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.
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.
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
• mitokondria (kondriosom)
• badan Golgi (diktiosom)
• retikulum endoplasma
• plastida (khusus tumbuhan, mencakup leukoplas, kloroplas, dan kromoplas)
• vakuola (khusus tumbuhan)
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 bakteri
Sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan. Sel hewan lebih kecil daripada sel tumbuhan. Sel bakteri sangat kecil.
Mempunyai bentuk yang tetap. Tidak mempunyai bentuk yang tetap. Mempunyai bentuk yang tetap.
Mempunyai dinding sel [cell wall] dari selulosa.
Tidak mempunyai dinding sel [cell wall].
Mempunyai dinding sel [cell wall] dari lipoprotein.
Mempunyai plastida.
Tidak mempunyai plastida.
Tidak mempunyai plastida.

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]. Tidak mempunyai vakuola.

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.
Perbedaan pertumbuhan dan perkembangan sel hewan dan tanaman
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
Pertumbuhan dan perkembangan sel
Pertumbuhan dan perkembangan umumnya terjadi pada organisme multiseluler yang hidup.
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
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 selmenghasilkan 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 selmenyusun 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.
STRUKTUR SEL
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.
Struktur
Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol. komponen muchus membran sel semipermanen di lapisan membran
Dua lapis lipid
Komponen utama membran sel terdiri atas Phosfolipid, selain itu terdapat senyawa lipid seperti sfingomyelin, kolesterol, dan glikolipida. Phosfolipid memiliki dua bagian yaitu bagian yang bersifat hidrofilik dan bagian yang bersifat hidrofobik. Bagian hidrofobik merupakan bagian yang terdiri atas asam lemak. Sedangkan bagian hidrofilik terdiri atas gliserol, phosfat, dan gugus tambahan seperti kolin, serin, dan lain-lain. Penamaan phosfolipid dan sifat masing-masing akan bergantung pada jenis gugus tambahan yang dimiliki oleh phosfolipid. Jenis-jenis phosfolipid penyusun membran sel antara lain adalah : phosfokolin (pc), phosfoetanolamin (pe), phosfoserin (ps), dan phosfoinositol (pi). Secara alami di alam phosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur menyerupai bola) atau membran lipid 2 lapis. Karena strukturnya yang dinamis maka komponen phosfolipid di membran dapat melakukan pergerakan dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah pergerakan secara lateral (Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop (Tipe pergerakan trans bilayer).
Protein integral membran
Protein ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid / transmembran. Protein integral memiliki domain membentang di luar sel dan di sitoplasma. Bersifat amfipatik, mempunyai sekuen helix protein, hidrofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik. Banyak diantaranya merupakan glikoprotein, gugus gula pada sebelah luar sel. Di sintesis di RE, gula dimodifikasi di badan golgi
Sistem transpor membran
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
Transpor pasif
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Transpor aktif
Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.
Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
SITOPLASMA
Sitoplasma ialah bahan-bahan bak agar-agar yang mengisi sel dan yang melarutkan makanan serta menukarkan makanan menjadi tenaga dalam tindak balas kimia. Berbeza dengan protoplasma, sitoplasma tidak mengandungi nukleus sel tetapi terdiri daripada sitosol dan organel-organel sel. Sitosol terdiri daripada air, garam-garam, molekul-molekul organik, serta banyak enzim yang memangkinkan tindak balas.
Sitoplasma memainkan peranan yang penting di dalam sel, dan bertindak sebagai "sup molekul" yang menampung organel-organel. Organel-organel tersebut terapung-apung di dalamnya dan dicantumkan oleh membran lemak. Sitoplasma didapati di dalam membran plasma sel dan mengelilingi nukleus dan menyelubungi organel-organel.
1. Fungsi
Sitoplasma ialah bahagian sel yang paling penting. Sitoplasma menampung semua organel sel di luar nukleus dan juga mengekalkan bentuk dan ketekalan sel. Ia juga merupakan tempat simpanan bahan-bahan kimia yang sangat diperlukan untuk hidup, dan terlibat dalam tindak-tindak balas metabolisme yang penting seperti glikolisis anaerob dan sintesis protein.Di dalam bakteria, tindak-tindak balas jujukan berlaku di dalam sitoplasma dan membran sel.
