Pada kesempatan kali ini, saya akan menuliskan mengenai sel. Saya menuliskan tema ini untuk menjawab pertanyaan 'apakah sel eukariotik lebih mudah mengalami mutasi (perubahan secara cepat) dibandingkan dengan sel prokariotik?'. Sebelum melangkah lebih jauh, saya akan menjelaskan tentang sel. Sel merupakan tingkatan struktural kehidupan terendah, yang memiliki seluruh sifat kehidupan, seperti reproduksi, pertumbuhan dan perkembangan, pemanfaatan energi, respons terhadap lingkungan, homeostatis (pengaturan tubuh), dan adaptasi terhadap lingkungan di sekitarnya. Sel pertama kali ditemukan oleh ilmuwan asal Inggris yang bernama Robert Hooke. Robert Hooke pertama kali menemukan sel dengan cara mengamati sel gabus dari dinding sel tumbuhan yang sudah mati. Pada waktu itu, belum ada mikroskop yang canggih seperti jaman sekarang. Akhirnya, Robert Hooke mengamati sel gabus tersebut dengan mikroskop sederhana. Penemuan tentang sel yang berkembang ketika Antonie Van Leeuwenhoek menjadi orang pertama yang melihat sel hidup dari alga Spirogyradan bakteri dengan menggunakan mikroskop yang lebih baik. Ciri -- ciri sel tersebut dapat dikatakan sebagai sel yang hidup adalah memiliki inti sel yang berkontraksi (melakukan aktivitas) dan memiliki sitoplasma yang masih menghasilkan energi. Setelah penemuan yang dilakukan oleh Robert Hooke dan Antonie Van Leeuwenhoek masih banyak penemuan -- penemuan tentang sel. Robert Brown adalah seorang penemu yang menemukan nukleus (inti sel) pada sel tanaman anggrek. Theodore Schwan (seorang ahli anatomi hewan) dan Matthias Jakob Schleiden (seorang ahli anatomi tumbuhan) yang membuktikan bahwa sel merupakan unit dasar kehidupan dan setiap makhluk hidup tersusun dari sel. Johannes Purkinje adalah seseorang yang memperkenalkan istilah protoplasma yang merupakan cairan di dalam sel. Dan yang terakhir, Rudolf Ludwig Karl Virchow adalah seseorang yang menyatakan bahwa sel berasal dari sel sebelumnya yang diakibatkan dari pembelahan (omnis cellula e cellula). Dari hasil penemuan para ilmuwan dapat disimpulkan bahwa :
- Semua makhluk hidup terdiri atas sel -- sel.
- Sel merupakan unit struktural terkecil yang menjadi komponeen dasar penyusun tubuh makhluk hidup.
- Semua sel berasal dari sel sebelumnya.
- Sel merupakan unit hereditas yang dapat mewariskan sifat genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.
- Sel merupakan unit fungsional, karena sel melakukan fungsi kehidupan, seperti sintetis protein yang berhubungan dengan pembentukan sifat morfologis dan fisiologis; reproduksi dalam proses pertumbuhan dan perkembangan; melakukan respons; melakukan pemanfaatan energi; dan lain -- lain.
Sel memiliki struktur bagian -- bagian, yaitu :
- Membran Sel
- Membran sel merupakan lapisan tipis yang membatasi isi sel dengan lingkungan sekitarnya. Membran sel memiliki sifat selektif permeable dan semi permeable karena hanya dapat dilewati oleh ion, molekul, dan senyawa -- senyawa tertentu. Membran sel terdiri atas lipid (fosfolipid), protein, dan karbohidrat. Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu lapisan (bilayer) fosfolipid, dan pada matriks fluida bilayer fosfolipid tersebut tersebar banyak jenis protein. Membran sel berfungsi untuk mengontrol masuk dan keluarnya zat dari atau ke dalam sel, pelindung agar isi sel tidak keluar, dan sebagai reseptor (menerima rangsangan) dari luar sel.
- Sitoplasma
- Sitoplasma merupakan cairan sel yang terletak di dalam sel, di luar inti sel dan organel sel. Sitoplasma berbentuk cairan koloid homogen yang jernih, mengandung nutrien, ion -- ion, garam, dan molekul organik. Sitoplasma memiliki fungsi sebagai tempat organel sel dan sistoskeleton, memingkinkan terjadinya pergerakan organel sel oleh aliran sitoplasma, tempat terjadinya metabolisme sel, dan tempat untuk menyimpan molekul organik (karbohidrat, lemak, protein, dan enzim).
