sitologi

SITOLOGI
Sitologi berasal dari akar kata cytos yang artinya cel dan logos artinya
ilmu pengetahuan. Jadi sitologi berarti ilmu yang mempelajari tentang sel.
Definisi sel adalah sel merupakan unit struktural yang terkecil dari mahluk
hidup yang terdiri dari segumpal protoplasma dan inti sel. Selanjutnya seiring
dengan perkembangan ilmu pengetahuan sehingga pada tahun 1930
ditemukan mikroskop elektron. Definisi sel selanjutnya berbunyi “ Sel adalah
merupakan unit struktural dan fungsional yang terkecil yang mampu hidup di
dalam suatu lingkungan yang mati “.
Tanda-tanda sel itu hidup ada beberapa kriteria antara lain:
1. Sel dapat bersifat iritabel, artinya sel dapat menujukkan respon
terhadap stimuli baik secara kimiawi maupun listrik. Contohnya adalah
sel saraf dan sel otot.
2. Sel dapat bersifat konduktivitas, artinya sel mampu meneruskan
rangsangan. Contohnya sel saraf dan sel otot.
3. Sel dapat bersifat kontraktivitas, artinya sel dapat memendekkan
protoplasma ke satu arah (terlihat saat pembelahan sel)
4. Sel dapat bersifat absorbsi, sifat ini dapat dimiliki oleh semua jenis sel.
5. Sel mempunyai sifat sekresi, sifat ini paling baik dimuliki oleh sel-sel
kelenjar, selain itu juga mempunyai sifat ekskresi. Contoh sel yang
kurang/tidak mempunyai sifat ini adalah sel otot dan sel saraf.
6. Sel mempunyai kemampuan respirasi, artinya sel mempunyai
kemampuan menangkap oksigen untuk kebutuhan metabolisme di
dalam sel.
7. Sel mempunyai sifat pertumbuhan dan perbanyakan, perbanyakan sel
berarti dapat membelah diri dan selama perkembangannya dapat
menjadi banyak bentuk sifat ini disebut multipoten. Contoh sel yang
bersifat multipoten adalah sel mesenchym yang pada akhirnya
mengalami defrensiasi artinya sel tersebut telah menuju suatu proses
spesialisasi dan bertambah besar.
Kegiatan/perubahan-perubahan yang terjadi pada protoplasma/sitosol dapat
terlihat secara langsung pada mahluk bersel satu, tapi pada mahluk tingkat
tinggi hal tersebut sulit dilihat, hal ini dikarenakan sel tersebut mengalami
spesialisasi sel.
Akibat spesialisasi sel maka terjadi antara lain:
1. Terjadi hubungan yang erat antara bentuk dan fungsinya.
2. Bagian-bagian tubuh menjadi tergantung satu dengan yang lainnya.
3. Hilangnya potensi sel, artinya hilangnya kemampuan sel untuk berubah
bantuk.
Di alam semesta ini kita mengenal 2 jenis sel bila dilihat struktur selnya (inti
sel) yaitu :
1. Sel prokariota, tipe sel ini mempunyai inti tidak sejati atau tidak
mempunyai inti. Di dalam inti sel tidak ada/ada bagian-bagian sel
yang tidak jelas. Tipe sel ini dapat dijumpai pada sel bakteri atau
4
sel darah merah (erytrocyt). Sel Prokariota mempunyai struktur
internal yang sangat sederhana seperti:
• Tidak mempunyai organel yang terbungkus membran.
• Tidak mempunyai inti sel yang terbungkus membran.
• Struktur DNA tidak membentuk komplek dengan Histon
2. Sel Eukariota, sel ini mempunyai inti sel sejati. Contoh sel tanaman,
sel mahluk hidup tingkat tinggi. Inti sel eukariota di dalamnya
dijumpai:
• Chromatin: merupakan serabut-serabut DNA yang secara erat
terikat dengan histon.
Jadi pada hewan tingkat tinggi di dalam tubuhnya terdapat tiga jenis sel
yaitu:
1. Sel-sel yang sudah ada sejak lahir. Sel seperti ini sudah mempunyai
spesialisasi yang sangat tinggi dan semakin bertambahnya umur maka
jumlahnya juga makin berkurang. Jenis sel-sel seperti ini dijumpai pada
sel-sel otak, sel-sel ovum.
2. Sel-sel yang dalam perkembangan selanjutnya akan mengalami proses
defrensiasi secara bertahap dan kontinyu, namun setelah sel tersebut
sudah mencapai umur tertentu maka sel itu akan dilepaskan dari
tubuh. Contoh, sel epitel pada saluran cerna, epitel vesica urinaria, sel
epitel kulit.
3. Ada juga sel-sel yang sudah mengalami spesialisasi tinggi, tapi dalam
keadaan tertentu dapat menjadi muda lagi. Contoh sel-sel pada organ
hati, sel-sel organ kelenjar.
MORFOLOGI SEL
Pada mahluk tingkat tinggi terdapat berjuta-juta sel yang berbeda
bentuk, ukuran, isi sel, dan afinitasnya terhadap berbagai macam zat warna.
5
Pada sel yang masih hidup aktivitas isi sel (sitoplasma) tidaklah tetap
melainkan selalu berubah-ubah sesuai dengan aktivitas sel tersebut,
Ukuran sel tidaklah tetap juga tergantung dari aktivitas sel saat itu, sel yang
aktif atau sel yang sedang istirahat (stadium interpase) berbeda ukurannya
maupun bentuknya. Namun demikian sudah ada patokan rentang besarang
ukurannya, misal: sel eritrosit ( 3 – 20 mikron ), sel leukosit ( 8 – 20 mikron ),
sel ovum mamalia ( 100 – 150 mikron ), sel otot polos panjangnya ( 15 – 200
mikron ).