2. Komponen sitoplasma
Sitoplasma terdiri daripada ion-ion dan makromolekul-makromolekul boleh larut seperti enzim, karbohidrat, garam dan protein, serta sebahagian besar RNA. Komponen berair sitoplasma juga dikenali sebagai hialoplasma. Ia lebih kurang bak gel atau cecair, bergantung kepada keadaan-keadaan persekitaran dan fasa-fasa aktiviti sel. Dalam kes pertama, komponen berair ini dinamakan sitogel dan merupakan jisim pejal likat. Dalam kes kedua yang dinamakan sitosol, komponen berair ini bertindak sebagai cecair. Secara umumnya, kawasan-kawasan pinggir di dalam sel adalah bak gel dan kawasan-kawasan dalamannya adalah cecair.
Organel-organel (seperti mitokondrium, kloroplas, lisosom, peroksisom, ribosom, vakuol, sitorangka, dan struktur-struktur membran sel yang rumit seperti retikulum endoplasma) di dalam sitoplasma tidak boleh larut.
3. Perbezaan antara sitoplasma haiwan dan tumbuhan
Sedangkan semua sel mengandungi sitoplasma, sel daripada domain-domain biologi boleh banyak berbeza dari segi ciri-ciri sitoplasmanya. Dalam alam haiwan, sitoplasma mengambil hampir separuh daripada isi padu sel, manakala di dalam sel-sel tumbuhan, sitoplasma tidak mengambil begitu banyak ruang kerana adanya vakuol-vakuol.
INTI SEL
Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri. Nukleus merupakan organel pertama yang ditemukan, yang pertama kali dideskripsikan oleh Franz Bauer pada 1802 dan dijabarkan lebih detil oleh ahli botani Skotlandia, Robert Brown pada tahun 1831.
Elemen struktural utama nukleus adalah membran inti, suatu membran lapis ganda yang membungkus keseluruhan organel dan memisahkan bagian inti dengan sitoplasma sel, serta lamina inti, suatu struktur dalam nukleus yang memberi dukungan mekanis seperti sitoskeleton yang menyokong sel secara keseluruhan. Secara garis besar, membran inti terdiri atas tiga bagian, yaitu membran luar, ruang perinuklear, dan membran dalam. Membran luar dari nukleus berkesinambungan dengan retikulum endoplasma (RE) kasar dan bertaburan dengan ribosom. Sifat membran inti yang tak permeabel terhadap sebagian besar molekul membuat nukleus memerlukan pori inti agar molekul dapat bergerak melintasi membran. Pori nukleus bagaikan terowongan yang terletak pada membran nukleus yang berfungsi menghubungkan nukleoplasma dengan sitosol. Fungsi utama dari pori nukleus adalah untuk sarana pertukaran molekul antara nukleus dengan sitoplasma. Molekul yang keluar, kebanyakan mRNA, digunakan untuk sintesis protein. Pori nukleus tersusun atas 4 subunit, yaitu subunit kolom, subunit anular, subunit lumenal, dan subunit ring. Subunit kolom berfungsi dalam pembentukan dinding pori nukleus, subunit anular berguna untuk membentuk spoke yang mengarah menuju tengah dari pori nukleus, subunit lumenal mengandung protein transmembran yang menempelkan kompleks pori nukleus pada membran nukleus, sedangkan subunit ring berfungsi untuk membentuk permukaan sitosolik (berhadapan dengan sitoplasma) dan nuklear (berhadapan dengan nukleoplasma) dari kompleks pori nukleus.
Meskipun bagian dalam nukleus tidak mengandung badan yang dibatasi oleh membran, isi nukleus tidak seragam dan memiliki beberapa badan subnukleus yang terbentuk dari protein-protein unik, molekul RNA, serta gugus DNA. Contoh utama dari badan subnukleus adalah nukleolus, yang terutama terlibat dalam pembentukan ribosom. Setelah diproduksi oleh nukleolus, ribosom diekspor ke sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi mRNA.
MITOKONDRIA
Mitokondria (mitochondrion', plural: mitochondria') atau kondriosom (chondriosome) adalah organel tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk hidup. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel.
Mitokondria merupakan salah satu bagian sel yang paling penting karena di sinilah energi dalam bentuk ATP [Adenosine Tri-Phosphate] dihasilkan. Mitokondria mempunyai dua lapisan membran, yaitu lapisan membran luar dan lapisan membran dalam. Lapisan membran dalam ada dalam bentuk lipatan-lipatan yang sering disebut dengan cristae. Di dalam Mitokondria terdapat 'ruangan' yang disebut matriks, dimana beberapa mineral dapat ditemukan. Sel yang mempunyai banyak Mitokondria dapat dijumpai di jantung, hati, dan otot.
