biologi farmasi tentang sel dan asal usul kehidupan

SEL

A. Sel

Sel adalah bagian terkecil dari makhluk hidup. Berdasarkan jumlah sel penyusun tubuh, terdapat makhluk hidup bersel satu dan bersel banyak.

Teori sel dirintis oleh Robert Hook yang melihat sayatan-sayatan gabus di bawah mikroskop. Dengan berkembangnya ilmu, maka berkembang pulalah cytologi. Hingga dewasa ini terdapat 4 (empat) teori sel, yaitu:

• Sel sebagai unit struktural makhluk hidup
• Sel sebagai unit fungsional makhluk hidup
• Sel sebagai unit pertumbuhan makhluk hidup
• Sel sebagai unit heriditas makhluk hidup.

Di dalam sel terjadi proses biokimia dan fungsi seperti nutrisi, obsorbsi, transpor, biosintesis, sekresi, respirasi, ekskresi, regulasi dan reproduksi.

1. Bagian-bagian Sel, Struktur dan Fungsinya

a. Membran sel, tersusun dari lipid dan protein yang berfungsi mengatur pengangkutan zat lintas membran.

b. Dinding sel, tersusun dari selulose, pektin dan lignin, berfungsi melindungi dan menguatkan sel.

c. Inti sel (nukleus), berfungsi mengatur seluruh aktivitas sel.

d. Sitoplasma, cairan yang terdapat di dalam sel.

e. Ribosom, tempat terjadinya sintesis protein.

f. Retikulum Endoplasma, merupakan suatu struktur berupa sistem membran membentuk jalinan rongga-rongga yang berperan dalam sintesis protein, sintesis steorid dan pengangkutan zat.

g. Badan golgi, bentuk seperti kantong-kantong pipih bertumpuk-tumpuk. Berfungsi untuk sekresi dan ekskresi.

h. Mitokondria, bentuk bulat panjang, untuk tempat berlangsungnya respirasi sel.

i. Lisosom, bertanggung jawab pada pembentukan dan penyimpanan enzim pencernaan.

j. Sentriol, berperan dalam pembelahan sel.

B. Reproduksi Sel

Sel mengadakan reproduksi secara mitosis dan meiosis.

1. Mitosis

Terjadi pada sel tubuh.

Terdiri atas tahapan-tahapan yang saling berurutan, yaitu:

a. Profase: sentriol menuju ke sisi yang berlawanan, terbentuk benang-benang gelendong kromosom menebal, serta membran inti dan nukleous menghilang.

b. Metafase: kromosom sejajar pada bidang ekuator dan terlihat benang-benang dari sentromer ke sentriol.

c. Anafase: sentromer membelah dan kromatid menuju ke sentriol.

d. Telofase: sitoplasma membelah, kromosom menebal, serta membran nukleous muncul kembali.

Interfase, merupakan masa diantara pembelahan sel, dibedakan menjadi 3 tahap yaitu G₁, S, dan G₂.

2. Meiosis

Terjadi pada sel-sel gamet.

Terdiri dari dua tahap, yaitu: Meiosis I dan Meiosis II.

Meiosis I

a. Profase I

Pada fase ini dibagi menjadi 5 tahapan:

· Leptoten: kromosom menebal, tampak tunggal.

· Zigoten: kromosom homolog berpasangan membentuk bivalen.

· Pakiten: bivalen memendek.

· Diploten: homolog merenggang, kromatid terpisah disebut fase tetrad.

· Diakinesis: sentromer dari homolog merenggang, kromatid memendek.

b. Metafase I

Bivalen-bivalen berada di bidang tengah sel secara acak.

c. Anafase I

Masing-masing kromatid memisahkan diri dan bergerak menuju ke kutub sel yang berlawanan.

d. Telofase I

Pada fase ini berlangsung sitokinesis, yaitu plasma sel terbagi menjadi dua, sehingga terbentuk 2 sel anak yang masing-masing haploid.

Meiosis II

a. Profase II : terjadi meiosis II yang hampir sama dengan mitosis.

b. Metafase II : kromosom berpasangan pada bidang ekuator.

c. Anafase II : sentromer membelah, kromatid memisahkan diri dan bergerak ke kutub.

d. Telofase II : sitoplasma membelah (sitokinesis).

C. Metabolisme Sel

Reaksi-reaksi kimia yang berlangsung dalam sel hidup secara keseluruhan disebut metabolisne.

Metabolisme terdiri atas:

• Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul besar dari molekul-molekul kecil. Contoh: pembentukan senyawa-senyawa seperti pati, selulosa, lemak, protein, dan asam nukleat. Pada peristiwa anabolisme memerlukan masukan energi.
• Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul besar menjadi molekul-molekul kecil, dan prosesnya melepaskan energi. Contoh: respirasi, ialah proses oksidasi gula menjadi H₂O dan CO₂.

1. Enzim

Reaksi metabolisme merupakan reaksi enzimatis yang melibatkan enzim.

Sifat-sifat enzim:

a. Merupakan protein

b. Biokatalisator, yaitu katalisator hidup yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak berubah setelah reaksi selesai

c. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi, yaitu energi awal yang diperlukan untuk memulai reaksi

d. Tidak mengubah keseimbangan reaksi

e. Bekerja sangat spesifik, yaitu satu substrat, satu enzim

f. Memiliki sisi aktif atau sisi katalistik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombinasi

g. Substrat “asing” yang berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim:

a. Konsentrat substrat

b. Konsentrat enzim

c. Temperatur

d. Perubahan pH.

2. Respirasi

Respirasi merupakan senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.

Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan atas:

a. Respirasi Aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Jadi oksigen merupakan senyawa penerima hidrogen terakhir.

b. Respirasi Anaerob, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Jadi sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen tetapi senyawa-senyawa tertentu seperti asam piruvat, asetaldehid.

Respirasi sel secara Aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu;

a. Glikolisis

· Berlangsung di sitoplasma

· Berlangsung secara anaerob

· Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi dua molekul asam piruvat (senyawa berkarbon 3)

· Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa

b. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

· Berlangsung pada matriks mitokondria

· Mengubah Asam Piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2).

· Dihasilkan 1 NADH dan CO₂ untuk tiap pengubahan molekul Asam Piruvat menjadi Asetil-KoA.

c. Daur Krebs

· Berlangsung pada matriks mitokondria

· Mengubah Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) menjadi CO₂ (senyawa berkarbon 1)

· Untuk tiap molekul senyawa Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH dan 3 NADH.

d. Rantai Pengangkutan Elektron

· NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen

· Melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan pada proses glikolisis. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, dan daur krebs dilepaskan ke Oksigen/O₂ (sebagai senyawa penerima Hidrogen terakhir), untuk membentuk H₂O dengan melepaskan energi secara bertahap.

· Satu molekul NADH akan melepaskan/menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan melepaskan/menghasilkan 2 ATP.

Pada respirasi Anaerob jalur yang ditempuh meliputi:

a. Glikolisis

b. Pembentukan alkohol (fermentasi alkohol) atau pembentukan asam laktat (fermentasi asam laktat).

Contoh: organisme yang melakukan fermentasi alkohol adalah ragi.

Contoh organisme yang melakukan fermentasi asam susu adalah bakteri asam susu, yang menyebabkan asamnya susu.

ASAL-USUL KEHIDUPAN

A. Evolusi Kimia

Harold Urey menyatakan bahwa asal-usul kehidupan diawali dengan adanya senyawa organik di atmosfir yang berupa gas-gas seperti metana (CH₄), hidrogen (H₂), uap air (H₂O) dan amonia (NH₃) yang bereaksi dengan bantuan energi dari sinar kosmis dan kilatan listrik halilintar sehingga terbentuk asam amino yang merupakan bahan dasar pembangunan kehidupan. Pendapat ini didukung oleh Stanley Miller, yang berhasil membuktikan teori Urey dengan percobaannya.

B. Evolusi Biologi

Alexander L. Oparin mengemukakan bahwa atmosfer purba banyak mengandung gas-gas metana, hidrogen, uap air dan amonia seperti halnya yang dikemukakan oleh Urey. Namun menurut Oparin sumber energi yang memungkinkan terjadinya pembentukan senyawa organik berasal dari angkasa luar seperti sinar ultraviolet.

Tingkatan struktur di dalam organisasi molekuler sel

- Evolusi kimia : gas-gas anorganik: H₂O, H₂, NH₃, dan CH₄ → menjadi unit pembangun: purin, pirimidin, ATP, glukosa, dan asam amino → menjadi makromolekul: protein, DNA, RNA, polisakarida → menjadi

- Evolusi biologi : supr

a molekul: membran, ribosom, kromatin, mikrotobulus → menjadi sel prokariotik: individu yang belum memiliki membran inti → menjadi sel eukariotik: individu yang telah memiliki membran inti.

C. Teori Asal-Usul Kehidupan yang Lain

1. Teori kreasi khas

Teori ini menyatakan bahwa kehidupan diciptakan oleh zat supranatural (ghoib) pada saat yang istimewa.

2. Teori keadaan mantap

Teori ini menyatakan bahwa kehidupan tidak berasal-usul.

3. Teori kosmozoan, berasal dari lingkungan atmosfer.
4. Teori evolusi biokimia, menyatakan bahwa kehidupan muncul berdasarkan hukum fisika-kimia.
5. Teori Abiogenesis

Tokohnya ialah Aristoteles (384-322 SM), seorang ahli filsafat dan ilmu pengetahuan Yunani Kuno. Menurut teori ang dikemukakannya, makhluk hidup yang pertama berasal dari benda tak hidup. Sebenarnya Aristoteles mengetahui bahwa telur-telur ikan yang merupakan hasil perkawinan akan menetas menghasilkan ikan yang sama dengan induknya, tapi ia yakin bahwa ada ikan yang berasal dari lumpur. Makhluk hidup tersebut terjadinya secara spontan, sehingga teori abiogenesis disebut juga generatio spontanea.

Contoh paham “generatio spontanea”:

- cacing tanah berasal dai tanah

- belatung timbul dan terbentuk dari daging yang membusuk

- tikus berasal dari sekam dan kain kotor

6. Teori Biogenesis

Setelah beratus-ratus tahun lamanya, teori abiogenesis akhirnya goyah setelah beberapa ahli mengadakan eksperimen yang bertujuan membuktikan ketidakbenaran teori tersebut.

Tokoh-tokoh peneliti diantaranya ialah:

a. Francesco Redi (1626-1697) yang melakukan percobaannya sebagai berikut: 3 tabung diisinya dengan sekerat daging.

b. Lazaro Spallazani (1729-1799). Ia menyangkal teori abiogenesis, dan selanjutnya mengadakan percobaan yang pada prinsipnya sama dengan percobaan Redi, tetapi bahan yang digunakan ialah air kaldu (air rebusan daging).

c. Louis Pasteur (1822-1895), berusaha menyempurnakan percobaan Lazzaro Spallanzani. Ia menggunakan 4 labu yang masing-masing diisi 70 cc cairan.

Sumber referensi dari buku pembelajar primagama

biologi farmasi

d3 farmasi