Hai sahabat Kompasianer! Postingan pertama saya ini dipicu oleh adanya sebuah pertanyaan: apakah kloroplas memiliki ketahanan yang lebih kuat dari ribosom? Sebelum menjawab pertanyaan tersebut, sesuai dengan pepatah 'tak kenal maka tak sayang', ada baiknya apabila kita mengenal lebih dahulu mengenai kloroplas dan ribosom -- dan yang paling utama, mengenali sel.
APA ITU SEL?
Secara singkat, sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil makhluk hidup yang dapat mewariskan sifat genetik atau disebut unit hereditas.
PENEMUAN DAN TEORI SEL
Penemu pertama sel adalah seorang ilmuwan Inggris yaitu Robert Hooke pada tahun 1665. Hooke mengamati sel gabus dari dinding sel tumbuhan yang sudah mati. Hooke menemukan adanya ruangan kecil kosong. Dari situlah nama sel ditemukan; sel berasal dari bahasa Latin yaitu cellula yang berarti kamar kecil. Berikut ini adalah gambar sel gabus hasil pengamatan Robert Hooke.
Selain Robert Hooke, ada pula Antonie van Leeuwenhoek. Pada tahun 1674, ia berhasil mengamati sel hidup dari alga Spirogyra dan bakteri pada tahun 1674. Hal tersebut menjadikannya ilmuwan pertama yang berhasil mengamati sel hidup.
Pada tahun 1809, Jean Baptiste de Lamarckmenyatakan bahwa setiap benda yang hidup atau makhluk hidup merupakan kumpulan sel-sel.
Pada tahun 1813 muncul pendapat dari Theodore Schwann, seorang ahli anatomi hewan, dan Matthias Jakob Schleiden, seorang ahli anatomi tumbuhan, bahwa sel merupakan unit dasar kehidupan dan setiap makhluk hidup tersusun atas sel. Sel sebagai unit dasar terbagi menjadi 3, yaitu unit struktural, unit fungsional, dan unit hereditas.
- Unit struktural     : sel merupakan komponen dasar dan paling sederhana penyusun tubuh makhluk hidup
- Unit fungsional    : sel memiliki organel-organel sel yang memiliki fungsinya sendiri-sendiri
- Unit hereditas     : sel menyimpan sifat genetik yang nantinya diwariskan dari generasi satu ke generasi berikutnya (pewarisan sifat)
Pada tahun 1840, muncul istilah protoplasma. Istilah ini dikemukakan oleh Johannes Purkinje. Protoplasma berarti cairan yang berada di dalam sel.
Selanjutnya pada tahun 1858, ilmuwan lain bernama Rudolf Ludwig Karl Virchow mengatakan bahwa sel berasal dari sel sebelumnya, yang dalam bahasa Latin yaitu omnis cellula e cellula.
Setelah itu, ada seorang ilmuwan bernama Robert Brownyang menemukan nukleus atau inti sel pada sel tanaman anggrek. Dari situ, ia berpendapat bahwa nukleus memiliki peran yang sangat penting bagi makhluk hidup karena berfungsi untuk mengatur segala aktivitas atau kegiatan sel.
Selain mereka, ada lagi ilmuwan-ilmuwan lain yang ikut menyumbangkan ilmunya terhadap dunia biologi. Sebut saja Ludolph Christian Treviranusdan Johann Jacob Paul Moldenhawer. Keduanya menyatakan hal yang hampir sama dengan Jean Baptiste de Lamarck, yaitu bahwa individu merupakan kesatuan dari banyak sel. Juga ada Henri Dutrochetyang mengatakan bahwa sel merupakan bagian paling dasar sebuah organisme, Felix Dujardindimana pada tahun 1835 mengatakan bahwa cairan merupakan bagian terpenting sel hidup.
Berkesinambungan dengan opini Johannes Purkinje, Max Schultzeberpendapat bahwa protoplasma yang istilahnya dikemukakan oleh Purkinje merupakan struktur dasar dan terpenting dari sel.
Ilmuwan yang lain adalah R. Strasburgerdan C. Bernard. Keduanya sama-sama menyoroti nukleus (inti sel) dalam opininya masing-masing. R. Strasburger mengatakan bahwa nukleus atau inti sel mengalami pembelahan membentuk inti sel baru, sementara C. Bernard mengatakan bahwa bagian terpenting sebuah sel tidak lain adalah nukleus atau inti sel yang berfungsi untuk mengatur seluruh kegiatan atau aktivitas sel.