Keberadaan mitokondria didukung oleh hipotesis endosimbiosis yang mengatakan bahwa pada tahap awal evolusi sel eukariot bersimbiosis dengan prokariot (bakteri) [Margullis, 1981]. Kemudian keduanya mengembangkan hubungan simbiosis dan membentuk organel sel yang pertama. Adanya DNA pada mitokondria menunjukkan bahwa dahulu mitokondria merupakan entitas yang terpisah dari sel inangnya. Hipotesis ini ditunjang oleh beberapa kemiripan antara mitokondria dan bakteri. Ukuran mitokondria menyerupai ukuran bakteri, dan keduanya bereproduksi dengan cara membelah diri menjadi dua. Hal yang utama adalah keduanya memiliki DNA berbentuk lingkar. Oleh karena itu, mitokondria memiliki sistem genetik sendiri yang berbeda dengan sistem genetik inti. Selain itu, ribosom dan rRNA mitokondria lebih mirip dengan yang dimiliki bakteri dibandingkan dengan yang dikode oleh inti sel eukariot [Cooper, 2000].
Secara garis besar, tahap respirasi pada tumbuhan dan hewan melewati jalur yang sama, yang dikenal sebagai daur atau siklus Krebs.
Struktur
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membran [Cooper, 2000].
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani β-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.
Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium
Fungsi mitokondria
Peran utama mitokondria adalah sebagai pabrik energi sel yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Metabolisme karbohidrat akan berakhir di mitokondria ketika piruvat di transpor dan dioksidasi oleh O2¬ menjadi CO2 dan air. Energi yang dihasilkan sangat efisien yaitu sekitar tiga puluh molekul ATP yang diproduksi untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi, sedangkan dalam proses glikolisis hanya dihasilkan dua molekul ATP. Proses pembentukan energi atau dikenal sebagai fosforilasi oksidatif terdiri atas lima tahapan reaksi enzimatis yang melibatkan kompleks enzim yang terdapat pada membran bagian dalam mitokondria. Proses pembentukan ATP melibatkan proses transpor elektron dengan bantuan empat kompleks enzim, yang terdiri dari kompleks I (NADH dehidrogenase), kompleks II (suksinat dehidrogenase), kompleks III (koenzim Q – sitokrom C reduktase), kompleks IV (sitokrom oksidase), dan juga dengan bantuan FoF1 ATP Sintase dan Adenine Nucleotide Translocator (ANT) [Wallace, 1997].
Siklus Hidup Mitokondria
Mitokondria dapat melakukan replikasi secara mandiri (self replicating) seperti sel bakteri. Replikasi terjadi apabila mitokondria ini menjadi terlalu besar sehingga melakukan pemecahan (fission). Pada awalnya sebelum mitokondria bereplikasi, terlebih dahulu dilakukan replikasi DNA mitokondria. Proses ini dimulai dari pembelahan pada bagian dalam yang kemudian diikuti pembelahan pada bagian luar. Proses ini melibatkan pengkerutan bagian dalam dan kemudian bagian luar membran seperti ada yang menjepit mitokondria. Kemudian akan terjadi pemisahan dua bagian mitokondria [Childs, 1998].
DNA mitokondria
Mitokondria memiliki DNA tersendiri, yang dikenal sebagai mtDNA (Ing. mitochondrial DNA). MtDNA berpilin ganda, sirkular, dan tidak terlindungi membran (prokariotik). Karena memiliki ciri seperti DNA bakteri, berkembang teori yang cukup luas dianut, yang menyatakan bahwa mitokondria dulunya merupakan makhluk hidup independen yang kemudian bersimbiosis dengan organisme eukariotik. Teori ini dikenal dengan teori endosimbion. Pada makhluk tingkat tinggi, DNA mitokondria yang diturunkan kepada anaknya hanya berasal dari betinanya saja (mitokondria sel telur). Mitokondria jantan tidak ikut masuk ke dalam sel telur karena letaknya yang berada di ekor sperma. Ekor sperma tidak ikut masuk ke dalam sel telur sehingga DNA mitokondria jantan tidak diturunkan.
BADAN GOLGI
Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.
Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.
Struktur
Struktur badan Golgi berupa berkas kantung berbentuk cakram yang bercabang menjadi serangkaian pembuluh yang sangat kecil di ujungnya. Karena hubungannya dengan fungsi pengeluaran sel amat erat, pembuluh mengumpulkan dan membungkus karbohidrat serta zat-zat lain untuk diangkut ke permukaan sel. Pembuluh itu juga menyumbang bahan bagi pembentukan dinding sel.
Badan golgi dibangun oleh membran yang berbentuk tubulus dan juga vesikula. Dari tubulus dilepaskan kantung-kantung kecil yang berisi bahan-bahan yang diperlukan seperti enzim–enzim pembentuk dinding sel.