- Ribosom
- Ribosom memiliki bentuk butiran kecil. Ribosom dapat ditemukan pada sel hewan dan sel tumbuhan. Ribosom terdiri dari protein dan rRNA yang berperan sebagai pelaku sintesis protein. Ribosom berfungsi untuk menyintesis protein secara internal, menjadi mesin yang mengatur dan memiliki komponen -- komponen yang terlibat dalam sintesis protein, dan mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.
- Retikulum Endoplasma (RE)
- Retikulum Endoplasma merupakan membran yang berbentuk labirin yang berhubungan dengan selubung inti sel. Retikulum Endoplasma meliputi lebih dari separuh total membran di dalam sel. Retikulum Endoplasma tersusun atas jaring -- jaring tubula dan gelembung membran sisterna. Retikulum endoplasma berfungsi sebagai transportasi protein dan karbohidrat untuk organel lain, yang meliputi lisosom, badan golgi, dan membran plasma. Selain itu, Retikulum Endoplasma berfungsi sebagai pembentuk kerangka tulang dan membantu dalam pembentukan membran nukleus selama pembelahan sel.
- Badan Golgi (Aparatus Golgi)
- Badan golgi ditemukan oleh Cammilo Golgi pada tahun 1898 di sel -- sel kelenjar. Badan golgi terdiri dari tumpukan -- tumpukan kantong membran pipih (dan berlipat) sisterna dan vesikula. Badan golgi berfungsi untuk memodifikasi, memilah, dan membungkus molekul dari Retikulum Endoplasma lalu disimpan atau dikirim ke luar sel. Selain itu, badan golgi memiliki fungsi yang lain, yaitu membuat makromolekul (seperti polisakarida dan asam hialuronat atau zat lengket pada sel hewan) dan berfungsi untuk membentuk dinding sel pada tumbuhan.
- Mitokondria
- Mitokondria adalah organel berbentuk silinder dan diselubungi dua membran (membran luar dan membran dalam). Membran dalam yang berlekuk -- lekuk pada mitokondria disebut krista. Krista berperan untuk meningkatkan produktivias respirasi sel. Mitokondria disebut sebagai organel semi otonom karena memiliki DNA yang dapat mengatur sintesis protein yang dilakukan oleh ribosom di dalam organel tersebut. Mitokondria berperan dalam respirasi sel atau metabolisme energi di dalam sel yang dapat menghasilkan ATP.
- Vakuola
- Vakuola merupakan organel yang memiliki bentuk vesikula besar yang berisi cairan dan diselubungi membran tunggal. Vakuola terbentuk oleh pelipatan membran sel ke arah dalam. Fungsi vakuola yaitu mempengaruhi tekanan turgor, menyimpan zat makanan, dan membuat sel muda lebih kuat.
- Dinding Sel
- Dinding sel terdapat pada sel tumbuhan, jamur, dan alga (ganggang). Dinding sel terdapat pada sel tumbuhan. Fungsi dinding sel adalah melindungi sel, mempertahankan bentuk sel, dan mencegah penyerapan air yang berlebihan.
Secara struktural, terdapat dua tipe sel, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.
Sel prokariotik adalah sel yang belum memiliki nukleus atau tidak memiliki membran inti yang memisahkan materi genetik di inti sel dengan bagian sel yang lainnya. Organisme yang memiliki sel prokariotik, yaitu Archaebacteria, Eubacteria,dan Cyanobacteria.Sel prokariotik memiliki bentuk DNA sirkuler (plasmid), sejumlah ribosom yang memiliki fungsi untuk sintesis protein, membran plasma yang membatasi sel, dan dinding sel yang terdapat pada luar membran yang dilapisi oleh kapsul yang strukturnya seperti gel. Sebagian sel prokariotik memiliki alat perlekatan berupa pili dan alat pergerakan berupa flagela. Struktur yang terdapat pada sel prokariotik adalah membran plasma (membran sel), sitoplasma, ribosom, dinding sel, mesosom, dan nukleus (DNA dan RNA). Perbedaan RNA dan DNA terletak pada fungsinya, DNA berfungsi untuk menurunkan sifat atau genetik sedangkan RNA berfungsi untuk membantu proses sintesis protein. Bentuk DNA dari sel prokariotik adalah sirkuler. Struktur ribosom yang terdapat pada sel prokariotik, yaitu terdapat 3 untai RNA . Letak ribosomnya bergerak bebas di sitoplasma. Penutup sel pada sel prokariotik berbeda -- beda, pada Archaebacteriapenutup tubuhnya adalah pseudopeptidoglikan dan pada Eubacteria adalah peptidoglikan.
