Bioinformatika 01: Sel
Sel adalah unit dasar kehidupan yang membentuk semua organisme hidup. Sel memiliki tiga bagian utama: membran plasma, sitoplasma, dan nukleus.
Membran plasma (sering disebut membran sel) adalah penghalang tipis dan fleksibel yang memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan di luar sel dan mengatur apa yang bisa masuk dan keluar dari sel.
Membran ini terdiri dari dua lapisan fosfolipid cair (bilayer fosfolipid) dan molekul lainnya. Molekul lain yang ditemukan dalam membran termasuk kolesterol, protein, glikolipid, dan glikoprotein. Kolesterol, sejenis lipid, membuat membran lebih kuat. Glikoprotein dan glikolipid dalam membran berfungsi sebagai penanda identifikasi atau label di permukaan ekstraseluler membran.
Secara internal, sel terbagi menjadi sitoplasma dan nukleus.
Sitoplasma (cyto- = sel; -plasm = “sesuatu yang dibentuk”) adalah tempat sebagian besar fungsi sel dilakukan. Sitoplasma terlihat seperti jelly buah campuran, di mana jelly berair disebut sitosol; dan berbagai buah di dalamnya disebut organel. Sitosol juga mengandung banyak molekul dan ion yang terlibat dalam fungsi sel.
Berbagai organel juga menjalankan fungsi sel yang berbeda dan banyak juga yang dipisahkan dari sitosol oleh membran.
Organel terbesar, nukleus, dipisahkan dari sitoplasma oleh selubung nukleus (membran). Nukleus mengandung DNA (gen) yang mengkode protein yang diperlukan untuk fungsi sel. Nukleus dikelilingi oleh selubung nukleus yang memisahkan isi nukleus dari isi sitoplasma. Pori-pori nukleus di selubung tersebut adalah lubang kecil yang mengontrol ion dan molekul (seperti protein dan RNA) yang dapat masuk dan keluar nukleus. Selain DNA, nukleus juga mengandung banyak protein nuklir. Bersama-sama, DNA dan protein ini disebut kromatin. Sebuah daerah di dalam nukleus yang disebut nukleolus terkait dengan produksi molekul RNA yang diperlukan untuk mentransmisikan dan mengekspresikan informasi yang dikodekan dalam DNA.
Jenis Sel:
- Sel Prokariotik: Sel yang tidak memiliki nukleus sejati, misalnya bakteri dan arkea. DNA mereka terletak di dalam sitoplasma.
- Sel Eukariotik: Sel yang memiliki nukleus yang dikelilingi oleh membran, misalnya sel tumbuhan, hewan, fungi, dan protista. Sel eukariotik lebih kompleks dan memiliki berbagai organel yang berbeda.
Struktur Sel:
- Membran Sel: Struktur yang membatasi sel dan mengatur lalu lintas molekul masuk dan keluar.
- Sitoplasma: Cairan yang mengisi sel dan tempat berbagai organel sel berada.
- Nukleus: Struktur yang mengandung materi genetik (DNA) dan mengatur aktivitas sel. Tidak semua sel memiliki nukleus; misalnya, sel bakteri tidak memilikinya.
- Organel: Struktur khusus dalam sel yang melakukan fungsi tertentu, seperti mitokondria (penghasil energi), ribosom (sintesis protein), dan lisosom (pencernaan intraseluler).
Fungsi Sel:
- Metabolisme: Proses kimia yang terjadi dalam sel untuk menghasilkan energi dan bahan yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan.
- Reproduksi: Sel dapat membelah untuk menghasilkan sel baru melalui proses mitosis (pada sel somatik) atau meiosis (pada sel germ).
- Sintesis Protein: Sel menggunakan informasi genetik untuk menghasilkan protein yang diperlukan untuk berbagai fungsi seluler.
- Komunikasi: Sel berkomunikasi satu sama lain melalui sinyal kimia dan fisik untuk mengoordinasikan aktivitas dalam organisme multiseluler.
Setiap komponen sel memiliki fungsi khusus yang mendukung kehidupan dan aktivitas seluler. Berikut adalah fungsi masing-masing komponen utama sel:
Membran Sel (Plasma Membrane):
- Mengatur lalu lintas molekul masuk dan keluar dari sel.
- Melindungi isi sel dan memberikan bentuk.
- Memungkinkan komunikasi dengan sel lain melalui reseptor membran.
Sitoplasma:
- Menyediakan medium cair tempat organel dan molekul bergerak.
- Tempat berlangsungnya berbagai reaksi metabolisme.
Nukleus:
- Mengandung materi genetik (DNA) yang mengatur aktivitas sel dan pewarisan sifat.
- Tempat sintesis RNA dan ribosom.
Ribosom:
- Tempat sintesis protein dengan membaca mRNA.
- Dapat ditemukan bebas dalam sitoplasma atau melekat pada retikulum endoplasma kasar.
Retikulum Endoplasma (RE):
- RE Kasar (Rough ER): Ditempeli ribosom dan berperan dalam sintesis dan modifikasi protein.
- RE Halus (Smooth ER): Tidak ditempeli ribosom dan berperan dalam sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan detoksifikasi racun.
Aparatus Golgi:
- Memodifikasi, mengemas, dan mendistribusikan protein dan lipid yang dihasilkan oleh RE.
- Membentuk vesikel sekresi dan lisosom.
Mitokondria:
- Menghasilkan ATP melalui respirasi seluler, memberikan energi bagi sel.
- Mengandung DNA sendiri dan dapat bereplikasi secara mandiri.
Lisosom:
- Mengandung enzim pencernaan yang mendegradasi bahan-bahan yang tidak diperlukan atau berbahaya dalam sel.
- Berperan dalam autophagy, proses pembersihan komponen sel yang rusak.
Peroksisom:
- Mengandung enzim yang memecah asam lemak dan detoksifikasi racun.
- Menghasilkan dan menguraikan peroksida (H₂O₂).
Vakuola:
- Pada Sel Tumbuhan: Menyimpan air, nutrisi, dan zat sisa. Juga membantu menjaga tekanan turgor sel.
- Pada Sel Hewan: Biasanya lebih kecil dan berfungsi dalam penyimpanan dan pengangkutan.
Sentriol:
- Berperan dalam pembentukan gelendong mitosis selama pembelahan sel pada sel hewan.
- Membantu dalam organisasi mikrotubulus dalam sitoskeleton.
Kloroplas (Pada Sel Tumbuhan):
- Tempat berlangsungnya fotosintesis, mengubah energi matahari menjadi energi kimia (glukosa).
- Mengandung pigmen klorofil yang menangkap cahaya matahari.
Dinding Sel (Pada Sel Tumbuhan, Bakteri, dan Jamur):
- Memberikan dukungan struktural dan perlindungan.
- Membantu mempertahankan bentuk sel.
Sitoskeleton:
- Memberikan dukungan struktural dan menjaga bentuk sel.
- Membantu pergerakan sel dan organel di dalam sel.
- Terdiri dari mikrotubulus, filamen aktin, dan filamen intermediet.