Badan Golgi merupakan suatu bagian sel yang hampir serupa dengan Retikulum Endoplasma. Hanya saja, Badan Golgi terdiri dari berlapis-lapis ruangan yang juga ditutupi oleh membran. Badan Golgi mempunyai 2 bagian, yaitu bagian cis dan bagian trans. Bagian cis menerima vesikel-vesikel [vesicle] yang pada umumnya berasal dari Retikulum Endoplasma Kasar. Vesikel ini akan diserap ke ruangan-ruangan di dalam Badan Golgi dan isi dari vesikel tersebut akan diproses sedemikian rupa untuk penyempurnaan dan lain sebagainya. Ruangan-ruangan tersebut akan bergerak dari bagian cis menuju bagian trans. Di bagian inilah ruangan-ruangan tersebut akan memecahkan dirinya dan membentuk vesikel, dan siap untuk disalurkan ke bagian-bagian sel yang lain atau ke luar sel.
Fungsi
Fungsi badan golgi:
1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.
3. Membentuk dinding sel tumbuhan
4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
5. Tempat untuk memodifikasi protein
6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
7. Untuk membentuk lisosom
Dalam badan golgi terdapat variasi coated vesicle, antara lain
Clathrin-coated adalah yang pertama ditemukan dan diteliti. tersusun dari clathrin dan adaptin. interaksi lateral antara adaptin dengan clatrin membentuk formasi tunas. jika tunas clathrin sudah tumbuh, protein yang larut dalam sitoplasma termasuk dynamin akan membentuk cincin di setiap leher tunas dan memutusnya.
COPI-coated memaket tunas dari bagian pre-golgi dan antar cisternae. beberapa protein COPI-coat memperlihatkan sekuens yang bermiripan dengan adaptin, dapat diduga berasal dari evolusi yang bermiripan.
COPII-coated memaket tunas dari retikulum endoplasma.
terdapat 2 protein dalam badan golgi. Protein Snare V-snare menuju T-snare dan akan bergabung. T-snare adalah protein yang ada di target sedangkan V-snare adalah vesikel snare. V-snare akan mencari T-snare dan kemudian akan berfusi menjadi satu. Protein Rab termasuk ke dalam golongan GTP-ase. protein Rab memudahkan dan mengatur kecepatan pelayaran vesikel dan pemasangan v-snare dan t-snare yang diperlukan pada penggabungan membran.
RETIKULUM ENDOPLASMID
Retikulum Endoplasma (RE, atau endoplasmic reticula) adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik.
Retikulum Endoplasma merupakan bagian sel yang terdiri atas sistem membran. Di sekitar Retikulum Endoplasma adalah bagian sitoplasma yang disebut sitosol atau cytosol. Retikulum Endoplasma sendiri terdiri atas ruangan-ruangan kosong yang ditutupi dengan membran dengan ketebalan 4 nm (nanometer, 10-9 meter). Membran ini berhubungan langsung dengan selimut nukleus atau nuclear envelope.
Pada bagian-bagian Retikulum Endoplasma tertentu, terdapat ribuan ribosom atau ribosome. Ribosom merupakan tempat dimana proses pembentukan protein terjadi di dalam sel. Bagian ini disebut dengan Retikulum Endoplasma Kasar atau Rough Endoplasmic Reticulum. Kegunaan daripada Retikulum Endoplasma Kasar adalah untuk mengisolir dan membawa protein tersebut ke bagian-bagian sel lainnya. Kebanyakan protein tersebut tidak diperlukan sel dalam jumlah banyak dan biasanya akan dikeluarkan dari sel. Contoh protein tersebut adalah enzim dan hormon.
Sedangkan bagian-bagian Retikulum Endoplasma yang tidak diselimuti oleh ribosom disebut Retikulum Endoplasma Halus atau Smooth Endoplasmic Reticulum. Kegunaannya adalah untuk membentuk lemak dan steroid. Sel-sel yang sebagian besar terdiri dari Retikulum Endoplasma Halus terdapat di beberapa organ seperti hati.
Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).
Pengertian lain menyebutkan bahwa RE sebagai perluasan membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih atau lubang seperti tabung di dalam sitoplsma.
Lubang/saluran tersebut berfungsi membantu gerakan substansi-substansi dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya.
Ada tiga jenis retikulum endoplasma:
RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein. RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel. RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.
RE halus berfungsi dalam berbagai macam proses metabolisme, trmasuk sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan menawarkan obat dan racun
"RE berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat di dalam sel itu sendiri"
Jaring-jaring endoplasma adalah jaringan keping kecil-kecil yang tersebar bebas di antara selaput selaput di seluruh sitoplasma dan membentuk saluran pengangkut bahan. Jaring-jaring ini biasanya berhubungan dengan ribosom (titik-titik merah) yang terdiri dari protein dan asam nukleat, atau RNA. Partikel-partikel tadi mensintesis protein serta menerima perintah melalui RNA tersebut (Time Life, 1984).
Jadi fungsi RE adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel dengan sitoplasma.