SITOPLASMA
Sitoplasma umumnya terlihat homogen tapi pada beberapa daerah ada
terlihat granuler, fibriler atau vakuoler. Sitoplasma sebenarnya mengandung
berbagai bangunan kecil yang fungsinya berbeda-beda pula, hal inilah yang
menujukkan perbedaan penampilan sitoplasmanya pada saat pengecatan sel.
Perbedaan penampilan ini dikarenakan dikarenakan variasi jumlah dan jenis
organel yang terkandung di dalam sitoplasma.
Pada sel hidup istilah cytoplasmic matrix juga disebut hyaloplasmic.
Hyaloplasma berdasarkan komposisi penyusun dan kepekatan (struktur)
yaitu:
1) Ektoplasma : terletak di bagian perifir dari sitoplasma (dekat dengan
membran sel), mempunyai konsistensi kekentalan yang sangat pekat
berbentuk gel ( jel ). Pada cairan ini tidak dijumpai/bebas dengan adanya
organel-organel sel maupun benda-benda inklusi, selain itu cairan ini
mempunyai sifat tiksotropi artinya cairan tersebut dapat berubah
konsistensinya menjadi lebih pekat daripada gel yang disebut sol.
Konsistensi seperti sol ini sifatnya revelsibel. Perubahan tiksotropi ini
terjadi apabila sel tersebut terkena pengaruh mekanik dari luar sel. Contoh
sel yang mempunyai kemampuan tiksotropi yang tinggi adalah sel amuba,
sel-sel yang mempuyai sifat fagositik ( leukosit, makrofag, sel RES, gian
cel, plasma sel, dll. ).
2) Endoplasma : letaknya ada di sebelah dalam dari ektoplasma. Cairan ini
mempunyai sifat konsistensi lebih cair dibandingkan dengan gel tapi lebih
pekat daripada air, selain itu cairan ini tidak mempunyai sifat tiksotropi.
Cairan ini mengandung/dijumpai adanya organel-organel sel dan
cytoplasmic inclution. Organel-organel ini disebut organoid ( organelles ).
Jadi organoid tidak lain adalah merupakan benda-benda kecil yang tetap
berada di dalam sel dan terorganisasi yang mempunyai fungsi spesifik
untuk proses metabolisme dalam mengatur kelangsungan kehidupan sel.
6
Organel-organel tersebut dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:
A. Organella yang terbentuk dari membran (mempunyai membran)
1) Membran sel
Pada sel hewan dinding sel disebut dengan membran sel kerena
komposisi penyusunnya sebagian besar berupa lipid. Membran sel ini
disebut juga dengan istilah membran plasma / plasmalemma.
Beberapa peneliti (buku) plasmalemma tidak digolongkan ke dalam
organoid, namun ada juga beberapa peneliti memasukkan ke dalam
golongan organoid, hal ini dilihat dari strutur dan fungsinga yakni
berperan pada saat pembelahan sel, regenerasi sel, dan penyerapan
zat. Penyerapan/masuknya zat berupa cairan ke dalam sel disebut
pinositosis dan masuknya materi berupa benda sifatnya tetap disebut
fagosistosis.
Sifat-sifat membran sel antara lain:
• Mempunyai permiabilitas yang sangat tinggi
• Tersusun dari 3 komponen :1) lipid ( phospolipid, glikolipid,
cholesterol) 2) protein ( proteni integral, protein periferal ) 3)
karbohidrat ( karbohidrat dapat terikat dengan protein
maupun lipid ).
EKSOSITOSIS
E
NDOSI
T
OSI
S
7
• Mempunyai kemampuan untuk mengontrol terhadap keluar
masuknya informasi dari maupun ke dalam sel
• Mempunyai active site untuk proses transformasi energi
Membran sel terlalu tipis untuk dilihat dengan mikroskop cahaya
karena membran sel mempunyai ketebalan antara 8 – 10 nm. Dengan
ketebalan tersebut tidak tampak pada pemeriksaan mikroskop kecuali
potongannya sedikit miring, namun dengan mikroskop elektron
membran sel mudah terlihat. Dengan menggunakan mikroskop
elektron ternyata membran sel terlihat 3 lapis, hal ini sesuai dengan
prinsip mikroskop elektron apa bila materi itu padat elektron akan
terlihat gelap sedangkan bila kurang padat elektron terlihat terang.
Karena terlihat seperti tersusun 3 lapis maka disebut juga tri laminar
membran yakni pada bagian luar yang tersusun oleh lipid yang
kepekatan elektronnya lebih tinggi maka akan terlihat gelap, pada
bgian tengah kepadatan elektronnya rendah terlihat lebih terang, dan
pada bagian dalam tersusun juga oleh lipid maka terlihat pula belap.
Dengan seiring perkembangan ilmu pengetahuan ternyata membran
sel dapat dipisahkan dengan zat ditergen. Hasil pemisahan tersebut
ternyata membran sel terdiri dari dua lapis rantai lipid yaitu asam
lemak rantai panjang tidak jenuh (lipid acid ansaturated) dan protein.
Phospolipid struktur molekulnya ada yang bersifat polar (dapat dilalui
air) yang menghadap keluar (digambarkan sebagai kepala) dan satu
lagi bersifat non-polar (tidak dapat ditembus air) yang berada di
sebelah bawahnya (digambarkan sebagai ekor). Lapisan lipid yang
satunya (di bawah) letaknya terbalik yakni non-polar menghadap ke
luar (atas) dan gugus polar menghadap ke dalam (bawah). Teori ini
yang sampai kini diyakini kebenarannya yaitu teori Bilayer Lipid. Jadi
sifat hydrophylic ada disebelah luar (karena gugus polar dari
phospolipid) dan sifat hydrophobic ada disebelah dalam (karena gugus
nonpolar dari rantai hidrokarbon) ini terdapat pada membran bagian
luar sedangkan membran bagian dalam posisinya terbalik.