Sederhananya, sel merupakan satuan terkecil penyusun makhluk hidup yang dapat menurunkan sifat genetik ke generasi berikutnya, dimana organel-organel sel didalamnya memiliki fungsi yang berbeda-beda namun sama pentingnya dalam kehidupan kita sehari-hari sebagai makhluk hidup.
TIPE SEL
Secara struktural, sel dibagi menjadi 2, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik berasal dari bahasa Yunani pro, yakni 'sebelum', dan karyon yang artinya 'inti'. Jadi, sel prokariotik adalah sel yang belum memiliki nukleus atau inti sel.
Sementara itu, sel eukariotik merupakan kebalikan dari sel prokariotik, yakni sel yang sudah memiliki nukleus atau inti sel. Nama sel eukariotik, seperti halnya sel prokariotik, sama-sama berasal dari bahasa Yunani yaitu eu yang berarti 'sebenarnya' dan karyon, yaitu 'inti'. Secara harafiah, sel eukariotik memiliki makna 'sel yang memiliki nukleus sebenarnya'.
STRUKTUR SEL
Sel terdiri dari membran sel/membran plasma/selaput sel/selaput plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel.
Yang termasuk organel sel adalah inti sel atau nukleus, vakuola, mitokondria -- sering dikenal sebagai the powerhouse -- retikulum endoplasma (RE) yang masih dibagi lagi menjadi RE kasar dan RE halus, badan golgi/apparatus golgi, sentriol dan lisosom (keduanya hanya dapat ditemukan pada sel hewan), peroksisom yang dapat ditemukan di sel hati, dan tak lain dan tak bukan adalah kloroplas (plastida) dan ribosom yang akan kita bahas ini.
Tentu saja kita semua tahu -- atau setidaknya pernah mendengar -- mengenai kloroplas dan ribosom. Ketika mendengar kedua istilah tersebut, tentu tidak sedikit dari kita yang langsung teringat akan proses fotosintesis yang identik dengan kloroplas, dan sintesis protein yang merupakan fungsi dari ribosom. Materi tersebut sudah pernah kita dapatkan ketika waktu SMP, dan sekarang diulas lebih dalam di SMA kelas 10. Supaya lebih paham, mari kita ulas satu per satu mengenai kloroplas dan ribosom.
APA ITU KLOROPLAS?
Kloroplas adalah plastida yang mengandung klorofil. Kloroplas dapat ditemukan di sel tumbuhan dan alga.
Fungsi utama dari kloroplas adalah melakukan proses fotosintesis. Dalam kloroplas terdapat klorofil (pemberi pigmen hijau) yang sangat penting fungsinya, yaitu untuk menyerap energi yang didapat dari cahaya matahari. Berikut ini adalah bagan proses terjadinya fotosintesis.
Reaksi terang terjadi dari H2O di sebelah kiri (reaktan) menuju O2 yang berada di sebelah kiri (produk dari fotosintesis). Reaksi ini membutuhkan cahaya untuk fotolisis air, dimana air dipecah dengan kekuatan cahaya dan menghasilkan oksigen. Selain itu, terjadi juga pengambilan ion H+ dan pelepasan O2.
Karena reaksi terang membutuhkan cahaya matahari, maka reaksi ini hanya bisa terjadi pada siang hari. Reaksi terang juga merupakan penyebab mengapa kita akan merasakan hawa yang lebih sejuk jika berada di dekat atau dibawah pohon pada siang hari -- karena reaksi ini mengikat CO2 yang kita hasilkan dan mengubahnya menjadi O2.
Sementara itu, reaksi gelap merupakan penangkapan CO2 untuk digabungkan dengan H+ menjadi gula. Singkatnya, reaksi gelap merupakan pembuatan gula. Meskipun reaksi gelap tidak memerlukan cahaya dalam prosesnya, bukan berarti reaksi gelap tidak berlangsung di siang hari -- baik reaksi terang maupun reaksi gelap terjadi pada siang hari.