Fungsi Retikulum Endoplasma
Menjadi tempat penyimpan Calcium, bila sel berkontraksi maka calcium akan dikeluarkan dari RE dan menuju ke sitosol
Memodifikasi protein yang disintesis oleh ribosom untuk disalurkan ke kompleks golgi dan akhirnya dikeluarkan dari sel.
(RE kasar)
Mensintesis lemak dan kolesterol, ini terjadi di hati
(RE kasar dan RE halus)
racun (detoksifikasi) misalnya RE yang ada di dalam sel-sel hati.
Transportasi molekul-molekul dan bagian sel yang satu ke bagian sel yang lain (RE kasar dan RE halus)

Jangan lupa wahai saudara aku

Nabi Muhammad (SAW) mendakwahkan Islam selama dua puluh tiga tahun dibawah keadaan yang amat sangat sulit. Tibalah saatnya Allah (SWT) berkehendak untuk menganugerahkan buah atas ketulusan usaha dakwah yang telah beliau lakukan. Rasulullah (SAW) melaksanakan ibadah haji yang terakhir pada tahun ke 10 Hijriyah dengan diikuti oleh 124,000 (seratus dua puluh empat ribu) Mukmin. Beliau (SAW) menyampaikan khutbah bersejarah di padang Arafah pada hari ke-9 bulan Dzulhijah, sambil berdiri di Jabal Rahmah, menjelang waktu shalat Dzuhur. Bilal (RA) dan Rabiah bin Khalaf mengulangi kalimat-kalimat Rasulullah (SAW) untuk para jamaah yang berada jauh dari tempat berdiri Rasulullah (SAW).

Beliau (SAW) berwasiat, "Perhatikanlah dengan seksama yang aku sampaikan kepadamu, sebab mungkin saja hari ini adalah kali terakhir pertemuanku dengan kalian semua di tempat ini. Jika kalian semua takut kepada Allah (SWT) dan mentaati Allah (SWT), Dia akan memelihara keselamatan hidupmu, harta-bendamu, dan kehormatanmu sampai tiba saatnya Dia memanggilmu kembali kepada-Nya."

Sampai disini, Nabi (SAW) bertanya kepada para jamaah, “Sudahkah aku tunaikan tugasku sebagai pembawa risalah kepada kalian? Wahai Allah, sudahkah aku tunaikan tugas yang telah Engkau amanatkan kepadaku?” Semua yang hadir serentak menjawab, “Kami bersaksi bahwasanya engkau telah menunaikan tugas risalahmu kepada kami.”