Protein membran berfungsi sebagai:
- sebagai pompa ion
- sebagai ion cenel (pintu gerbang)
- sebagai enzim
- sebagai reseptor
- sebagai perekat/penghubung antar sel
Gugus karbohidrat terikat pada protein/lipid yang menonjol ke
permukaan sel disebut glikokalik (extrinsic cell coat), karbohidrat
berperan untuk membantu protein dalam kemampuannya untuk
mengenal sesuatu, sehingga cell coat tersebut berfungsi sel menjadi
bersifat selektif dan permiabel, sifat spesifik, dan sifat adhesif
(melekat)
GAMBAR: foto mikroskop elektron membran sel
8
2) Retikulum Endoplasmik
Retikulum endoplasmik terdapat dua bentuk yang berbeda baik
struktur maupun fungsinya yakni yang berbentuk butiran-butiran kasar
disebut Rough endoplasmik retikulum (RER) dan satunya lagi
berbentuk buluh/gelembung disebut smooth endoplasmik (SER) berupa
butiran halus. Smooth endoplsmik dapat juga berbentuk gelembung
pipih (cysternae) yang membentuk suatu jalinan disebut retikulum.
Perkembangan teori terkhir ternyata retikulum endoplasmik dianggap
sebagai proliferasi dari kerioteka interna (membran inti bagian luar).
Dengan pengecatan HE akan memberikan kesan warna biru/violet
(sifat basa) sehingga disebut juga komponen basofil sitoplasma, ini
terlihat jelas pada sel-sel otot (disebut ergastoplasma) selain itu juga
terlahat jelas pada sel kelenjar. Pada sel saraf retikulum endoplasmik
9
disebut benda-benda Nissl. Rough Endoplasmik retikulum (RER)
diidentikkan dengan ribosoma.
RIBOSOMA :
Ribosoma mersifat basofil, sehingga sitoplasma menjadi bersifat
basofil karena begitu banyaknya jumlah ribosom di dalam sitoplasma.
Ribosoma merupakan pusat pembentukan protein. Robosoma
merupakan tempat untuk merangkai asam-asam amino menjadi
peptida atau protein. Dengan mikroskop elektron ukuran ribosoma
berkisar antara 10 – 20 nm dengan komposisi RNA sebanyak 60 % dan
protein sebanyak 40 %, karena komposisi inilah yang menyebabkan
ribosom bersifat basopilik. Ribosom pada mamalia mempunyai
koefisien sedimen (kecepatan dalam pengendapan) sebesar 80S
(satuan Swedberg) butiran besar dari ribosom satuan sedimennya
sebesar 60S dan butiran becil sebesar 40S. Pada proses pembentukan
protein ribosom melekat pada mRNA
Gambar:
10
SER tersusun berupan gelembung-gelembung pipih berupa lembaranlembaran
dengan permukaan yang halus tanpa adanya ribosom
(bentuk vesikuler), dari jalinan-jalinan tersebut terbentuklah vesikel
yang mengangkut bahan-bahan untuk disintesis di RER dan
selanjutnya diteruskan ke Golgi komplek.
Jumlah SER untuk setiap jenis sel tidak sama, hal in penting fungsinya
untuk menghasilkan sekret baik itu berupa hormon maupun
nonhormon, misal,
- biosintesis hormon steroid/testosteron oleh sel Leydig
- biosintesis hormon progesteron oleh sel-sel korpus luteum
- sintesis lipid/detoksifikasi oleh sel-sel hati (hepatocyt)
- biosistesis hormon glukagon oleh sel-sel pankreas, hormon ini
berfungsi merangsang terbentuknya membran baru
(terbentuknya retikulum endoplsmik baru). Pada hati glukagon
diperlukan untuk perombakan glikogen menjadi glukosa.
- Pada sel-sel eptel usus berperan dalam absorbsi lipid.
- Pada otot skelet/jantung (RER disebut retikulum sarkoplasma)
yang secara aktif mengatur kadar kalsium disekitar miofibril,
sehingga berperan dalam membantu proses kontraksi otot.
Smooth Endoplasmik Retikulum (SER) mempunyai peranan yang
berbeda-beda sesuai dengan jenis selnya.
3) GOLGI KOMPLEK
Pada tahun 1889 seorang ahli saraf dari Italia bernama Camillo Golgi
menemukan organel pada sel saraf kucing dan burung dengan
menggunakan metoda pengecatan perak nitrat. Dari hasil pengamatan
11
diketahui bahwa setiap sel memiliki organel ini (golgi komplek) yang di
dalamnya mengandung lipoprotein. Beberapa buku/penulis gilgi
komplek mempunyai banyak nama seperti: Golgi Net, Aparatus
Retikularis Golgi, Internal Retikuler Apparatus.
Golgi komplek berbentuk pipih yang tersusun seperti jala, dimana pada
bagian yang memanjang pada lempeng golgi disebut saculus. Dengan
mikroskop elektron golgi komplek letaknya tidak sama untuk semua
jenis sel, misal: pada sel kelenjar terletak di atas inti (dekat inti) yakni
berbatasan dengan kutub bebas dari sel, pada sel saraf letaknya
mengelilingi inti, pada sel pankreas letaknya tidak menentu.
Perkembangan selanjutnya dimana golgi komplek yang telah kompak
(dewasa) menghadap kutub bebas dari sel, dan dari tempat ini
melepaskan butiran-butiran sekret yang disebut juga sebagai butir
Golgi ( Golgi granules) atau Vakuola Golgi atau Vesikel Pemindah.
