Sel adalah tingkat organisasi makhluk hidup, biosistem independen yang memiliki sifat dasar semua makhluk hidup. Sehingga dapat berkembang, berkembang biak, bergerak, beradaptasi dan berubah. Selain itu, setiap sel dicirikan oleh metabolisme, struktur spesifik, keteraturan struktur dan fungsi.
Ilmu yang mempelajari sel adalah sitologi. Subjeknya adalah unit struktural hewan dan tumbuhan multiseluler, organisme uniseluler - bakteri, protozoa, dan alga, yang hanya terdiri dari satu sel.
Jika kita berbicara tentang organisasi umum unit struktural organisme hidup, mereka terdiri dari cangkang dan nukleus dengan nukleolus. Mereka juga termasuk organel sel, sitoplasma. Sampai saat ini, berbagai metode penelitian sangat berkembang, tetapi mikroskop menempati posisi terdepan, yang memungkinkan Anda mempelajari struktur sel dan menjelajahi elemen struktural utamanya.
Apa itu organoid?
Organoid (juga disebut organel) adalah elemen penyusun permanen dari setiap sel yangmembuatnya lengkap dan melakukan fungsi tertentu. Ini adalah struktur yang penting untuk mempertahankannya.
Organoid meliputi nukleus, lisosom, retikulum endoplasma dan kompleks Golgi, vakuola dan vesikel, mitokondria, ribosom, dan pusat sel (sentrosom). Ini juga termasuk struktur yang membentuk sitoskeleton sel (mikrotubulus dan mikrofilamen), melanosom. Secara terpisah, perlu untuk memilih organel gerakan. Ini adalah silia, flagela, miofibril dan pseudopoda.
Semua struktur ini saling berhubungan dan memastikan aktivitas sel yang terkoordinasi. Itulah mengapa pertanyaan: "Apa itu organoid?" - Anda dapat menjawab bahwa ini adalah komponen yang dapat disamakan dengan organ organisme multiseluler.
Klasifikasi organel
Sel berbeda dalam ukuran dan bentuk, serta fungsinya, tetapi pada saat yang sama mereka memiliki struktur kimia yang serupa dan prinsip organisasi tunggal. Pada saat yang sama, pertanyaan tentang apa itu organoid dan struktur apa itu cukup bisa diperdebatkan. Misalnya, lisosom atau vakuola terkadang tidak diklasifikasikan sebagai organel sel.
Jika kita berbicara tentang klasifikasi komponen sel ini, maka organel non-membran dan membran dibedakan. Non-membran - ini adalah pusat sel dan ribosom. Organel gerak (mikrotubulus dan mikrofilamen) juga tidak memiliki membran.
Struktur organel membran didasarkan pada keberadaan membran biologis. Organel bermembran tunggal dan bermembran ganda memiliki cangkang dengan struktur tunggal, yang terdiri dari:lapisan ganda fosfolipid dan molekul protein. Ini memisahkan sitoplasma dari lingkungan eksternal, membantu sel untuk mempertahankan bentuknya. Perlu diingat bahwa selain membran, pada sel tumbuhan juga terdapat membran luar selulosa, yang disebut dinding sel. Ia melakukan fungsi pendukung.
Organel membran termasuk EPS, lisosom dan mitokondria, serta lisosom dan plastida. Membran mereka dapat berbeda hanya dalam set protein.
Jika kita berbicara tentang kemampuan fungsional organel, maka beberapa di antaranya mampu mensintesis zat tertentu. Jadi, organel sintesis yang penting adalah mitokondria, di mana ATP terbentuk. Ribosom, plastida (kloroplas) dan retikulum endoplasma kasar bertanggung jawab untuk sintesis protein, RE halus bertanggung jawab untuk sintesis lipid dan karbohidrat.
Mari kita perhatikan struktur dan fungsi organel secara lebih rinci.
Inti
Organel ini sangat penting karena ketika dikeluarkan, sel-sel berhenti berfungsi dan mati.
Inti memiliki membran ganda, di mana ada banyak pori-pori. Dengan bantuan mereka, itu terkait erat dengan retikulum endoplasma dan sitoplasma. Organel ini mengandung kromatin - kromosom, yang merupakan kompleks protein dan DNA. Mengingat hal ini, kita dapat mengatakan bahwa nukleus adalah organel yang bertanggung jawab untuk mempertahankan sebagian besar genom.