STRUKTUR KLOROPLAS
Bagian amplop terdiri dari membran luar, membran dalam, dan ruang antar membran yang letaknya di antara membran luar dan membran dalam. Membran luar sifatnya sangat permeabel sementara membrane dalam bersifat permeabel. Membran yang sifatnya permeabel berarti membran tersebut dapat melewatkan semua zat, baik zat tersebut padat maupun cair. Membran dalam juga merupakan tempat melekatnya protein transpor.
Bagian dalam kloroplas mengandung DNA, RNAs, ribosom, stroma (berbentuk cairan) yang merupakan tempat terjadinya reaksi gelap, dan granum (disebut grana jika ada banyak). Granum terdiri atas membran tilakoid -- lokasi terjadinya reaksi terang -- dan ruang tilakoid, yang berada di antara membran tilakoid.
ASAL MULA KLOROPLAS
Baik mitokondria maupun kloroplas memiliki DNA dan ribosomnya sendiri. Namun mengapa organel-organel tersebut membutuhkan DNA dan ribosom, ketika nukleus telah memiliki DNA dan sudah terdapat ribosom pada sitosol?
 Jawaban dari pertanyaan di atas, jika melihat bukti yang ada, mengacu kepada endosimbiosis.
Lynn Margulis mengatakan bahwa beberapa organel sel dulunya merupakan sel sendiri. Hal tersebut didukung dengan adanya bukti bahwa ada beberapa organel yang memiliki DNA sendiri, yaitu mitokondria, plastida/kloroplas, dan nukleus/inti sel.
Kloroplas, seperti halnya mitokondria, memiliki DNA-nya sendiri yang berbeda dengan DNA yang dimiliki oleh sel itu sendiri dan berbentuk melingkar -- sama seperti DNA yang ditemukan pada bakteri. Kloroplas dan mitokondria juga sama-sama memiliki membran ganda. Selain itu, kloroplas-kloroplas baru terbentuk dengan cara pembelahan kloroplas yang sudah ada. Proses tersebut mirip dengan proses reproduksi bakteri. Kemiripan-kemiripan ini mendukung teori bahwa kloroplas sebenarnya berasal dari bakteri yang mengandung klorofil -- atau dalam kata lain, bakteri yang mampu berfotosintesis.
Proses fotosintesis diduga pertama mengalami evolusi sekitar 2.1 hingga 2.7 miliar tahun yang lalu pada sekelompok bakteri yang diketahui sebagai cyanobacteria. Kemudian, kira-kira 1 miliar tahun lalu, sebuah sel yang merupakan nenek moyang dari tumbuh-tumbuhan dan alga menelan cyanobacterium. Umumnya peristiwa seperti ini berakhir dengan cyanobacteria yang dihancurkan oleh sel yang lebih besar, namun -- entah bagaimana -- sel bakteri ini mampu bertahan. Kedua organisme tadi bersimbiosis, dengan sel yang lebih kecil menyediakan gula yang diperoleh dari fotosintesis, dan sel yang lebih besar menyediakan molekul-molekul lain yang dibutuhkan oleh cyanobacterium.
Seiring berjalannya waktu, keduanya saling bertukar informasi genetik dan menjadi tidak terpisahkan hingga mereka menjadi sebuah organisme baru yang juga mampu melakukan fotosintesis. Milyaran tahun kemudian, organisme baru ini berevolusi menjadi tumbuhan dan alga yang telah kita kenal saat ini.
APA ITU RIBOSOM?
Ribosom adalah salah satu organel sel yang dapat ditemukan pada semua sel hidup, baik sel tumbuhan maupun sel hewan; baik sel prokariota maupun eukariota. Ribosom biasa ditemukan menempel pada Retikulum Endoplasma (RE) kasar, namun juga bisa ditemukan pada sitoplasma. Ribosom yang menempel pada RE kasar disebut ribosom terikat, sementara ribosom yang tersebar di seluruh sitoplasma disebut ribosom bebas. Ribosom juga merupakan tempat terjadinya sintesis protein. Pada ribosom terdapat RNA atau asam ribonukleat. RNA atau asam ribonukleat ini berasal dari nukleus (inti sel), tempat dimana terjadi sintesis atau pembentukan ribosom serta protein pada sel.
Perlu diketahui bahwa ada 3 tipe RNA, yaitu mRNA (messenger RNA), rRNA (ribosomal RNA), dan tRNA (transfer RNA). mRNA terletak di nukleus (inti sel) dan berfungsi untuk menyimpan informasi genetik. rRNA terletak di ribosom dan merupakan penyusun ribosom, sementara tRNA terletak di sitosol (sitoplasma) dan berfungsi untuk mentransfer protein ke ribosom.
