protein dan ditata membentuk kromosom. Jumlah kromosom bervariasi tergantung organisme. Sebagai contoh sebuah sel diploid Shaccharomyces cerevisiae mengandung 32 kromosom ditata dalam 16 pasang, sedangkan sel manusia mengandung 46 kromosom (23 pasang). Kromosom pada sel eukariot mengandung protein yang membantu pelipatan dan pengemasan DNA dan protein lainnya yang dibutuhkan untuk transkripsi. Perbedaan genetik antara prokariot dan eukariot adalah eukariot mengandung dua kopi dari setiap gen dan dengan demikian dinamakan genetik diploid.
Inti sel (nucleus) biasanya adalah struktur yang paling jelas pada sel eukariot. Secara struktural, inti sel didefenisikan sebagai material genetik yang diselimuti membran yang mempunyai pori. Membran inti sel dihubungkan ke endoplasmik reticulum**. Inti sel adalah pusat kontrol dari sel yang mengandung 95% DNA sel yang berikatan dengan protein histon, melipat membentuk kromatin.** Replikasi dan transkripsi DNA terjadi di dalam inti sel. Kebanyakan eukariot mempunyai massa inti yang padat di dalam inti yang dinamakan nucleolus. Nucleolus merupakan tempat utama sintesa ribosomal RNA (rRNA).
Sel eukariot mengandung DNA paling banyak dibandingkan sel prokariot. Oleh sebab itu, material genetik sel prokariot biasanya merupakan molekul tunggal DNA sirkuler, sedangkan genom sel eukariot ditata membentuk kromosom. Kebanyakan sel eukariot memiliki dua set kromosom yang identik. Pada eukariot, DNA baru dan histon disintesa untuk penyediaan pembelahan sel. Setelah proses pembelahan setiap sel memiliki dua set kromosom yang identik.
Berapa jumlah gen dan protein yang dimiliki sebuah sel? Genom Escherichia coli, sebuah model sel bakteri adalah kromosom sirkuler tunggal yang terdiri dari 4.639.221 pasang basa (pb) dan mengandung 4.288 gen. Sel eukariot mempunyai genom yang lebih besar dibandingkan sel prokariot. Sebuah sel manusia sebagai contoh mengandung ukuran DNA lebih dari 1000 kali ukuran DNA sel E.coli dengan sekitar tujuh kali gen E.coli. Tergantung pada kondisi tumbuh, sebuah sel E.coli mengandung sekitar 1900 jenis protein yang berbeda dan sekitar 2,4 milyar molekul protein. Bagaimanapun juga beberapa protein pada sel E.coli sangat melimpah, yang lainnya berjumlah sedang dan beberapa protein hadir hanya beberapa saja. Dengan demikian, E.coli mempunyai mekanisme regulasi gen agar tidak semua gen diekspresikan pada saat yang sama (ditranskripsi dan ditranslasi).
Berapa panjang DNA E.coli? Jika DNA E.coli diluruskan, panjangnya sekitar 1 mm yaitu kira-kira 700 kali ukuran panjang sel E.coli. Bagaimana cara ‘mengepak’ DNA E.coli yang begitu panjang masuk pada ruang sel yang demikian kecil? Jawabnya adalah struktur DNA. DNA adalah heliks ganda yang selanjutnya DNA heliks tersebut dipilin pada proses yang dinamakan supercoiling. Pada gambar berikut dimuat DNA sirkuler dan DNA yang dipilin membentuk domain supercoiled.
