Fotosintesis merupakan penyedia makanan bagi hampir seluruh kehidupan di dunia, baik secara langsung maupun tidak langsung. Organisme memperoleh senyawa organik yang digunakan untuk energi dan rangka karbon dengan cara autotrofik atau heterotrofik. Organisme autotrof menyediakan makanan bagi dirinya secara total tanpa memakan atau menguraikan organisme lain. Sedangkan organisme hetereotrof memenuhi kebutuhan materi organik dari organisme lain dengan cara memakan organisme lain, menguraikan sisa tubuh organisme yang telah mati (Campbell et al., 2002).
Fotosintesis dapat dilakukan oleh organisme yang memiliki pigmen klorofil pada sel tubuhnya. Ada empat kelompok organisme yang memiliki klorofil yaitu tumbuhan, ganggang, protista uniseluler dan prokariota fotosintetik. Klorofil pada tumbuhan terdapat di dalam kloroplas sedangkan pada organisme uniseluler subtansi klorofil terdapat di dalam sitoplasma. Dengan klorofil Organisme tersebut mampu menangkap energi matahari untuk menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari prekursor anorganik yaitu air (H2O) dan karbondioksida (CO2).
Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas oleh karena klorofil terdapat dalam kloroplas. Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau pada tumbuhan, termasuk batang hijau dan buah yangbelum matang. Akan tetapi daun merupakan tempat paling utama berlangsungnya fotosintesis pada sebagian besar tumbuhan. Terdapat kira-kira setengah juta kloroplas tiap miliminter persegi permukaan daun (Campbel et al., 2002).
Klorofil
Kloroplas ditemukan terutama dalam sel mesofil daun, yaitu sel-sel jaringan palisade dan sel-sel jaringan spons. Kloroplas berbentuk selubung dengan membrane ganda yang melingkupi stroma. Stroma tersekat-sekat oleh adanya membrane yang membentuk tilakoid, dan di dalam tilakoid terdapat tumpukan grana. Klorofil terdapat di dalam protein integral membrane tilakoid.
Menurut Kimball (2001), struktur molekul klorofil terdiri atas porfirin yang sama strukturnya dengan porfirin heme yang membentuk gugus prostetik pada hemoglobin, mioglobin dan enzim-enzim sitokrom. Perbedaan utama antara klorofil dan heme ialah adanya (1) atom magnesium sebagai pengganti besi di tengah-tengah cincin porfirin dan (2) rantai samping hidrokarbon yang panjang yaitu fitol. Klorofil adalah molekul amfifilik, rantai fitol hidrokarbonnya sangat hidrofobik, sedangkan sebagian dari cincin porfirin tempat gugus C = O hidrofilik.
Pigmen klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. Menurut Campbell et al. (2002), klorofil a berwarna biru-hjau sedangkan klorofil b berwarna kuning hijau. Pigmen klorofil a dapat berperan langsung dalam reaksi terang fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Sementara pigmen klorofil b menyerap cahaya dan mentransfer energinya ke klorofil a. Selain pigmen fotosintetik, kloroplas juga memiliki pigmen aksesoris berupa karotenoid, yang berwarna kuning-jingga. Pigmen karotenoid memperluas spectrum dari warna-warna yang dapat menggerakkan fotosintesis. Namun sebagian karotenoid berfungsi sebagai fotoproteksi yakni menyerap dan melepaskan energi cahaya yang berlebihan yang dapat merusak klorofil.
Di dalam membrane tilakoid, klorofil tersusun bersama protein dan molekul organik yang lebih kecil lainnya membentuk fotosistem. fotosistem memiliki “kompleks antena” pengumpul cahaya yang tersusun atas suatu kumpulan dari beberapa ratus klorofil a, klorofil b dan molekul kaotenoid. Membran tilakoid dipenuhi oleh dua jenis fotosistem yang bekerja secara bersama dalam reaksi terang yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I dikenal sebagai P700 karena paling baik menyerap cahaya pada spectrum 700 nm sedangkan fotosistem II disebut P680 karena spectrum absorpsinya memiliki puncak pada 680 nm.