Fungsi dari ribosom adalah menyintesis protein atau menghasilkan protein baru. Pada sintesis protein, nukleus memberi perintah untuk membuat protein yaitu berupa mRNA (kode triplet), misalnya AUG, AAA, CUC, atau ACG.
- Basa nitrogen terdiri dari Citosin (C), Urasil (U), Adenin (A), dan Guanin (G).
mRNA akan menuju ribosom (rRNA) untuk dibaca atau diterjemahkan menjadi asam amino. tRNA lalu mebawa asam amino dari sitoplasma menuju ke ribosom. Di ribosom, asam amino lalu digabungkan dengan asam amino lainnya sehingga berkumpul menjadi protein. Dari sini juga bisa disimpulkan bahwa bentuk paling sederhana dari protein adalah asam amino.
Ribosom terbagi menjadi dua subunit: sebuah subunit kecil dan sebuah subunit besar. Subunit kecil bertugas membaca dan menerjemahkan mRNA, sementara subunit yang lebih besar bergabung dengan asam amino dan membentuk rantai polipeptida dan kemudian menjadi protein, dimana satu atau lebih polipeptida dapat membentuk protein.
Setelah mengulas kembali materi mengenai sel, kloroplas, dan ribosom, maka kembalilah kita ke pertanyaan di atas: apakah benar bahwa kloroplas lebih kuat daripada ribosom?
Menurut saya -- dan sejauh pemahaman saya -- kloroplas dan ribosom memiliki tingkat ketahanan yang berbeda, namun keduanya sama-sama kuat, tinggal dari sudut pandang manakah kita menilai tingkat ketahanan kloroplas dan ribosom.
Kita akan pertama membandingkan tingkat ketahanan antara kloroplas dengan ribosom berdasarkan struktur yang mereka miliki. Kloroplas, seperti yang sudah disampaikan di atas, memiliki membran ganda, sedangkan ribosom tidak memiliki membran sama sekali. Bukti ini secara gamblang menunjukkan bahwa kloroplas memiliki ketahanan yang lebih kuat dibandingkan ribosom. Jelas benar  statementdi atas yaitu bahwa kloroplas memiliki ketahanan yang lebih kuat dari ribosom jika dilihat dari bukti ini saja karena kloroplas memiliki dua selaput pelindung. Jika dibandingkan dengan organel yang hanya memiliki satu membran atau tidak memiliki membran sama sekali seperti ribosom yang tidak memiliki pelindung apapun, tentu kloroplas yang bermembran ganda yang 'menang'.
Sayangnya, statementdi atas dapat dipatahkan dengan argumen bahwa kloroplas mengandung DNA yang merupakan bagian yang sangat rentan terhadap virus. Jika saja sel terserang oleh virus, maka DNA lah yang pertama kali diserang oleh virus, sementara jika DNA rusak bisa berujung pada matinya DNA tersebut.
Berbeda halnya dengan ribosom yang tidak mengandung DNA. Jika sel terserang oleh virus, maka ribosom yang terdiri dari RNA dan protein tidak menjadi prioritas utama atau 'incaran' dari virus tersebut, karena virus menyerang materi genetik -- dan materi genetik tidak lain adalah DNA itu sendiri. Dengan melihat alasan kedua ini, ribosom yang tidak memiliki membran ternyata terbukti bisa menyaingi ketahanan kloroplas dengan absennya keberadaan DNA didalam ribosom.
Kloroplas 1 -- 1 Ribosom.
Di paragraf atas sudah disebutkan bahwa ribosom mengandung protein. Mengingatkan kita sekali lagi bahwa ribosom berfungsi untuk mensintesis protein, bukan? Protein dari proses sintesis protein digunakan juga untuk, selain diekspor ke luar sel, memperbaiki ribosom jika terserang oleh virus. Dengan kata lain, ribosom dapat melakukan perbaikan atas dirinya sendiri dan dapat kembali lagi seperti semula meski ia memiliki tidak satu pun membran pelindung. Dalam hal ini, kita bisa sekali lagi menyatakan bahwa ribosom lebih kuat tingkat ketahanannya dibandingkan dengan kloroplas karena dalam peristiwa seperti penyerangan oleh virus, yang pertama diperbaiki oleh protein yang dihasilkan dari sintesis protein oleh ribosom bukan kloroplas, namun ribosom itu sendiri -- dan menjadikannya seperti baru lagi.
