Nukleus (Inti Sel)

Nukleus merupakan bagian paling penting bagi sel, yang diselubungi membran ganda (membran luar dan dalam) yang dipisahkan oleh ruangan sekitar 20-40 nm. Membran inti tersusun dari bahan lipid dan protein. Di sekeliling inti terdapat pori-pori berdiameter 100 nm untuk mengatur keluar-masunknya makromolekul dari nukleus. Pada bibir pori, membran dalam dan membran luar tampak menyatu. Didalam nukleus terdapat nukleoplasma (plasma inti), anak inti (nukleolus), dan materi genetik berupa benang benang kromatin. Saat sel akan membelah, benang-benang kromatin memendek dan menebal. yang kemudian disebut kromosom. Nukleolus (anak inti) beberbentuk bola, berwarna pekat, dan menempel pada kromatin.
Jumlah nukleolus bervariasi, dapat berjumlah dua atau lebih, dan berfungsi untuk menyintesis komponen ribosom.
Fungsi nukleus, yaitu:
- Mengontrol sintesis protein dengan cara menyintesis m-RNA sesuai dengan perintah DNA,
- Mengendalikan proses metabolisme sel.
- Menyimpan informasi gentik berupa DNA
-Tempat penggandaan (replikasi) DNA

Membran Sel (Membran Plasma)

Membran sel merupakan lapisan tipis dengan ketebalan sekitar 8 nm, yang membatasi isi sel dengan lingkungan di sekitarnya. Membran sel bersifat selektif permeabel atau semipermeabel karena hanya dapat dilewati oleh ion, molekul, dan senyawa-senyawa tertentu. Pada sel hewan dan manusia, membran sel terletak di bagian terluar, sedangkan pada tumbuhan membran sel dikelilingi dinding sel. Membran plasma tersusun dari bahan lipid (fosfolipid), protein, dan karbohidrat.
Model struktur membran sel dikemukakan oleh J. Singer dan G. Nicolson pada tahun 1972, yang disebut model mosaik fluida. Model mosaik fluida menyatakan bahwa membran plasma bersifat dinamis karena molekul lipid dan protein penyusunnya dapat bergerak seperti zat cair (fluida). Membran plasma terdiri atas dua lapisan (bilayer) fosfolipid, dan pada matriks fluida bilayer fosfolipid tersebut tersebar banyak jenis protein (misalnya pada membran plasma sel darah merah terdapat lebih dari 50 jenis protein). Satu unit fosfolipid terdiri atas:
- Fosfat di bagian kepala pada permukaan membran, yang bersifa hidrofilik atau suka air,
- Asam lemak di bagian ekor, yang tersembunyi di dalam membran, dan bersifat hidrofobik atau tidak suka air.

Berdasarka letaknya, protein membran dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:
- Protein integral (intrinsik), tertanam di antara bilayer fosfolipid. Protein integral memiliki sisi luar pada kedua membran yang bersifat hidroflik dan bagian dalam yang bersifat hidrofobik,
- Protein periferal (ekstrinsik), terikat secara longgar pada permukaan  membran atau pada protein integral.
Komposisi lipid dan protein antara sisi dalam dan sisi luar membran bersifat asimetris (tidak sama). Pada permukaan membran terdapat berupa oligosakarida. Oligosakarida terikat secara kovalen dengan lipid yang kemudian disebut glikolipid,  sedangkan oligisakarida yang terikat dengan protein disebut  glikoprotein. Keragaman molekul dan lokasi oligosakarida pada permukaan membran sel berfungsi sebagai penanda, misalnya golongan dara A, B , AB, dan O memiliki keragaman oligosakarida pada permukaan sel darah merah (eritrosit)
Fungsi membran sel adalah :
- Mengontrol masuk dan keluarnya zat dari atau ke dalam sel.
- Sebagai pelindung agar isi sel tidak keluar.
- Sebagai reseptor (menerima rangsangan) dari luar sel.