Energi Cahaya
Setiap energi yang digunakan oleh makhluk hidup di bumi secara langsung atau tidak langsung berasal dari radiasi matahari, kecuali energi atom dan mungkin juga energi panas bumi. Untuk pertumbuhan dan perkembangan, khususnya fotosintesis, cahaya matahari merupakan satu-satunya sumber energi. Cahaya tampak (visible light) adalah sumber energi yang digunakan tumbuhan untuk fotosintesis, di mana merupakan bagian spectrum energi radiasi (gambar 1). Teori kuantum menyatakan cahaya merambat dalam bentuk aliran partikel yang disebut foton. Energi yang terkandung dalam satu foton disebut satu kuantum. Energi yang terkandung dalam foton berbanding lurus dengan frekuensi dan berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya. Reaksi cahaya dalam fotosintesis merupakan akibat langsung penyerapan foton oleh molekul-molekul pigmen klorofil (Gardner et al., 1991).
EM_spectrum_svg
Gambar 1. Spektrum energi radiasi. Foton yang berukuran antara 400-700 nm digunakan dalam fotosintesis. Sumber: Wikipediaindonesia.com
Tidak seluruh foton mempunyai tingkat energi yang cocol untuk menggiatkan pigmen daun. Gardner et al. (1991), mengemukakan bahwa di atas 760 nm foton tidak memiliki cukup energi dan di bawah 390 nm foton memiliki terlalu banyak energi, menyebabkan ionisasi dan kerusakan pigmen. Sehingga foton yang memiliki tingkat energi yang cocok untuk fotosintesis memiliki panjang gelombang antara 390 – 760 nm yaitu cahaya campak.
Penggiatan pigmen merupakan akibat langsung dari interaksi antara foton dan pigmen. Menurut Gardner et al. (1991), pengukuran cahaya yang digunakan dalam fotosintesis dilakukan berdasarkan densitas aliran foton dan bukan berdasarkan energi. Densitas aliran foton adalah jumlah foton yang menumbuk suatu luas permukaan tertentu persatuan waktu. Karena panjang gelombang 400 – 700 nm paling efisien dalam fotosintesis, maka pengukuran cahaya didasarkan pada densitas aliran foton dalam panjang gelombang 400 dan 700 nm. Pengukuran ini disebut radiasi aktif fotosintesis atau photosynthetically active radiator (PAR), atau densitas aliran foton fotosintesis atau photosynthetic photon flux density (PPFD). PAR dinayatakan dalam bentuk mE.m-2.det-1 atau mmol.m-2.det-1
Reaksi Kimia Fotosintesis
Secara umum fotosintesis terjadi dalam dua tahapan yaitu reaksi terang (light reaction) dan reaksi gelap (dark reaction). Reaksi terang merupakan tahapan yang sangat dipengaruhi oleh ketersediaan cahaya matahari. Reaksi ini melibatkan Fotosistem I dan II yang bekerja sama menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan ATP dan NADPH sebagai produk reaksi terang. Sedangkan reaksi gelap merupakan tahapan lanjutan dari reaksi terang, di mana terjadi fiksasi karbondioksida untuk direduksi menjadi karbohidrat.
Adapun proses terjadinya fotosintesis dijelaskan oleh Campbel et al., (2002) sebagai berikut:
Reaksi Terang, proses ini terjadi dalam enam tahapan (gambar 2):
1. Ketika fotosistem II menyerap cahaya, suatu electron yang dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dalam klrofil pusat reaksi (P680) ditangkap oleh akseptor electron primer.
2. Suatu enzim mengekstraksi electron dari air dan mengirimnya ke P680, menggantikan setiap electron yang keluar dari klorofil ketika molekul ini menyerap cahaya. Reaksi ini menguraikan molekul air menjadi dua ion hydrogen dan satu atom oksigen yang segera bergabung dengan atom oksigen lain membentuk O2.
3. Setiap electron terfotoeksitasi mengalir dari akseptor electron primer fotosistem II ke fotosistem I melalui rantai transport electron.
4. Begitu electron menuruni rantai tersebut, eksegoniknya “jatuh” ke tingkat yang lebih rendah ditangkap oleh membrane tilakoid untuk menghasilkan ATP. Karena Sintesis ATP ini menggunakan energi cahaya maka proses ini disebut fotofosforilasi (nonsiklik).
5. Apabila electron mencapai dasar rantai transport electron, electron ini mengisi “lubang” electron di P700 molekul klorofil a pada pusat reaksi fotosistem I. Lubang ini tercipta ketika energi cahaya menggerakkan electron dari P700 ke aksptor electron primer fotosistem I.