Butir-butir tersebut pada saat dilepaskan berwarna cerah namun lama
kelamaan berubah warna menjadi gelap. Butir-butir yang telah
menjauhi Golgi disebut Butir Zymogen.
Fungsi dari Golgi Komplek adalah:
- tempat proses sintesis
- tempat pemekatan (membentuk struktur protein)
- tempat proses penambahan gugus/senyawa
- tempat penyimpanan sementara hasil produk
Fungsi ini jelas terlihat aktivitasnya pada sel-sel kelenjar maupun selsel
endokrin. Selanjutnya protein/sekrit yang dihasilkan mengalami
pengaktifan, setelah itu barulah dikeluarkan dari sel atau digunakan
sendiri oleh selnya untuk eksistensi sel
4) LISOSOMA
Dahulu organel in kurang mendapat perhatian, namun dekade terakhir
ini banyak diselidiki karena perannya yang sangat penting dalam
mempertahankan sel. Hasil penyelidikan diketahui organel lisosoma
berupa kantong-kantong kecil berdiameter antara 0,15 – 0,8 mikron, di
dalamnya mengandung ensim pencernaan bagi sel. Ensim tersebut
bersifat hidrolitik yang bekerja aktif pada situasi sedikit asam ( PH 5 ),
sehingga ensim ini disebut Hidrolisa Asam. Dengan demikian lisosoma
merupakan organel dalam sel yang berperan dalam proses
penghancuran.
Lisosoma ada 2 tipe yaitu: 1) Lisosoma primer: berisi berisi ensim
hidrolitik. 2) Lisosoma sekunder: merupakan peleburan antara lisosoma
primer dengan berbagai gelembung substrat. Lisosoma primer
berkembang yang berasal dari perkembangan dari Aparatus Golgi, dan
selanjutnya menjauhi Golgi. Heterofagosom terbentuk akibat invaginasi
membran plasma yang mengelilingi benda asing, sedangkan Vakuola
Krinofagi adalah merupakan peleburan dari gelembung sekrit yang
telah mengalami penuaan atau kerusakan dengan lisosom primer.
Lisosoma Sekunder sekrit yang ada di dalamnya dapat dikeluarkan dari
12
selaput atau masih tetap ada di dalamnya, hal ini disebut Lisosom
pembentuk pigmen lipofuksin.
Jenis ensim yang terkandung di dalamnya adalah:
• Acid phospatase
• Acid ribonuclease
• Acid deoxyribonuclease
• Cathepsin
• Peroksidase.
Ensim yang terkandung di dalam organel lisosoma dapat
memecah/menghancurkan protein, DNA, RNA, karbohidrat, dan lemak.
Sintesa ensim tersebut diduga terjadi di dalam Endoplasmik Retikulum
dan selanjutnya tersimpat dalam kantong penyimpan.
MITOKONDRIA
Mitokondria telah lama sudah diketahui oleh para ilmuan baik itu
mitokondria yang berasal dari tanaman maupun dari mahluh hidup
(eukariota). Pada tahun 1890 oleh Altman menemukan mitokondria
sebagai butiran-butiran kecil seperti benang dan dapat bergerak aktif
serta dapat membelah diri tanpa diikuti oleh pembelahan sel.
Pembelahan mitokondrian diperkirakan melalui pembelahan yang
sangat sederhana yakni pembelahan Amitosis.
Mitokondria mempunyai sangat bervariasi bentuknya tergantung dari
aktivitasnya, dapat berbentuk bulat, oval, dan bahkan memanjang
dengan ukuran birkisar antara 2 – 3 mikron.
Dengan mikroskop elektron mitokondria terlihat mempunyai dua
(2) lapisan membran yaitu lapisan di sebelah luar disebut outer
membran dengan ketebalan 7 nm (nanometer) dan lapisan sebelah
dalam disebut inner membran yang tebalnya 8 nm. Diantara membran
luar dan membran dalam terdapat matrik berupa cairan yang
merupakan tempat terjadinya siklus creb. Pada inner membran dapat
membentuk lipatan-lipatan ke arah dalam. Lipatan ini disebut Krista.
Kepadatan krista tergantung dari aktivitas mitokondria, kalau
aktivitsnya tinggi maka lipatan krista akan tampak lebih banyak dan
mitokondria terlihat memanjang. Pada inner membran terdapat
partikel-partikel yang mrupakan elementary unit untuk kelangsungan
proses reaksi oksidasi-reduksi, phosphrilasi oksidatif, dan proses
pembentukan ATP. Selain itu juga terdapat ion-ion anorganik sperti Ca,
P, Mg, yang berguna untuk memelihara keseimbangan ion di dalam
sel, selain itu juga terdapat ensim seperti sitokrom dan flavoprotein
yang mengandung ion Fe untuk mengatur respirasi sehingga kedua
ensim ini dikenal sebagai ensim resipirasi, selain itu juga terdapat
ensim Koensim Q dan ensim Oksidatif Fosforilase
13
Pada matrik dijumpai ensim kreb ( Krebscitric acid cycle enzymes ) dan
ensim untuk sintesis protein/lipid, selain itu juga ditemukan DNA dan
RNA untuk pembelahan sel (sebagai materi genetik). Hasil pemetaan
gen pada DNA mitokondria ternyata susunan nukleotida berbeda
dengan susunan nukleotida pada DNA inti sel, namun demikian
susunan nukleotida (mtDNA) sama persis dengan susunan nukleotida
(mtDNA) dari orang tuanya (Ibunya). Dengan adanya materi genetik
serta ensim-ensim untuk pembelahan sel ada di dalamnya maka
mitokondrian dapat mengadakan pembelahan. Pembelahan
mitokondria bersifat semiotonom, artinya dapat dikatakan mitokondria
merupakan sel lain yang hidup di dalam sel yang hidup secara
bersimbiose. Pembelahannya tidak tergantung dari informasi dari inti
sel namun untuk kelangsungan hidupnya dibawah kendali inti sel.