Struktur dan Fungsi Makromolekul

Makromolekul merupakan molekul besar yang terdiri atas banyak atom dan blok penyusun. Sebagian besar makromolekul berupa polimer atau suatu molekul panjang yang terdiri atas banyak blok penyusun identik, dan dihubungkan dengan ikatan-ikatan kovalen. Blok penyusun dari suatu polimer adalah molekul keci yang disebut monomer. Monomer-monomer dihubungkan melalui suatu reaksi kondensasi atau dehidrasi, sehingga dua molekul dapat berikatan secara kovalen melalui pelepasan satu molekul air. Sel hidup memiliki empat makromolekul, yaitu karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat.
1. Karbohidrat
Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida (golongan aldosa) atau polihidroksi keton (golongan ketosa) dengan rumus molekul (CH2O)n. Karbohidrat berfungsi sebagai bahan bakar (sumber energi), bahan penyusun struktur sel, dan sumber energi. Karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari monomer-monomer. Berdasarkan jumlah monomer yang menyusun polimer, karbohidrat dapat digolongkan menjadi monosakrida, disakarida, dan polisakarida.
2. Lipid
Lipid berfungsi sebagai komponen struktural membran sel, cadangan bahan bakar (sumber energi), lapisan pelindung, komponen vitamin, dan komponen hormon. Lipid bersifat hidrofobik, yaitu sedikit atau tidak memiliki afinitas (ketertarikan) terhadap air. Senyawa lipid yang paling penting bagi makhluk hidup adalah lemak, fosfolpid, dan steroid. Senyawa lipid lainnya, yaitu sfingolipid, lilin, karotenoid ( sebagai bahan baku vitamin A), dan limonen dalam minyak lemon.
3. Protein
Protein merupakan komponen penyusun sel yang meluputi sekitar 50% dari bobot kering sel tersebut. Protein berfungsi sebagai dukungan struktural, penyimpanan, pergerakan, transpor substansi tertentu, pengiriman sinyal, enzim, dan pertahanan untuk melawan substansi asing. Molekul protein sangat beragam, baik struktur maupun fungsinya. Manusia memiliki puluhan ribu jenis protein berbeda. Meskipun sangat beragam, tetapi semua jenis protein merupakan polimer yang dibangun dari kumpulan 20 jenis asam amino, yaitu glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin, metionin, fenilalanin, triptofan, prolin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin, glutamin, asam aspartat, asam glutamat, lisin, arganin, dan histidin. Asam amino adalah molekul organik yang memiliki gugus karboksil dan amino. Polimer asam amino disebut juga polpeptida. Suatu protein terdiri atas satu atau lebih polipeptida. Setiap polipeptida spesifik, karena memiliki urutan linier yang unik dari asam-asam amino tersebut.
Setiap jenis molekul protein memiliki bentuk tiga dimensi atau konformasi unik. Namun bentuk konformasi tersebut dapat berubah dari konformasi asli apabila terjadi perubahan kondisi fisik dan kimiawi lingkungan protein tersebut, misalnya pH, konsentrasi garam, dan suhu. Perubhan bentuk konformasi asli karena perubahan kondisi lingkungan disebut denaturasi.
4. Asam Nukleat.
Asam Nukleat berfungsi sebagai tempat penyimpanan sifat individu yang diwariskan, penyimpanan energi, dan koenzim. Asam nukleat merupakan polinukleotida, yaitu suatu polimer yang satuan penyusunnya adalah nukleotida. Nukleotida terdiri atas 3 komponen, yaitu basa nitrogen, pentosa (gula berkarbon lima), dan gugus fosfat. Ada dua golongan basa nitrogen, yaitu pirimidin dan purin. Basa nitrogen pirimidin terdiri atas timin (T), sitosin (S), dan urasil (U) sedangkan purin terdiri atas Adenin (A) dan guanin (G).
Berdasarkan jenis nukleotidanya, maka nukleat dibedakan menjadi dua macam, yaitu asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukelat (DNA). Molekul DNA dan RNA memiliki beberapa perbedaan pokok. DNA hanya memilik satu macam jenis, sedangkan RNA memiliki tiga macam jenis, yaitu m-RNA (mesengger RNA sebagai pembawa pesan), r-RNA ( ribosomal RNA yang terdalapat dalam ribosom), dan t-RNA (transfer RNA untuk membawa asam amino).
Nukleotida tidak hanya terdapat dalam molekul DNA dan RNA, tetapi juga terdapat dalam molekul lainnya sebagai penyimpanan energi dan koenzim. Molekul nukleotida penyimpinan energi, misalnya adenosin monofosfat (AMP), adenosin difosfat (ADP), adenosin trifosfat (ATP), guanosin monofosfat (GMP), guanosin trifosfat (GTP), sitidin trisfosfat (STP), dan uridin monofosfat (UMP). Molekul nukleotida yang digunakan koenzim, contohnya adalah nikotinamida adenin dinukleotida (NAD+), flavin adenin dinukletoida (FAD, dan flavin mononukelotida (FMN).