Rasulullah (SAW) melanjutkan, "Lakukan apa yang aku wasiatkan kepada kalian. Aku minta kalian mengembalikan harta orang-orang yang dititipkan kepadamu dalam bentuk aslinya dan janganlah kalian secara sengaja mengkhianati amanat yang diserahkan kepada kalian. Janganlah kalian memberlakukan riba. Islam mengharamkan pungutan riba (bunga) yang dikenakan atas beda waktu pembayaran. Namun tidak mengapa bagi kalian untuk menerima pengembalian nilai pokoknya.

Hanyalah riba yang diharamkan oleh Allah (SWT). Maka dari itu, aku tegaskan disini bahwa riba yang seharusnya diterima oleh pamanku Abbas (RA) ditiadakan dan menjadi kosong nilainya.”
“Camkanlah! Bahwa jika seseorang membunuh orang lain, maka si pembunuh haruslah diganjar hukuman mati. Namun, bila pembunuhan itu terjadi tanpa kesengajaan (berniat untuk) membunuh maka si pembunuh wajib membayar denda sejumlah seratus ekor onta.

Beliau (SAW) melanjutkan, "Setan menjadi sangat berang mengetahui bahwa tak seorangpun yang tersisa lagi di tanah kalian, yang bersedia mendengar bisikannya, apalagi bersedia mengikuti ajakannya. Namun janganlah kalian lupa, setan akan selalu membuntuti kalian sepanjang waktu. Setan akan selalu berusaha membelokkan jalanmu menuju arah yang melalaikan. Setan tahu persis bahwa dirinya tak dapat mengacaukan urusan-urusan agama kalian. Sungguhpun demikian, setan akan berusaha mengacaukan kalian melalui urusan kalian di bidang lain, dalam wujud bid’ah (hal-hal baru). Maka kalian sendirilah yang harus selalu waspada untuk melindungi diri kalian sendiri dari setan. Bahkan kalian harus tetap waspada dalam urusan sekecil apapun, agar setan tak berpeluang melibatkan dirinya didalam urusanmu yang sepele, dalam rangka menghancurkan pijakan kalian dalam beragama."

"Dengarlah, jangan berusaha memasukkan bulan biasa kedalam bulan suci. Hal itu tergolong bid’ah. Bulan-bulan Islam adalah sebagaimana yang telah Allah (SWT) sebutkan didalam Al-Quran. Ada dua-belas bulan didalam satu tahun, empat diantaranya adalah bulan-bulan suci, yakni bulan Rajab, Dzulqa’idah, Dzulhijah dan Muharram."

"Sekarang, aku hendak menasehati kamu semua perihal perempuan (istri-istri)-mu. Mereka mempunyai hak atas diri kalian dan kalian pun memiliki hak atas mereka. Menjadi tugas kalianlah untuk melindungi kehormatan kalian dan tidak mengijinkan masuk ke dalam rumahmu orang-orang yang tak kamu sukai. Bilamana istri-istrimu tidak seksama dalam memenuhi kewajiban mereka terhadapmu, diperbolehkan bagimu memukulnya secara perlahan, bukan pukulan keras yang menyakitinya. Dan bila mereka telah memenuhi kewajibannya terhadap kalian secara patut, kalian wajib mencukupi mereka dengan makanan yang baik dan pakaian yang pantas. Aku nasehatkan kepada kalian, berlakulah lemah-lembut terhadap istri-istri kalian dan berbaik-hatilah serta penuh kasih-sayang terhadap mereka. Mereka adalah amanat Allah (SWT) kepada dirimu dan kamu diijinkan menikahi mereka sesuai dengan aturan yang telah ditetapkan oleh Allah (SWT). Sekali lagi aku tegaskan, berhati-hatilah terhadap Allah (SWT) dan berlaku lembutlah terhadap istri-istri kalian. "

Sampai disini, Nabi (SAW) bertanya,” Sudahkah aku tunaikan tugasku sebagai pembawa risalah kepada kalian? Wahai Allah, sudahkah aku tunaikan tugas yang telah Engkau amanatkan kepadaku?” Semua yang hadir pun serentak menjawab, “Kami bersaksi bahwasanya engkau telah menunaikan tugas risalahmu kepada kami.”