Struktur DNA yang dipilin membentuk domain supercoiled menjadikan struktur DNA semakin rapat yang mengakibatkan ukurannya menjadi lebih kecil dan dapat masuk di dalam sel. Ukuran DNA eukariot jauh lebih besar dibandingkan DNA prokariot. DNA eukariot berbentuk linear, sedangkan DNA Bacteria dan Archeae adalah sirkuler. Jumlah DNA Bacteria dan Archaea adalah dua yaitu DNA plasmid dan genomik DNA, sedangkan jumlah DNA eukariot lebih dari satu. Origin ‘ori’ (tempat awal replikasi) setiap DNA pada Bacteria satu, sedangkan pada Archaea satu, dua dan tiga. Ukuran DNA eukariot jauh lebih besar dibandingkan DNA prokariot. Oleh sebab itu, DNA eukariot ditata membentuk kromosom dan mempunyai banyak ori
Endoplasmic reticulum merupakan jaringan lembaran-lembaran membran dan saluran (tubules) perpanjangan dari membran luar inti sel. Daerah berair yang tertutup pada Endoplasmic reticulum dinamakan lumen. Pada banyak bagian sel, permukaan Endoplasmic reticulum terikat ribosom yang aktif mensintesa protein. Protein yang telah disintesa ditranslokasi melalui membran masuk ke lumen dimana protein dikemas pada gelembung bermembran (membranous vesicle). Gelembung ini ‘berjalan-jalan’ di dalam sel dan bergabung dengan membran plasma melepaskan ‘bawaannya’ masuk ke ruang ekstraseluler. Agar protein tetap berada di dalam sitosol, sintesa protein terjadi pada ribosom yang tidak berikatan dengan Endoplasmic reticulum.
Badan Golgi (Golgi apparatus) merupakan kompleks kantong bermembran pipih (membranous sacs) yang berisi cairan yang sering ditemukan dekat Endoplasmic reticulum dan inti sel. Protein yang dibawa oleh visicle dimodifikasi secara kimia melewati lapisan Badan Golgi. Badan Golgi diibaratkan ‘kantor pos’. Protein yang dimodifikasi diurutkan dan dikemas dalam visicle baru dan ditransfer ke tujuan spesifik di dalam atau di luar membran sel (visicle barunya ibarat ‘pak pos’). Badan golgi ditemukan oleh Camillo Golgi pada abad ke-19, beliau mendapat hadiah nobel pada tahun 1906. Dengan demikian, Badan Golgi berperan pada sekresi protein.
Mitokondria mempunyai peranan sentral pada transduksi energi. Mitokondria adalah tempat utama metabolisme energi yang bersifat oksidasi. Mitokondria ditemukan pada hampir semua sel eukariot. Kloroplast adalah tempat fotosintesa pada sel tumbuhan dan alga. Mitokondria mempunyai membran-dalam dan membran-luar. Membran-dalam berlipat-lipat yang mengakibatkan luas permukaannya 3 sampai 5 kali membran-luar. Membran-dalam tidak tembus ion dan kebanyakan metabolit. Fasa berair yang tertutup oleh membran-dalam dinamakan matrix mitokondria. Banyak enzim-enzim yang terlibat di dalam metabolisme energi aerob ditemukan pada membran-dalam dan matrix.
Mitokondria bermacam bentuk dan ukuran. Bentuk mitokondria umumnya seperti ‘kapsul’ yang ditemukan pada kebanyakan tipe sel tetapi beberapa mitokondria berbentuk bola atau mempunyai bentuk tidak teratur. Peranan paling penting mitokondria adalah untuk mengoksidasi asam organik, asam lemak, dan asam amino ke CO2 dan H2O. Kebanyakan energi dikonservasi dalam bentuk gradien konsentrasi proton menyeberangi membran-dalam mitokondria. Energi yang disimpan digunakan untuk mendorong pengubahan adenosine diphosphate (ADP) dan inorganic phosphate (Pi) ke molekul kaya energi ‘ATP’ pada proses yang dinamakan ‘fosforilasi oksidatif’. ATP digunakan sel untuk proses yang memerlukan energi seperti biosintesa, transport molekul tertentu. Beberapa sel eukariot mengandung sedikit mitokondria sementara sel lain mempunyai beribu-ribu mitokondria.
Organel sel yang mengandung DNA adalah mitokondria dan kloroplast. Baru-baru ini ilmuwan membandingkan sekuens basa nukleotida gen DNA pada mitokondria dan sekuens basa nukleotida gen DNA pada kloroplast dengan banyak DNA spesies bakteri. Hasil studi ini membuktikan bahwa mitokondria berasal dari kelompok bakteri primitif yang dinamakan proteobacteria, sedangkan kloroplast dari klas bakteri photosynthetic yang dinamakan cyanobacteria.