Penemuan Sel dan Teori tentang Sel

Sel pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuwan dari inggris bernama Robert Hooke pada tahun 1665. Saat itu, Hooke mengamati sel gabus dari dinding sel tumbuhan yang sudah mati dengan menggunakan mikroskop sederhana. Ia melihat adanya ruangan kecil kosong yang kemudian menamakannya dengan sel (bahasa latin, cellula = kamar kecil).
Penemuan tentang sel berkembang ketika Antone van Leeuwenhoek menjadi orang yang pertama kali melihat sel hidup dari alga Spirogyra dan bakteri dengan menggunakan mikroskop pada tahun 1674. Sejak saat itu, para ilmuwan di seluruh dunia berlomba-lomba untuk melakukan percobaan tentang sel. Banyak sekali ilmuwan yang mencoba untuk mengungkapkan teori-teori tentang sel, diantaranya sebagai berikut.
- Jean Baptiste de Lamarck (1809) mengeluarkan pernyataan bahwa setiap badan hidup merupakan kumpulan sel-sel.
- Ludolph Christian Treviranus dan Johann Jacob Paul Moldenhawer menyatakan bahwa individu merupakan kesatuan dari sel-sel
- Henri Dutrochet menyatakan bahwa sel merupakan elemen fundamental dari organisme.
- Theodore Schwann (ahli anatomi hewan) dan Matthias Jacob Schleiden (ahli anatomi tumbuhan) pada tahun 1838 berpendapat bahwa sel merupakan unit dasar kehidupan dan setiap makhluk hidup tersusun dari sel.
- Felix Dujardin (1835) menyakatan bahwa bagian terpenting dari sel hidup adalah cairan yang selalu terdapat di dalam sel hidup.
- Jogannes Purkinje (1840) memperkenalkan istilah protoplasma yang merupakan cairan di dalam sel
- Max Schultze berpendapat bahwa protoplasma merupakan struktur dasar kehidupan dan merupakan bagian penting dari sel.
- Rudolf ludwig Karl Virchow pada tahun 1858 menyaatakan bahwa sel berasal dari sel sebelumnya (omnis cellula e cellula).
- Robert Brown menemukan nukleus (inti sel) pada sel tanaman anggrek. Ia berpendapat bahwa nukleus memiliki arti penting bagi sel, karena mengatur segala aktivitas di dalam sel.
- R. Strasburger menyatakan bahwa setiap inti sel berasal dari inti sel sebelumnya melalui pembelahan.
- C. Bernard menyatakan bahwa inti sel merupakan struktur terpenting dari sel yang mengatur seluruh pekerjaan sel.

Berdasarkan hasil penemuan-penemuan para ilmuwan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa:
- Semua makhluk hidup terdiri atas sel-sel.
- Sel merupakan unit struktural terkecil makhluk hidup yang menjadi komponen dasar penyusun tubuh makhluk hidup.
- Sel merupakan unit fungsional, karena sel melakukan suatu fungsi kehidupan, seperti sintesis protein yang berhubungan dengan pembentukan sifat morfologis dan fisiologis; reproduksi dalam proses pertumbuhan dan berkembanganl; melakukan respons; melakukan pemanfaatan energi, dan lain-lainnya.
- Semua sel berasal dari sel sebelumnya.
- Sel merupakan unti hereditas yang dapat mewariskan sifat genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.