Bagian inti yang cair disebut karioplasma. Ini berisi produk aktivitas vital dari struktur nukleus. Zona terpadat adalah nukleolus, yang menampung ribosom, protein kompleks danRNA, serta kalium, magnesium, seng, besi dan kalsium fosfat. Nukleolus menghilang sebelum pembelahan sel dan terbentuk lagi pada tahap terakhir dari proses ini.
Retikulum endoplasma (retikulum)
EPS adalah organel bermembran tunggal. Ini menempati setengah volume sel dan terdiri dari tubulus dan tangki yang terhubung satu sama lain, serta ke membran sitoplasma dan kulit terluar nukleus. Membran organoid ini memiliki struktur yang sama dengan plasmalemma. Struktur ini integral dan tidak membuka ke dalam sitoplasma.
Retikulum endoplasma halus dan berbutir (kasar). Ribosom terletak di kulit bagian dalam RE granular, tempat berlangsungnya sintesis protein. Tidak ada ribosom pada permukaan retikulum endoplasma halus, tetapi sintesis karbohidrat dan lemak terjadi di sini.
Semua zat yang terbentuk di retikulum endoplasma diangkut melalui sistem tubulus dan tubulus ke tujuan mereka, di mana mereka terakumulasi dan selanjutnya digunakan dalam berbagai proses biokimia.
Mengingat kemampuan sintesis EPS, retikulum kasar terletak di sel yang fungsi utamanya adalah pembentukan protein, dan retikulum halus terletak di sel yang mensintesis karbohidrat dan lemak. Selain itu, ion kalsium menumpuk di retikulum halus, yang diperlukan untuk fungsi normal sel atau tubuh secara keseluruhan.
Perlu dicatat juga bahwa RE adalah tempat pembentukan aparatus Golgi.
Lisosom, fungsinya
Lisosom adalah organel seluler,yang diwakili oleh kantung berbentuk bulat membran tunggal dengan enzim hidrolitik dan pencernaan (protease, lipase dan nuklease). Kandungan lisosom dicirikan oleh lingkungan yang asam. Membran formasi ini mengisolasi mereka dari sitoplasma, mencegah penghancuran komponen struktural sel lainnya. Ketika enzim lisosom dilepaskan ke dalam sitoplasma, sel akan merusak diri sendiri - autolisis.
Perlu dicatat bahwa enzim terutama disintesis pada retikulum endoplasma kasar, setelah itu mereka pindah ke aparatus Golgi. Di sini mereka mengalami modifikasi, dikemas ke dalam vesikel membran dan mulai terpisah, menjadi komponen independen sel - lisosom, yang primer dan sekunder.
Lisosom primer adalah struktur yang terpisah dari aparatus Golgi, sedangkan sekunder (vakuola pencernaan) adalah yang terbentuk sebagai hasil peleburan lisosom primer dan vakuola endositik.
Mengingat struktur dan organisasi ini, kita dapat membedakan fungsi utama lisosom:
- pencernaan berbagai zat di dalam sel;
- penghancuran struktur seluler yang tidak diperlukan;
- partisipasi dalam proses reorganisasi sel.
Vakuola
Vakuola adalah organel bulat bermembran tunggal yang merupakan reservoir air dan senyawa organik dan anorganik terlarut di dalamnya. Aparatus Golgi dan EPS terlibat dalam pembentukan struktur ini.
Dalam vakuola sel hewanKecil. Mereka kecil dan menempati tidak lebih dari 5% dari volume. Peran utama mereka adalah untuk memastikan pengangkutan zat ke seluruh sel.
Vakuola sel tumbuhan berukuran besar dan menempati hingga 90% volume. Dalam sel dewasa, hanya ada satu vakuola, yang menempati posisi sentral. Membrannya disebut tonoplast, dan isinya disebut getah sel. Fungsi utama vakuola tumbuhan adalah untuk memastikan ketegangan membran sel, akumulasi berbagai senyawa dan produk limbah sel. Selain itu, organel sel tumbuhan ini menyediakan air yang dibutuhkan untuk proses fotosintesis.