Kloroplas 1 -- 2 Ribosom.
Kemudian perlu diketahui sebelumnya bahwa sel yang memiliki struktur lebih sederhana memiliki kecenderungan untuk lebih adaptif atau lebih mudah beradaptasi dengan lingkungan sekitarnya, sementara itu sel yang strukturnya lebih rumit atau kompleks memiliki kecenderungan untuk lebih sulit beradaptasi dengan lingkungan sekitarnya. Jika dihubungkan dengan fakta bahwa ribosom merupakan organel yang memiliki struktur yang sederhana karena hanya terdiri dari RNA dan protein, sedangkan kloroplas strukturnya lebih rumit -- kloroplas terdiri dari bermacam-macam penyusun yaitu membran luar, membran dalam, granum, stroma, dan tilakoid, maka bisa disimpulkan bahwa ribosom lebih mudah beradaptasi dengan lingkungan baru jika dibandingkan dengan kloroplas yang strukturnya cukup kompleks.
Meski begitu, muncul sebuah argumen lagi dari pihak kloroplas.
Jika kloroplas, karena strukturnya yang terbilang rumit mengakibatkannya sulit beradaptasi dengan lingkungannya sekitar, bagaimana dengan fakta bahwa kloroplas dapat bertahan dan beradaptasi dari zaman purba ketika ia ditelan oleh sel yang lebih besar namun tetap mampu bertahan hingga saat ini? Bukankah itu berarti kloroplas yang strukturnya kompleks mampu beradaptasi dengan lingkungannya -- sama saja dengan ribosom -- sehingga disimpulkan bahwa tidak perlu melihat kekompleksan struktur yang dimiliki sebuah organel sel?
Menurut saya, disinilah membran ganda yang dimiliki kloroplas bertindak. Membran ganda tersebut melindungi kloroplas ketika ia ditelan oleh sel yang berukuran lebih besar darinya sehingga kloroplas tidak hancur -- kloroplas jadi memiliki pertahanan lebih karena adanya membran ganda, sehingga ia mampu beradaptasi selama masanya berevolusi dari zaman purba hingga saat ini.
Singkatnya, baik kloroplas maupun ribosom memiliki ketahanan yang sama-sama kuat. Satu-satunya hal yang membedakan hanyalah dari mana kita mau meninjaunya -- apakah itu berdasarkan materi yang dikandung atau berada di dalam organel sel -- yaitu ada tidaknya DNA di dalam organel dan efek dari ada tidaknya DNA -- lalu struktur yang dimiliki oleh organel sel, yaitu organel tersebut memiliki struktur yang kompleks/rumit atau sederhana, serta yang terakhir adalah materi penyusunnya yaitu protein.
Namun begitu, saya memilih bahwa ribosom lah yang lebih kuat dibandingkan dengan kloroplas karena ribosom memiliki alasan yang lebih banyak terkait dengan tingkat ketahanannya. Alasan yang pertama adalah karena ribosom memiliki struktur yang sederhana, buktinya adalah ribosom tersusun atas RNA dan protein saja. Kesederhanaan struktur yang dimiliki oleh ribosom berarti ribosom dengan mudah beradaptasi dengan lingkungannya. Alasan kedua adalah karena ribosom tidak memiliki DNA. Jika sel terserang oleh virus, virus yang menyerang materi genetik yaitu DNA tidak akan menyerang ribosom terlebih dahulu melainkan kloroplas, dimana disitu memang terdapat DNA. Alasan terakhir adalah karena fungsi utama ribosom adalah mensintesis protein, karena protein tersebut dapat memperbaiki ribosom jika rusak, misalnya karena adanya virus yang menyerang.
Demikian pembahasan saya mengenai ketahanan antara kloroplas dan ribosom. Akhir kata, saya meminta maaf apabila terdapat kesalahan kata dalam pembahasan ini. Saya berharap pembahasan ini bisa bermanfaat bagi sahabat Kompasianer sekalian.
DAFTAR PUSTAKA
Irnaningtyas. 2017. Biologi untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Web: 1| 2| 3| 4| 5| 6| 7| 8| 9|