6) PEROKSISOM ( MIROBODIES )
Organel ini dahulu belum mendapat perhatian walaupun telah
diketemukan lewat pemeriksaan dengan elektron mikroskop berbentuk
bulat. Belakangan ini justru mendapat perhatian yang tinggi mengingat
telah diketemukan ensim yang terkandung di dalamnya. Butiranbutiran
pekat elektron.
Ensim yang terkandung di dalamnya : Katalase, hidrogen peroksida,
urat oksidase, D-aminooksidase. Fungsi organel ini mengatur
pemakaian oksigen di dalam sel, proses metabolik, proses detoksifikasi,
dan pemecahan asam lemak menjadi asetil-CoA ( sangat jelas terlihat
pada sel hati )
B. Organella yang tidak terbentuk dari membran (tidak mempunyai
membran)
Organel yang tidak terbentuk dari membran sering disebut dengan
kerangka sel (cytoskleton). Kerangka sel ini membentuk jalinan komplek
14
yang berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel, stabilitas sel, gerakan
sel (waktu pembelahan sel), dan membantu pada proses mitosis
Yang termasuk organel ini antara lain:
1. SENTRIOLA
Organel sentriola asal usulnya tidak terbentuk dari membran (tidak
mempunyai membran sel). Pada stadium interpase tampak sepasang
berbentuk granul berukuran antara 0,5 – 10 mikron. Selama memasuki
tahap mitosis sentriola dikelilingi oleh massa yang cerah disebut
Centromer. Benang-benang halus yang memancar dari centriola disebut
Aster yang merupakan /dikenal dengan Pusat Sel .
Dengan menggunakan mikroskop elektron ternyata bentuk sentriola
berbentuk kantong silinder tidak seperti anggapan semula berbentuk
granul. Bentukkan kantong silinder ini mempunyai diameter 150 mμ
(milimikron) dan panjang 300 – 500 mμ dengan unjung yang satu terbuka
dan ujung lainnya tertutup. Melalui penampang melintang tampak adanya
9 bangunan sub-unit yang tersusun longitudinal (paralel longitudinal) dan
tiap sub-unit memiliki 3 buluh-buluh halus yang tersusun sedemikian
rupa, sehingga pada potongan melintang tampak adanya 3 lingkaran yang
berdekatan . Bagian paling dalam disebut buluh A lalu buluh B dan buluh
C yang paling luar. Buluh A dari 9 sub-unit memilik i jarak yang sama satu
dengan yang lainnya yang membentuk lingkaran dengan lingkaran 150 mμ
Buluh A dari sub-unit yang satu akan berhubungan dengan buluh C dari
sub-unit yang terdekat, sehingga memberika gambaran seperti roda
bergerigi, sehingga sumbu dari setiap sentriola membentuk diplosom
tersusun tegak lurus satu dengan yang lainnya. Di dalam sentriola juga
ditemukan senyawa aktin dan miosin, sehingga sentriola dapat
memanjang maupun memendek sesuai dengan aktivitasnya.
2. MIKROTUBULUS
Mikrotubulus microtubules mempunyai nama lain adalah Cytoplasmic
microtubules. Pada stadium interpase sangat sedikit dan berperan sebagai
kerangka sel, sehingga dapat mempertahankan bentuk sel (sel erytrocyt).
Pendapat lain menyatakan bahwa mikrotubulus membantu dalam
perubahan bentuk sel (sel Leukocyt dan sel Makrofag). Pada stadium
mitosis mikrotubulus jumlahnya sangat banyak. Di bawah mikroskop
elektron mikrotubulus terlihat seperti tabung kecil dengan diameter 220 –
270 Amstrom dengan ketebalan dindingnya 50 – 70 Amstrom. Pada pase
mitosis terlihat dari kutub ke kutub sel atau dari kutub ke kromosom
dengan jumlah ± 12 buah dengan jarak satu dengan yang lainnya 55 – 60
Amstrom. Pada sel saraf (axon) mikrotubulus disebut juga Neurotubulus
dengan ukuran sedikit lebih besar dari pada neurofilamen yang berjalan
longitudinal. Neurotubulus berfungsi untuk pertumbuhan penjuluran sel
saraf yang sedang berkembang, begitu pula untuk membantu transport
berbagai organel dari perkarion ke tepi.
3. FILAMEN
15
Filamen merupakan komponen dari fibril yang mempunyai ukuran jauh
lebih kecil. Filamen yang terdapat pada sel mempunyai diameter 30 – 60
Amstrom. Pada sel kulit (daerah epidermis ) filamen membentuk tonofibril
yang merupakan bahan pembentuk keratin. Fungsi utama filamen adalah
untuk kontraksi sel, ini jelas terlihat pada sel otot, tapi pada sel yang
lainnya (bukan sel otot) fungsinya belum jelas. Sementara ini diduga
filamen membantu dalam perpindahan/memindahkan komponenkomponen
sitoplasmik. Letaknya tersebar di dalam sitosol oelh karena itu
para ahli juga menduga juga dapat berfungsi sebagai penyokong sel
(cytoskeleton)
C. CYTOPLASMIC INCLUSION
Cytoplasmik inklusi mempunyai nama lain yaitu Paraplasma. Paraplasma
bersifat sementara, artinya bangunan ini berada di dalam sel hanya
sementara dan akan dikeluarkan dari sel pada saat-saat tertentu atau
dirombah menjadi bentuk lain, bentukan ini merupakan benda yang
sifatnya mati/senyawa, misal yang berupa cadangan ( lemak, glikogen),
berupa pigmen ( melanin, hemosiderin), atau berupa granul-granul
sekretorik ( yang isinya dapat berupa protein/ensim, hormon). Paraplasma
tidak dijumpai pada semua sel, tapi hanya ada pada sel-sel tertentu saja.
