SITOLOGI

PENDAHULUAN

Kata Histology berasal dari bahasa Yunani yaitu dari akar kata Histos yang berarti jaringan dan kata Logia/Logos yang berarti ilmu pengetahuan/ ilmu yang mempelajari. Jadi secara harafiah dapat diartikan bahwa Histology adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang jaringan.

Dari pengertian tersebut kemudian muncul suatu pertanyaan, yakni apa yang tercakup dalam istilah histology dewasa ini ? Setelah ditelusuri lebih jauh ternyata Anatomi dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok. Kelompok pertama adalah Anatomi Makroskopik yang artinya struktur tubuh yang dapat dilihat dengan mata telanjang, kelompok kedua Anatomi Mikroskopik artinya struktur tubuh yang hanya dapat dilihat dengan memakai alat bantu yaitu mikroskop.

Anatomi mikroskopik dikenal dengan istilah Histologi. Materi pembahasan pada anatomi mikroskopik dikelompokkan menjadi tiga. Kelompok pertama adalah Histology (ilmu yang mempelajari tentang jaringan), kelompok kedua adalah Organology (ilmu yang mempelajari tentang organ), dan kelompok ketiga adalah Sitology (ilmu yang mempelajari tentang seluk beluk sel). Kelompok ketigan ini (sitologi) merupakan cikal bakal perkembangan ilmu-ilmu lain yang berhubungan dengan struktur molekuler sel, misal, ilmu Biology Molekuler. Ilmu Biology Molekuler dalam penerapan sering digunakan dalam teknology dibidang kedokteran yaitu Teknik Rekayasa Genetika.

Jadi Histologi tidak hanya mempelajari mengenai jaringan/organ juga mempelajri sel baik itu struktur baupun fungsinya, bahkan mempelajari sampai ketingkan sel/molekuler. Oleh karena itu histology merupakan dasar dari ilmu-ilmu yang lain seperti : Patology, VirologylImunology, Biok.imia, fisiolgy dll.

BAB II 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 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. 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.

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 ).

· 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

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 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:

SER tersusun berupan gelembung-gelembung pipih berupa lembaran-lembaran 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 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 sel-sel 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 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.

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. Butiran-butiran 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 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 mm (milimikron) dan panjang 300 – 500 mm 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 mm

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

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 komponen-komponen 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).

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 pori-pori 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 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 gen-gen 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).

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 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 masing-masing 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).

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.

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

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.

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.