6. Akseptor electron primer fotosistem I melewatkan electron terfotoeksitasi ke rantai transport electron kedua, yang menyalurkannya ke feredoksin (Fd). Selanjutnya, enzim NADP+ reduktase menyalurkan electron dari Fd ke NADP+ sehingga terbentuk NADPH.
Reaksi Terang
Gambar 2. Fotofosforilasi pada reaksi terang proses fotosintesis. Sumber : http://metabolismelink.freehostia.com
Reaksi Gelap, proses ini terjadi dalam tiga fase (gambar 3):
1. Fase I, Fiksasi karbon. Siklus Calvin memasukkan setiap molekul CO2 dengan menautkannya pada gula berkarbon-lima yang dinamai ribulosa bisfosfat (RuBP) dengan bantuan RuBP karboksilase atau rubisko. RuBP kemudian terurai membentuk dua molekul 3-fosfogliserat.
2. Fase II, Reduksi. Setiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru dari ATP sehingga membentuk 1,3-bisfosfogliserat. Selanjutnya sepasang electron yang disumbangkan dari NADPH mereduksi gugus karboksil 3-fosfogliserat menjadi gugus karbonil yang berupa G3P (gula berkarbon 3).
3. Fase III, Regenerasi akseptor CO2 (RuBP). Rangka karbon yang terdiri atas lima molekul G3P disusun ulang oleh langkah terakhir skilus Calvin menjadi tiga molekul RuBP. Untuk menyelesaikan ini, siklus menghabiskan tiga molekul ATP. Siklus Calvin secara keseluruhan mengkonsumsi sembilan molekul ATP dan enam molekul NADPH.
reaksigelap
Gambar 3. Siklus Calvin pada proses reaksi gelap. Sumber : http://metabolismelink.freehostia.com
Menurut Campbell et al. (2002), karbohidrat yang dihasilkan langsung dari siklus Calvin sebenarnya bukan glukosa, tetapi gula berkarbon-3 yang disebut gliseraldehid 3-fosfat (G3P). G3P yang tersingkir dari siklus Calvin menjadi materi awal untuk jalur metabolisme yang mensintesis organik lainnya, termasuk glukosa dan karbohidrat lainnya.
Jumat, 30 Oktober 2009
Rabu, 14 Oktober 2009
Bukan hal yang mudah bagi saya untuk menjadi seorang mahasiswa di ITB. Perlu semangat kemauan & ketekunan dalam belajar. Itulah tantangan dalam diri saya karena life has many roads to take & many challenges to face, dan peribahasa ini juga m...emberi motivasi bagi saya untuk belajar tanpa mengenal kata terlambat, mieux vaut tard que jamais, seperti halnya orang Perancis bilang C'est la vie (itulah kehidupan).IING EDI CAHYONO
Fak. Matematika & Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA)
Senin, 12 Oktober 2009
Wisudawan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITB periode 18 Juli 2009
Selasa 28 Juli 2009, Jumlah wisudawan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) ITB untuk periode 18 Juli 2009 mengalami peningkatan yang sangat tajam jika dibandingkan dengan jumlah wisudawan periode April 2009.
Hal tersebut dapat dibandingkan dengan jumlah wisudawan pada periode April tepatnya pada tanggal 18 April 2009, FMIPA telah menghasilkan lulusan sebanyak 128 wisudawan dengan distribusi seperti terilihat di bawah.
Program Studi Sarjana (S1) sebanyak 63 wisudawan dengan rincian sebagai berikut:
a. Matematika sebanyak 19 wisudawan;
b. Fisika sebanyak 27 wisudawan;
c. Astronomi sebanyak 4 wisudawan;
d. Kimia sebanyak 13 wisudawan.
Program Studi Magister (S2) sebanyak 62 wisudawan dengan rincian sebagai berikut:
a. Matematika sebanyak 6 wisudawan;
b. Fisika sebanyak 7 wisudawan;
c. Kimia sebanyak 4 wisudawan;
d. Aktuaria sebanyak 2 wisudawan;
e. Pengajaran Matematika sebanyak 2 wisudawan;
f. Pengajaran Fisika sebanyak 15 wisudawan;
g. Pengajaran kimia sebanyak 26 wisudawan.