Sedangkan yang dimaksud dengan sel eukariotik adalah sel yang memiliki nukleus yang asli, atau materi genetik (DNA) yang dibungkus oleh membran inti. Organisme yang memiliki sel eukariotik adalah Protista, Fungi (jamur), Plantae (tumbuhan), dan Animalia (hewan). Sel eukariotik memiliki bentuk DNA linear (terletak di nukleus) dan sirkuler (terletak di mitokondria dan kloroplas). Struktur ribosom yang terdapat pada sel eukariotik, yaitu terdapat 4 untai RNA. Letak ribosomnya menempel di Retikulum Endoplasma kasar dan ada juga yang bergerak bebas di sitoplasma. Penyusun dinding sel yang terdapat di sel eukariotik bermacam -- macam, yaitu kitin (fungi), selulosa (tumbuhan muda atau monokotil), dan lignin (tumbuhan tua). Sel eukariotik memiliki sitosol yang letaknya di antara nukleus dan membran plasma. Struktur yang dimiliki oleh sel eukariotik adalah membran plasma, sitoplasma, ribosom, dinding sel, nukleus, Retikulum Endoplasma, lisosom, kompleks golgi,mitokondria, dan badan mikro.
Mutasi adalah perubahan susunan materi genetik (gen atau kromosom) pada sebuah sel yang diturunkan kepada keturunannya. Mutasi dapat berawal dari kesalahan replikasi materi genetika selama pembelahan sel oleh radisi, bahan kimia atau mutagen, virus, atau dapat terjadi selama proses meiosis. Mutasi berdasarkan tingkatan terjadinya dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu mutasi gen dan mutasi kromosom. Mutasi gen adalah perubahan pada satu atau beberapa pasang basa dalam satu gen tunggal yang menyebabkan perubahan sifat individu tanpa perubahan jumlah dan susunan kromosomnya. Mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada kromosom dan disertai dengan perubahan bentuk atau struktur dan jumlah kromosom.
Mutasi juga dapat dibedakan menjadi mutasi alam dan mutasi buatan. Mutasi alam (mutasi spontan) biasa terjadi karena kesalahan pemasangan basa pada proses replikasi, perbaikan, atau rekombinasi DNA sehingga terjadi substitusi, inersi, atau delesi pasangan basa. Selain karena hal itu, mutasi alam bisa terjadi karena adanya radiasi radioaktif alam, sinar kosmis, dan sinar ultraviolet. Mutasi buatan adalah mutasi yang terjadi akibat pekerjaan manusia (telah direncanakan). Dengan cara memperlakukan sel menggunakan zat -- zat kimia, sinar -- X, sinar gama, dan beberapa jenis sinar radiasi hasil sampingan tenaga nuklir.
Berdasarkan tempat terjadinya dalam jaringan tubuh, mutasi dibedakan menjadi mutasi somatik dan mutasi germinal. Mutasi somatik adalah mutasi yang terjadi pada sel tubuh akan diwariskan hanya pada sel tubuh saja. Mutasi germinal adalah mutasi yang terjadi pada sel kelamin dan dapat diwariskan pada keturunannya.
Selain merugikan, mutasi juga dapat berguna bagi kehidupan manusia, diantaranya :
- Mutasi pada mikroorganisme dapat meningkatkan hasil antibiotika, misalnya mutan Penicilliumpenghasil antibiotik penisilin.
- Meningkatkan hasil panen produksi pangan dengan membuat hasil panen polipoid dengan mutasi induksi.
- Mutasi melalui radiasi menggunakan radiosotop, dapat digunakan untuk memeriksa proses biologi, misalnya transfer elektron pada fotosintesis.