NUKLEUS
Nukleus atau inti sel dianggap sebagai pusat pengatur aktivitas sel,
sedangkan di stoplasma merupakan tempat matabolisme sel berlangsung.
Bentuk inti umumnya berbentuk mendekati bulat, tapi pada sel neutrofil
(polinuklier) intinya terlihat bergelambir. Sebenarnya bagian lobus satu
dengan lobus inti lainnya dihubungkan oleh selaput penghubung tipis,
sehingga pada saat pengecatan kadang penghubung ini tidak tercat dan
akhirnya inti sel terlihat lebih dari satu (polinuklier)
Untuk melihat bagian-bagian sel yang terkandung di dalamnya akan terlihat
bila sel berada dalam stadium interpase (istirahat).
16
Hal-hal yang tampak umumnya adalah:
1. MEMBRAN INTI
Dinding inti terdiri dari dua lapis, antara lapis yang satu dengan lapis
lainnya terdapat ruang antara yang berisi bahan amorf dan berjarak 40 –
70 nm (nanometer). Lapisan tersebut adalah: a) karioteka eksterna, b)
ruang perinuklier, c) karioteka interna.
Ruangan yang terbentuk dari dua lapis tersebut disebut dengan istilah
Sisterna Perinuklier. Kedua karioteka (membran) mempunyai kepadatan
elektron yang berbeda yakni karioteka eksterna (membran bagian luar
dengat dengan sitoplasma) kurang padat elektron dan pada pada lapis ini
banyak diketemukan ribosum yang melekat dan endoplasmik retikulum.
Pada karioteka interna di bagian dalamnya terdapat polipeptida yang
merupakan tempat pertautan dari kromatin. Membran inti terdapat poripori
yang mempunyai diameter 300 – 1000 Angstrom dengan jarak antara
0,1 – 0,2 mikron. Penelitian lebih jauh, diketehui lubang/pori tersebut
dilapisi oleh selaput yang sangat tipis berupa chenel material berbentuk
filamen. Filamen ini diperkirakan berfungsi mirip sebagai diafragma.
2. NUKLEOLUS
Nukleolus disebut juga Plasmosum. Plasmosum bentuknya bulat berjumlah
1 – 4. Nukleolus di dalam inti dapat bergerak, oleh karena itu sel yang
mempunyai nukleolus lebih dari satu ( sel hati ) kadang terlihat di bawah
mikroskop hanya satu atau dua, hal ini karena pergerakan nukleulus yang
posisinya kebetulan sejajar/berhimpitan. Nukleolus kaya akan RNA, DNA,
dan protein, hal ini dikarenakan di da;am nukleolus merupakan tempat
materi genetik (Gen)/DNA. Dengan menggunakan mikroskop elektron
nukleolus terlihat ada 3 zona yaitu: 1) pars Granulosa, 2) pars Fibrosa,
dan 3) Pars Kromosomal. Pars Granulosa dan Pars Fibrosa kaya dengan
Ribonukleoprotein yang merupakan prekursor ribosum yang akan
dibentuk, sedangkan pars Kromosomal kaya dengan DNA.
RNA-ribosomal (rRNA) di daerah pars kromosomal diubah dan disimpan
sementara di daerah pars Fibrosa dan selanjutnya diteruskan ke pars
Granulosa sebelum akhirnya dilepaskan ke dalam sitoplasma.
3. KROMATIN
Kromatin mudah diwarnai dengan pengecatan HE yang tampak berwarna
ungu (basofil). Kromatin di dalam inti letaknya menyebar. Dari
peyebarannya dapat dikelompokkan menjadi 3 daerah yaitu:
• Kromatin tepi: berupa granul-granul di sekitar karioteka interna
• Lempeng-lempeng kromatin: letaknya tersebar di antara dinding
inti dan nukleolus
• Kromatin pembungkus nukleolus: letaknya mengelilingi nukleolus
Pada pembelahan sel (stadium interfase) kromatin berkumpul membentuk
benang-benang halus yang disebut KROMOSOM. Tapi ada juga kromatin
yang tidak tampak pada stadium ini dan masih merupakan bagian dari
kromosom disebut EUKROMATIN. Istilah Heterokromatin tidak lain
merupakan kromatin dari segmen kromosom berupa benang-benang halus
yang tampak selama stadium interpase. Belakangan diketemukan
17
kromatin kelamin yang tidak lain dalah kromatin sex atau Barr Bodies
tampak berupa granul-granul basofilik terletak dekat dengan nukleolus,
kromatin ini diduga merupakan peleburan dari hetrokromatin yang berasal
dari dua kromosom-X. Terlihat jelas pada sel soma dari individu betina.
4. KARIOLIMFE
Kariolimfe disebut juga Nukleuplasma yang berupa cairan proyein dengan
konsistensi lebih pekat bila dibandingkan sitoplasma. Apa bila inti
mengalami kelainan/perubahan berupa: kariopiknosis, karioreksis, dan
kariolisis itu merupakan pertanda bahwa seltersebut telah mengalami
kalainan patologik.