Program Studi Doktor (S3) sebanyak 3 wisudawan dengan rincian sebagai berikut:
a. Matematika sebanyak 1 wisudawan;
b. Kimia sebanyak 2 wisudawan.
Dari jumlah keseluruhan wisudawan tersebut di atas, yang menyandang predikat Cum Laude sebanyak 9 wisudawan. Satu (1) dari Program Studi Astronomi, 3 (tiga) dari Program Studi Kimia, 1 (satu) dari Program Magister Pengajaran Fisika, 3 (tiga) dari Program Magister Pengajaran Kimia, 1 (satu) dari Program Doktor Matematika.
Wisuda yang dilakukan tanggal 18 Juli 2009 bertempat di Sasana Budaya Ganesha (Sabuga), FMIPA telah menghasilkan lulusan sebanyak 322 wisudawan dengan distribusi seperti terilihat di bawah.
Program Studi Sarjana (S1) sebanyak 136 wisudawan dengan rincian sebagai berikut:
a. Matematika sebanyak 34 wisudawan;
b. Fisika sebanyak 29 wisudawan;
c. Astronomi sebanyak 4 wisudawan;
d. Kimia sebanyak 69 wisudawan.
Program Studi Magister (S2) sebanyak 186 wisudawan dengan rincian sebagai berikut:
a. Matematika sebanyak 19 wisudawan;
b. Fisika sebanyak 13 wisudawan;
c. Kimia sebanyak 18 wisudawan;
d. Aktuaria sebanyak 2 wisudawan;
e. Pengajaran Matematika sebanyak 56 wisudawan;
f. Pengajaran Fisika sebanyak 50 wisudawan;
g. Pengajaran kimia sebanyak 28 wisudawan.
Dari jumlah keseluruhan wisudawan untuk periode 18 Juli ini, yang menyandang predikat Cum Laude sebanyak 45 wisudawan. Enam (6) dari Program Studi Sarjana Matematika, 5 (lima) dari Program Studi Sarjana Fisika, 1 (satu) dari Program Studi Sarjana Astronomi, 17 (tujuh belas) dari Program Studi Kimia, 3 (tiga) dari Program Magister Pengajaran Fisika, 8 (delapan) dari Program Magister Kimia, 3 (tiga) dari Program Magister Pengajaran Fisika, 2 (dua) dari Program Magsiter Pengajaran Kimia. Selamat bagi wisudawan, buktikan diri anda mampu untuk berkarya membangun bangsa dan Negara Indonesia sesuai dengan amanat Undang Undang Dasar 1945. (bagyo).
Penerimaan Mahasiswa Baru Program Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) ITB 2009/2010
Jum'at 14 Agustus 2009, Penerimaan Mahasiswa Baru Program Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) ITB 2009/2010, bertempat di Gedung Serba Guna ITB, Jl. Ganesha No. 10 Bandung. Acara yang dimulai dari pukul 08.00 dan berakhir pukul 11.00 wib. Registrasi mahasiswa baru dimulai dari pukul 07.30 wib, kemudian dilanjutkan dengan sambutan dari Dekan FMIPA ITB Dr. Akhmaloka. Pada acara sambutan tersebut Dekan FMIPA secara khusus menyampaikan ucapan selamat kepada para mahasiswa baru FMIPA tahun ajaran 2009/2010, yang dilanjutkan dengan acara perkenalan dengan para Ketua Program Studi, Ketua Kelompok Keahlian, Ketua Senat Akademik FMIPA ITB, Koordinator Mata Kuliah Dasar, Koordinator Wali dan Wali FMIPA tahun 2009.
Acara dilanjutkan dengan penjelasan mengenai Program Sarjana di FMIPA ITB yang mencakup Struktur Organisasi FMIPA, Kurikulum 2008, program-program unggulan antara lain Honors dan Fast track, kode etik kemahasiswaan dan prosedur penjurusan yang disampaikan oleh Dr. Pudji Astuti sebagai Wakil Dekan Akademik FMIPA ITB.
Uraian mengenai Perwalian disampaikan oleh Koordinator Wali FMIPA ITB tahun 2009 yaitu Dr. Dhani Herdiwidjadja.
Penyerahan Penghargaan Mahasiswa Berprestasi Akademik Semester II-2008/2009 Tingkat FMIPA ITB secara simbolis disampaikan oleh Dekan FMIPA, dilanjutkan dengan acara Tanya jawab.