Saya setuju dengan pendapat yang menyatakan bahwa 'sel eukariotik lebih mudah mengalami mutasi (perubahan susunan DNA dan kromosom) dibandingkan dengan sel prokariotik'. Mutasi dapat terjadi pada sel eukariotik karena sel tersebut memiliki kode turunan, setiap kode ini dikembangkan menjadi beberapa molekul yang berperan dalam fungsi (RNA). Setelah itu, RNA menghasilkan protein yang menjadi identitas dari sebuah sel. Sel yang sehat dapat diterjemahkan oleh DNA aslinya, RNA yang ada di dalam molekul dan protein yang telah dihasilkan. Mutasi pada sel eukariotik diakibatkan karenaa komponen yang seharusnya bekerja menerjemahkan suatu kode dengan baik dan pada saat itu sedang bekerja tidak normal sehingga salah mengartikan kode tersebut. Saya memiliki alasan mengapa saya setuju dengan pendapat tersebut. Saya menyetujui pendapat tersebut karena sel eukariotik merupakan sel yang memiliki nukleus asli dan memiliki materi genetik (DNA dan kromosom) yang dibungkus dengan membran inti . Mutasi sebagian besar terjadi pada inti sel yang mengandung DNA dan kromosom. Selain inti sel yang mengandung DNA, sel eukariotik juga memiliki membran inti yang didalamnya terkandung banyak DNA dan kromosom. Dan disebutkan di atas bahwa 'mutasi adalah perubahan susunan materi genetik (DNA atau kromosom) pada sebuah sel yang dapat diturunkan kepada keturunannya'. Jadi, sel eukariotik yang mengandung banyak DNA dan kromosom dapat sewaktu waktu mengalami mutasi karena diakibatkan oleh kesalahan replikasi materi genetika selama pembelahan sel, radisi, virus, mutagen, dan sebagainya. Selain itu, sel eukariotik memiliki organel -- organel sel yang dapat menghasilkan DNA sendiri, yaitu mitokondria dan kloroplas. Mitokondria dan kloroplas dapat masuk ke dalam sel untuk memperoleh perlindungan dari sel dan keuntungannya adalah sel tersebut mendapatkan energi dari masuknya mitokondria dan kloroplas. Sedangkan di sel prokariotik tidak dapat terjadi, hal ini disebabkan karena sel prokariotik tidak memiliki mitokondria dan kloropas. Maka dari itu, mutasi dapat menyerang organel lain yang terdapat pada sel eukariotik yang dapat menghasilkan DNA sendiri tetapi selain nukleus dan membran plasma.
Alasan yang kedua, karena penyusun dinding sel yang dimiliki oleh sel eukariotik misalnya kitin, selulosa, dan lignin memiliki ketebalan yang lebih tipis dibandingkan dengan penyusun dinding sel yang dimiliki oleh sel prokariotik. Tipisnya dinding sel pada sel eukariotik akan memudahkan virus dan sinar radiasi yang berbahaya masuk ke dalam sel lalu merubah dan merusak susunan DNA yang ada. Sel prokariotik tidak dapat dimasuki virus dan radiasi tersebut karena merupakan sel yang terlebih dahulu ada dibandingkan dengan sel eukariotik atau bisa kita katakan sel prokariotik merupakan sel primitif. Dari situ kita dapat melihat bahwa sel prokariotik telah lolos dari seleksi alam karena sel prokariotik masih ada hingga sekarang. Untuk lolos dari seleksi alam tersebut, sel harus memiliki penyusun dinding sel yang kuat. Dengan memiliki penyusun dinding sel yang kuat dan dilapisi oleh kapsul yang berstruktur seperti gel, maka organel -- organel sel yang terdapat di dalamnya akan tetap berada pada tempatnya sehingga tidak memungkinkan untuk mengalami perubahan susunan struktur sel di dalamnya. Dan materi genetik (DNA) pada sel prokariotik terkonsentrasi berada di suatu tempat yang bernama nukleoid dan itu berarti DNA yang ada di dalam nukleoid tidak akan berubah posisi atau susunannya. Menurut pendapat saya, penyusun dinding sel yang tebal akan dapat menghalangi bahaya (virus, radiasi, dan mutagen) yang akan masuk ke dalam sel.