REPIKLASI GEN
Replikasi gen adalah merupakan perbanyakan/dupliksi gen, kejadian ini
ditemukan pada saan pembelamah sel baik itu pembelahan mitosis maupun
pembelahan meiosis. Peneliti mayakini bahwa pada kromosom terdapat gengen
pembawa informasi genetik. Pada saat itu belum banyak diketahui bagai
mana bentuk gen itu. Kemudian pada tahun 1928 seorang akhli mikrobiologi
berkebangsaan Inggris bernama Griffith. Dengan menggunakan bakteri
Diplococcus pneumonia meneliti tentang materi genetik bakteri tersebut,
kesimpulan yang didapat adalah pembawa informasi genetik adalah DNA.
Penelitian berikutnya dilakukan oleh Oswold Avery pada tahun 1944 di Institut
Rokefeller New York dengan menggunakan bakteri yang sama tapi dengan
metoda yang berbeda (lebih canggih) yaitu bakteri strain patogen diambil
materi genetiknya lalu dimurnikan dan akhirnya dimasukkan ke dalam sel
bakteri nonpatogen, hasilnya bakteri nonpatogen itu menjadi patogen,
dengan demikian diyankni pembawa informasi genetik itu adalah DNA.
Sampai disini disepakati bahwa Gen itu adalah: bagian atau segmen dari DNA
yang berperan sebagai pembawa informasi gentik melalui pembentukan
secara tidak langsung molekul-molekul protein. Kemudian timbul pertanyaan
bagaimanakah bentuk DNA itu, ini belum bisa dijawab. Kemudian tahun 1953
oleh James D. Watson dan Francis Crick dapat menjawab pertanyaat tersebut
yang terkenal dengan sebutan Postulat Watson and Crick yaitu:
1. Struktur DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang berbentuk helix
berputar ke kanan melingkari satu sumbu membentuk helix berganda.
2. kedua rantai berpasangan satu dengan yang lainnya dalam posisi anti
paralel dan arah rantai yang satu dengan rantai yang lainnya berlawanan
arah.
3. kedua rantai helix melingkar tersebut sedemikian rupa sehingga keduanya
tidak dapat dipisahkan kecuali dengan perlakuan.
4. Gugus-gugus basa purin dan pirimidin dari kedua rantai terletak di bagian
dalam dan basa-basa dari rantai pertama berpasangan dengan basa-basa
dari rantai kedua.
5. Basa-basa tersebut berpasangan sedemikian rupa sehingga basa Adenin
(A) berpasangan dengan Timin (T) dan Guanin (G) berpasangan dengan
Citosin (C).
18
6. Pasangan-pasangan tersebut terjadi karena adanya ikatan hidrogen antara
basa dari rantai pertama dengan rantai kedua.
7. Pasangan basa pada rantai yang satu dengan rantai kedua merupakan
pasangan kompementer.
Setelah diketahui postulat ini barulah perkembangan di bidang sel sangat
maju, bahkan dapat menggunakan DNA untuk melacak penyakit-penyakit
keturunan dan sekaligus dapat memperbaiki kelainan DNA yang mengalami
kelainan tersebut.
PERTUMBUHAN DAN PEMBELAHAN SEL
Pertumbuhan sel adalah hasil sintesis biokimiawi dari protoplasma,
disini terjadi penambahan jumlah protoplasma pada sel. Replikasi gen tidak
lain adalah duplikasi DNA yang berlangsung pada stadium interpase. DNA
berperan aktif dalam menentukan kehidupan dan arah sel dan dari DNA dapat
disintesa RNA dan pada akhirnya dibentuk protein.
Pembelahan sel melalui 3 cara yaitu:
1. Pembelahan Amitosis
2. Pembelahan Mitosis
3. Pembelahan Miosis
PEMBELAHAN AMITOSIS
Pembelahan amitosis disebut juga pembelahan secara langsung
( direct cell division ).
Pembelahan secara amitosis berlangsung sangat sederhana dan dalam waktu
yang sangat singkat. Pembelahan dimulai dari pembelahan inti kemudian
19
diikuti oleh pembagian sitoplasmanya. Cara pembelahan amitosis tidak diikuti
dengan pembelahan/duplikasi kromosom. Pembelahan cara ini banyak
ditemukan pada binatang tingkat rendah, juga pada bakteri.
PEMBELAHAN MITOSIS
Pembelahan mitosis menghasilkan dua sel anak yang sama persis
dengan sel induk, sifat-sifat genetiknya juga sama. Ditinjau dari sitologi
modern, mitosis dipandang sebagai replikasi DNA. Proses mitosis pada
sel/organ tubuh berlangsung secara kontinyu dengan kecepatan yang
berbeda. Perbedaan ini dipengaruhi oleh:
• Jenis kelamin
• Macam organ
• Suhu, baik suhu tubuh maupun suhu di luar tubuh
• Kondisi fisiologis individu
Menurut De Robert mitosis meliputi 5 tahap al: interpase, propase, metapase,
anapase, dan telopase.
1. PROPASE
Pada pase ini terlihat perubahan-perubahan pada inti sel dan sitoplasma.
Perubahan-perubahan yang dapat diamati adalah:
a. Inti sel membesar dan kromonemata memendek sehingga tampak
seperti benang-benag halus.
b. Sentriola membelah menjadi dua, kemudian menunju ke masingmasing
kutub sel. Dari sentriola ini keluar benang-benag halus.
c. Pada akhir stadium profase, kariotek mulai lenyap tapi belum
sempurna sehingga kromosum mulai terlihat tapi belum kompak,
kromosom terlihat agak panjang dan langsing (belum berkontraksi
sempurna)
20
2. METAPASE
Pada stadium metapase, kromosum sudah berkontraksi sempurna
(kompak) dan sudah memisahkan diri ke bidang ekuator. Pada stadium ini
tampak kromosom bergerak menuju kutub masing-masing, pada akhir
metafase membran inti sudah lenyak sama sekali.