Acara terakhir dari kegiatan Penerimaan Mahasiswa Baru Program Sarjana FMIPA ITB 2009 adalah Pengenalan Kegiatan Kemahasiswaan (himpunan) di lingkungan FMIPA ITB disampaikan oleh para Ketua Himpunan.
Kemudian pada siang harinya, tepatnya pukul 14:30 wib, ditempat yang sama juga diselenggarakan Penerimaan Mahasiswa Baru 2009/2010 tetapi ini khusus untuk Mahasiswa Program Magister dan Doktor di FMIPA ITB. Dengan acara yang sama seperti pada penerimaan mahasiswa baru program sarjana, acara berakhir sampai dengan pukul 17.00 wib. (bagyo).
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) ITB Adakan Halal Bihalal
Acara tersebut diawali dengan Sambutan Dekan FMIPA Dr. Akhmaloka, yang didampingi oleh Wakil Dekan Bidang Akademik Dr. Pudji Astuti, Wakil Dekan Bidang Sumberdaya Dr. Idam Arif, dan Manajer Penelitian FMIPA Prof. Ismunandar. Hadir pada acara tersebut Para Ketua Program Studi, Para Ketua Kelompok Keahlian dan sejumlah pegawai di lingkungan FMIPA baik yang masih aktif maupun yang sudah pensiun. Pada acara halal Bihalal kali ini terasa istimewa, dengan hadirnya 2 (dua) mantan Rektor ITB yaitu Prof. Hariadi Soepangkat dan Prof. Lilik Hendradjaya. Hadir pula mantan pimpinan FMIPA, antara lain, Intan Ahmad, Ph.D. (saat ini Dekan Sekolah Ilmu dan Teknologi Hayati (SITH)), Dr. Tutus Gusdinar Kartawinata (saat ini Dekan Sekolah Farmasi (SF)).
Acara dilanjutkan dengan sambutan dari Dr. Triyanta yang mewakili pegawai FMIPA yang akan berangkat Haji tahun 2009. Staf FMIPA yang akan melaksanakan ibadah haji adalah Dr. Triyanta, Dr. Gunawan Handayani, Dr. Muhamad Abdulkadir M., Dr. Fida Madayanti W, Bapak Dudung Efendi dan Ibu Yayan Mulyani. Semoga keberangkatan dan sekembalinya dari Ibadah Haji dalam keadaan sehat wal afiat dan menjadi haji dan hajah yang mabrur mabrurrah. Pembacaan doa disampaikan oleh Dr. Ing. Soeparno yang dilanjutkan bersalam-salaman dengan seluruh undangan dan pegawai sambil menikmati hidangan yang telah disediakan. (bagyo)
Membran Plasma
MATA KULIAH : BIOLOGI SELULER DAN MOLEKULER
A. Pengertian Membran Plasma
Membran plasma adalah suatu membran yang besifat semi permeabel, terletak antara sel dan lingkungan sekitarnya yang memungkinkan zat tertentu masuk dan keluar kedalam sel. Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasa ini tebalnya kira-kira hanya 8 nm, membran plasma mengontrol lalulintas ke dalam dan ke luar sel yang dikelilinginya. Membran plasma merupakan selaput tipis bagian luar sitoplasma yang tersusun dari molekul protein dan molekul lemak. Pada umumnya protein terletak di sebelah luar dan lemak di sebelah dalam sehingga bersifat selektif permiabel. Sifat selektif permiabel hanya dapat dilalui oleh air dan zat-zat terlarut tertentu.
B. Bentuk, Struktur dan Komposisi Membran Plasma
Bentuk atau model unit membran digambarkan sebagai membran lemak lapis ganda (bilayer fosfolipid), di mana asam lemak yang hidrofobik berorientasi ke dalam membran, sedang yang berorientasi ke kedua permukaan membran bersifat hidrofilik (tersusun atas fosfolipida) dan pada kedua permukaan tersebut diselaputi oleh lapisan protein.
Pada tahun 1890 Charles E.Overton mempelopori sejarah penemuan biomembran. Dia menyatakan bahwa sel terbungkus oleh beberapa lapisan permeabel yang selektif, kemungkinan tersusun dari kholesterol dan lechitin. Kemudian Irving Langmuir pada tahun 1900 mengemukakan hasil penelitiannya tentang struktur membran lipid monolayer. Struktur inilah yang menjadi dasar struktur membranpada abad ke-20. Pada tahun 1925 E. Gorter dan F. Grendel menemukan bahwa rata-rata jumlah lapisan tunggal (monolayer) pada masing-masing membran ada dua, sehingga timbul konsep lipid bilayer (Becker, 1986).