Gelembung-gelembung khusus yang terdapat di dalam sel adalah lysosomes, peroxisomes dan vacuola. Sel eukariot mengandung gelembung khusus pencerna yang dinamakan lysosomes (bahasa Yunani lysis ‘to loosen’ dan soma ‘body’). Lysosomes ditemukan pada tahun 1949 oleh Christian de Duve. Lysosomes bervariasi ukuran dan morfologinya. Kebanyakan lysosomes mempunyai diameter 0.1 sampai 0,8 µm. Lysosomes adalah organel yang dikelilingi membran tunggal yang melingkupi bagian dalam yang mempunyai tingkat keasaman tinggi. Keasaman ini dipelihara oleh pompa proton yang tertanam pada membran. Lysosomes mengandung enzim-enzim hidrolitik yang bervariasi. Enzim ini mengkatalisis degradasi makromolekul seluler seperti protein, asam nukleat dan debris seluler. Lysosomes juga mendegradasi partikel besar seperti mitokondria yang tidak berfungsi dan bakteri yang tertelan oleh sel. Enzim lysosomes kurang aktif mendekati pH netral sitosol. Dengan demikian, lysosomes bertindak sebagai ‘sistem pembuangan limbah’ dengan mencerna material yang tidak diinginkan dalam sitoplasma yang berasal dari dalam dan luar sel. Lysosomes lebih populer dirujuk sebagai ‘kantong bunuh diri’ (‘suicide bags’ atau ‘suicide sacs’) dari sel.
Peroxisome hadir dalam semua sel binatang dan kebanyakan sel tumbuhan. Peroxisomes juga dikenal sebagai microbodies yaitu organel bermembran-tertutup yang berdiameter 0,5 µm yang mengandung enzim oksidatif. Nama peroxisomes diberikan karena beberapa reaksi peroxisomal yang menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) suatu senyawa reaktif. Oleh enzim catalase H2O2 diubah ke H2O dan O2. Fungsi peroxisomes adalah melindungi komponen sel yang sensitif dari serangan oksidatif H2O2. Tumbuhan tertentu mengandung tipe khusus peroxisome yaitu glyoxysome. Nama glyoxysome diberikan karena merupakan tempat sederetan reaksi yang diistilahkan dengan jalur glyoxylate.
Vacuola adalah gelembung (vesicle) berisi cairan yang dikelilingi oleh membran tunggal. Vacuola pada umumnya terdapat pada sel tumbuhan dewasa dan beberapa protist. Organel ini merupakan tempat penyimpan air, ion dan nutrien seperti glukosa. Beberapa vacuola mengandung produk metabolik buangan dan beberapa kandungan enzim yang mengkatalisis degradasi makromolekul yang tidak diperlukan lagi oleh tumbuhan.
Pada semua sel dari semua domain ditemukan Cytoskeleton. Cytoskeleton adalah jaringan serat (network of fiber) yang terdiri dari protein atau matriks protein intraseluler. Cytoskeleton adalah rangka protein (protein scaffold) yang dibutuhkan untuk mendukung sel, pengaturan internal sel dan bahkan pergerakan sel. Fungsi cytoskeleton berhubungan dengan bentuk sel, pergerakan sel, transport internal, pembelahan sel dan ‘signal internal’. Cytoskeleton terdiri dari tiga tipe filament protein yaitu actin filament, microtubules, dan intermediete filament. Tiga tipe filament protein ini dibangun oleh molekul protein yang berkombinasi membentuk ‘jaringan protein’. Actin filament (dinamakan juga microfilament) adalah komponen cytoskeleton yang paling melimpah.
Actin filament terdiri dari protein actin yang membentuk ropelike threads ‘benang seperti jerat’ dengan diameter sekitar 7 nm. Actin ditemukan pada semua sel eukariot dan sering protein paling melimpah di dalam sel. Microtubules merupakan makromolekul yang kuat, jaringan kaku dan sering ditata dalam buntelan (bundles). Microtubules mempunyai diameter sekitar 25 nm lebih tebal dari pada actin filament. Microtubules disusun dari protein yang dinamakan tubulin dimer yang terdiri dari β-Tubulin dan α-Tubulin. Microtubules berfungsi sebagai rangka internal di dalam sitoplasma. Sebagai tambahan, microtubules dapat membentuk struktur yang mampu mengarahkan pergerakan sel seperti ‘cilia’. Intermediet filament ditemukan dalam sitoplasma kebanyakan sel eukariot. Intermediet filament mempunyai diameter sekitar 8-12 nm. Intermediet filament membantu sel menahan tekanan mekanik eksternal. Cytoskeleton pada sel eukariot dimuat pada gambar di bawah