3. ANAPASE
Pada stadium anapase terjadi pembelahan kromosom secara longitudinal
dan belahannya menuju ke masing-masing kutub, pemindahan kromosom
ini diduga karena pengaruh protein yang berada di dalam mikrotubulus.
Sel terlihat menggelembung mendekati oval.
21
4. TELOPASE
Pada stadium telopase awal, sentriola sudah berada pada kutub-kutub sel
dan selanjutnya diikuti dengan munculnya inti pada sel anakan. Nukleulus
muncul kembali dari nukleoler organizer. Sebelum memasuki stadium
interfase, kromosom membelah diri dan kembali dari bentuk uliran ke
bentuk benang. Kariotek terbentuk kembali dan diikuti dengan
terbetuknya membran inti. Selanjutnya diikuti dengan terbentuknya
organel-organel sitoplasmik. Pada akhir stadium telofase teleh terbentuk
dua anak sel yang membawa materi genetik yang idendik
5. INTERPASE
Stadium interpase merupakan tahap istirahat, keadaan ini dipergunakan
untuk tumbuh dan penambahan sitoplasma dan paraplasma. Waktu yang
diperlukan pada stadium ini trgantung jenis. Sel-sel muda diperlukan
waktu yang lebih singkat bila dibandingkan sel tua. Jenis sel epitel
mempunyai ewaktu yang singkat bila dibandingkan dengan sel saraf.
Sebetulnya pada stadium interfase dikatakan fase insirahat tidaklah tepat,
karena pada stadium ini justru terjadi serangkaian perubhan untuk
mempersiapkan diri untuk membelah berikutnya. Oleh karena itu pada
stadium ini terbagi menjadi 3 fase yaitu:
• Pase G1 : disebut pase presintesis DNA
• Pase S : disebut pase sintesis DNA
• Pase G2 : disebut pase pasca duplikasi DNA
22
PEMBELAHAN MEIOSIS
Menurut konsep lama meiosis diartikan sebagai pembelahan reduksi,
hal in mungkin disebabkan jumlah kromosom sel anak mengalami
pengurangan menjadi setengah jumlah kromosom sel induk. Kini konsep itu
telah ditinggalkan. Konsep terbaru menyatakan, bahwa meiosis terjadi proses
crossing over kromosom. Pada proses ini kromosom tidak mengalami reduksi
baik pada pembelahan pertama maupun pembelahan kedua, tapi yang terjadi
sebenarnya adalah berupa distribution of chromosomes. Artinya, pembelahan
reduksi tidak tepat, hanya terjadi distribusi/penyebaran dari kromosom..
Pembelahan meiosis meliputi dua tahap antara lain:
Tahap pertama : terjadi distribution and redistribution bagian kromosom.
Tahap kedua : Pada tahap ini sama dengan pembelahan mitosis.
Tahap pembelahan pertama dapat diamati 4 tahap ( sama seperti
pembelahan mitosis) hanya pada tahap stadium propase memerlukan waktu
yang lebih lama, karena di dalamnya terbagi lagi menjadi 4 substadium yaitu:
1. Stadium Leptoten : pada stadium ini kromosom tampak jelas berbentuk
filamen.
2. Sadium Zygoten : pada stadium ini kromosom yang homolog saling
berkumpul dan mulai berpasangan.
3. Stadium Pakhiten : kromosom homolog yang berpasangan tersebut
menempatkan diri secara longitudinal, sehingga tiap pasangnya disebut:
bivalen. Selanjutnya terjadi pembelahan secara longitudinal dan akhirnya
terbentuk 4 kromonemata. Selanjutnya terjadi crossing over (pindah
silang).Terjadinya pindah silang bagian-bagian kromosom dengan pola
tertentu. Artinya terjadi pertukaran gen secara acak sehingga terbentuk 4
anak sel dengan membawa gen yang berbeda satu dengan lainnya.
23
4. Stadium Diploten : setelah crossing over (pindah silang) selesai,
terjadilah proses pemisahan antara kromosom homolog, tapi proses
pemindahan kromatid agak mengalami kesulitan karena terjadi proses
terminasi. Setelah itu diikuti dengan lenyapnya membran inti.
Setelah itu berakhirlah stadium propase dan selanjutnya diikuti pase
selanjutnya ( metapase, anapase, dan telopase)
Tahap pembelahan kedua, menjelang pembelahan kedua terjadi
interpase secara singkat. Setelah itu kembali terjadi serangkaian pembelahan
seperti pada pembelahan mitosis biasa. Bedanya denga pembelahan pertama
terletak pada pembelahan stadium propase, dimana pada pembelahan kedua
stadium propase berjalan singkat dan seterusnnya diikuti dengan satium
berikutnya. Jadi sel anak yang dihsilkan pada pembelahan meiosis terbentuk
4 sel anak yang haploid dengan membawa kombinasi gen-gen yang berbeda.
Meiosis yang berlangsung pada sel spermatogonia (spermatogenesis)
dan sel oogonia (oogenesis) pada prinsipnya adalah sama, hanya saja
pembelahan pada spermatogonia menghasilka 4 spermatozoa dengan
morfologik identik tapi mempunyai gen-gen yang tidak sama. Sedangkan
pada sel oogonia hanya terbentuk satu oocyt (ovom) yang besar (fungsional)
tiga lainnya mengalam atrisia karena pembagian sitoplsma yang tidak merata.
Pembagian sitoplasma yang tidak merata ini terjadi pada stadium telopase
pertama dan stadium telopase kedua.
Meiosis spermatogonia