A. Pengertian Membran Plasma
Membran plasma adalah suatu membran yang besifat semi permeabel, terletak antara sel dan lingkungan sekitarnya yang memungkinkan zat tertentu masuk dan keluar kedalam sel. Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasa ini tebalnya kira-kira hanya 8 nm, membran plasma mengontrol lalulintas ke dalam dan ke luar sel yang dikelilinginya. Membran plasma merupakan selaput tipis bagian luar sitoplasma yang tersusun dari molekul protein dan molekul lemak. Pada umumnya protein terletak di sebelah luar dan lemak di sebelah dalam sehingga bersifat selektif permiabel. Sifat selektif permiabel hanya dapat dilalui oleh air dan zat-zat terlarut tertentu.
B. Bentuk, Struktur dan Komposisi Membran Plasma
Bentuk atau model unit membran digambarkan sebagai membran lemak lapis ganda (bilayer fosfolipid), di mana asam lemak yang hidrofobik berorientasi ke dalam membran, sedang yang berorientasi ke kedua permukaan membran bersifat hidrofilik (tersusun atas fosfolipida) dan pada kedua permukaan tersebut diselaputi oleh lapisan protein.
Pada tahun 1890 Charles E.Overton mempelopori sejarah penemuan biomembran. Dia menyatakan bahwa sel terbungkus oleh beberapa lapisan permeabel yang selektif, kemungkinan tersusun dari kholesterol dan lechitin. Kemudian Irving Langmuir pada tahun 1900 mengemukakan hasil penelitiannya tentang struktur membran lipid monolayer. Struktur inilah yang menjadi dasar struktur membranpada abad ke-20. Pada tahun 1925 E. Gorter dan F. Grendel menemukan bahwa rata-rata jumlah lapisan tunggal (monolayer) pada masing-masing membran ada dua, sehingga timbul konsep lipid bilayer (Becker, 1986).
Pertumbuhan dan perkembangan sel
Pertumbuhan dan perkembangan umumnya terjadi pada organisme multiseluler yang hidup.
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.
Sel tubuh, seperti otot, saraf, dsb. tetap mempertahankan karakteristik karena masih mengingat sinyal yang diberikan oleh nenek moyangnya saat awal perkembangan embrio.
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
- Fase S (sintesis): Tahap terjadinya replikasi DNA
- Fase M (mitosis): Tahap terjadinya pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas)
- 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
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.
Perbedaan pertumbuhan dan perkembangan sel hewan
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 |
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.
Sel selaput penyusun umbi bawang bombay (Allium cepa). Tampak dinding sel dan inti sel (berupa noktah di dalam setiap 'ruang'). Perbesaran 400 kali.
Secara umum setiap sel memiliki
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
Gambaran sel gabus berdasarkan penelitian Robert Hooke
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.
Sel selaput penyusun umbi bawang bombay (Allium cepa). Tampak dinding sel dan inti sel (berupa noktah di dalam setiap 'ruang'). Perbesaran 400 kali.
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.Secara umum setiap sel memiliki
- membran sel,
- sitoplasma, dan
- inti sel atau nukleus.
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
- mitokondria (kondriosom)
- badan Golgi (diktiosom)
- retikulum endoplasma
- plastida (khusus tumbuhan, mencakup leukoplas, kloroplas, dan kromoplas)
- vakuola (khusus tumbuhan)
Gambaran sel gabus berdasarkan penelitian Robert Hooke
Perbedaan sel tumbuhan, sel hewan, dan sel bakteri
Sel tumbuhan, sel hewan, dan sel bakteri mempunyai beberapa perbedaan seperti berikut:| Sel tumbuhan | Sel hewan | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan. | Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan. | ||||
| Mempunyai bentuk yang tetap. | Tidak mempunyai bentuk yang tetap. | ||||
| Mempunyai dinding sel [cell wall] dari selulosa. | Tidak mempunyai dinding sel [cell wall]. | – | |||
| 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]. | - | 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. |
Langganan:
Postingan (Atom)