Beliau pun melanjutkan, "Simaklah baik-baik. Setiap Mukmin bersaudara sutu dengan yang lain didalam Islam. Berlakulah saling menghormati dan melindungi harta sesama kalian. Seorang mukmin diharamkan mengambil harta yang lain tanpa meminta ijin terlebih dahulu kepada pemiliknya. Perhatikanlah, janganlah kalian saling bunuh-membunuh sepeninggalku. Berpegang-teguhlah kalian semua pada tali Ukhuwah Islamiyah. Aku harus meninggalkan dunia ini, dan aku tinggalkan kepada kalian Kitabullah (Al-Qur’an) dan Sunnahku sebagai pedoman bagi kalian. Dengan berpegang pada keduanya maka kalian tidak akan tersesat.

"Dengarlah, Tuhan kalian adalah satu dan leluhur kalian pun satu. Kalian semua adalah anak-cucu Adam (AS). Sedangkan Adam (AS) telah diciptakan-Nya dari tanah. Maka, kalian semua pun juga sama-sama berasal dari tanah, maka tak seorang pun dari kalian lebih unggul/utama dari pada yang lain. Sesungguhnya, yang lebih utama diantara kalian dalam pandangan Allah (SWT) adalah yang paling taqwa kepada-Nya. Dengan demikian tak seorang Arab pun yang boleh mengaku bahwa dirinya lebih utama daripada yang bukan orang Arab. Keutamaan seseorang diukur dari ketaatannya dan besarnya rasa takutnya kepada Tuhan."

Sampai disini Rasulullah (SAW) kembali mengulang pertanyaan yang sama, apakah beliau telah menyampaikan risalah kepada mereka, dan para jamaah pun serempak memberikan jawaban yang sama pula, bahwa beliau (SAW) telah menyampaikan semuanya kepada mereka.

Selanjutnya, Nabi (SAW) menambahkan, "Aku minta kepada kalian yang hari ini menyimak pesan-pesanku agar menyampaikan pesan-pesan ini kepada mereka yang pada hari ini tidak hadir disini, dengan demikian maka pesan-pesanku ini akan sampai kepada seluruh Ummat Muslim.” “Wahai saudara-saudaraku dalam Islam yang kucintai, Allah (SWT) telah menetapkan bagian warisan yang berhak diterima oleh setiap ahli waris. Maka, janganlah kalian membuat wasiat untuk bagian orang lain yang lebih besar dari bagian yang diterima oleh para ahli waris, yang mana Allah (SWT) telah menetapkan besarannya. Jika kamu ingin mewasiatkan harta kepada seorang asing, yang bisa saja tak memiliki hubungan kekerabatan dengan mu, janganlah bagian untuknya melebihi dari sepertiga dari nilai harta (warisan)-mu."

Rasulullah (SAW) menutup khutbah beliau dengan Assalaamu’alaikum (semoga Allah (SWT) melimpahkan keselamatan, kedamaian, kesejahteraan atas diri kamu sekalian). Sesudah Rasulullah (SAW) menutup khutbah beliau, Allah (SWT) pun menurunkan wahyu-Nya. Wahyu itu adalah ayat ke-3 dari Surah Al-Ma'idah,

Pada hari ini telah Kusempurnakan untuk kamu agamamu, dan telah Ku-cukupkan kepadamu ni’mat-Ku, dan telah Ku-ridhai Islam itu jadi agama bagimu.

Ibnu Umar (RA) meriwayatkan bahwa, manakala Umar bin Khattab (RA) mendengarkan ayat ini, ia langsung bercucuran air-mata. Hadirin yang lainpun bertanya kepadanya, “Apa yang membuatmu menangis? Umar (RA) menjawab, "Setelah puncak dilalui, niscaya lembah akan didapati." (Bukhari)
Kaum Yahudi berkata kepada Umar (RA) , "Andaikan Al-Ma'idah ayat-3 telah diturunkan kepada Yahudi, niscaya pada hari itu Yahudi pasti telah merayakan sebuah Hari Raya." Maka, berkata Umar (RA) kepada mereka,"Aku mengetahui bahwa ayat itu diwahyukan kepada Muhammad (SAW) pada hari Arafah di Padang Arafah, yang juga bertepatan dengan hari Jum’at.