Jika kita berbicara tentang komposisi getah sel, maka itu termasuk zat berikut:
- cadangan - asam organik, karbohidrat dan protein, asam amino individu;
- senyawa yang terbentuk selama kehidupan sel dan terakumulasi di dalamnya (alkaloid, tanin dan fenol);
- fitonsida dan fitohormon;
- pigmen, yang menyebabkan buah, akar, dan kelopak bunga diwarnai dengan warna yang sesuai.
kompleks Golgi
Struktur organoid yang disebut "alat Golgi" cukup sederhana. Dalam sel tumbuhan, mereka terlihat seperti tubuh terpisah dengan membran; dalam sel hewan, mereka diwakili oleh tangki air, tubulus, dan kandung kemih. Unit struktural kompleks Golgi adalah dictyosome, yang diwakili oleh tumpukan 4-6 "tangki" dan vesikel kecil yang terpisah darinya dan merupakan sistem transportasi intraseluler, dan juga dapat berfungsi sebagai sumber lisosom. Jumlah diktiosom dapat bervariasi dari satu hingga beberaparatusan.
Kompleks Golgi biasanya terletak di dekat nukleus. Dalam sel hewan - dekat pusat sel. Fungsi utama organel ini adalah sebagai berikut:
- sekresi dan akumulasi protein, lipid dan sakarida;
- modifikasi senyawa organik yang masuk ke kompleks Golgi;
- organoid ini merupakan tempat pembentukan lisosom.
Perlu dicatat bahwa RE, lisosom, vakuola, dan aparatus Golgi bersama-sama membentuk sistem vakuolar-tubulus yang membagi sel menjadi bagian-bagian terpisah dengan fungsi yang sesuai. Selain itu, sistem ini memastikan pembaruan membran secara konstan.
Mitokondria adalah stasiun energi sel
Mitokondria adalah organel dua membran berbentuk batang, bola atau filamen yang mensintesis ATP. Mereka memiliki permukaan luar yang halus dan membran dalam dengan banyak lipatan yang disebut krista. Perlu dicatat bahwa jumlah krista dalam mitokondria dapat bervariasi tergantung pada kebutuhan energi sel. Pada membran dalam inilah banyak kompleks enzim yang mensintesis adenosin trifosfat terkonsentrasi. Di sini, energi ikatan kimia diubah menjadi ikatan makroergik ATP. Selain itu, mitokondria memecah asam lemak dan karbohidrat dengan pelepasan energi, yang terakumulasi dan digunakan untuk pertumbuhan dan sintesis.
Lingkungan internal organel ini disebut matriks. Dia adalahmengandung DNA dan RNA sirkular, ribosom kecil. Menariknya, mitokondria adalah organel semi-otonom, karena mereka bergantung pada fungsi sel, tetapi pada saat yang sama mereka dapat mempertahankan kemandirian tertentu. Jadi, mereka mampu mensintesis protein dan enzim mereka sendiri, serta bereproduksi sendiri.
Dipercaya bahwa mitokondria muncul ketika organisme prokariotik aerobik memasuki sel inang, yang mengarah pada pembentukan kompleks simbiosis spesifik. Jadi, DNA mitokondria memiliki struktur yang sama dengan DNA bakteri modern, dan sintesis protein di mitokondria dan bakteri dihambat oleh antibiotik yang sama.
Plastida - organel sel tumbuhan
Plastida adalah organel yang cukup besar. Mereka hanya ada dalam sel tumbuhan dan terbentuk dari prekursor - proplastid, mengandung DNA. Organel ini memainkan peran penting dalam metabolisme dan dipisahkan dari sitoplasma oleh membran ganda. Selain itu, mereka dapat membentuk sistem membran internal yang teratur.
Plastida terdiri dari tiga jenis:
- Kloroplas adalah plastida paling banyak yang bertanggung jawab untuk fotosintesis, yang menghasilkan senyawa organik dan oksigen bebas. Struktur ini memiliki struktur yang kompleks dan mampu bergerak di dalam sitoplasma menuju sumber cahaya. Zat utama yang terkandung dalam kloroplas adalah klorofil, yang dengannya tumbuhan dapat menggunakan energi matahari. Perlu dicatat bahwa kloroplas, seperti mitokondria, adalah struktur semi-otonom, karena mereka mampu:pembelahan independen dan sintesis protein mereka sendiri.
- Leucoplasts adalah plastida tidak berwarna yang berubah menjadi kloroplas saat terkena cahaya. Komponen seluler ini mengandung enzim. Dengan bantuan mereka, glukosa diubah dan terakumulasi dalam bentuk butiran pati. Pada beberapa tumbuhan, plastida ini mampu mengakumulasi lipid atau protein dalam bentuk kristal dan badan amorf. Jumlah leukoplas terbesar terkonsentrasi di sel-sel organ bawah tanah tanaman.
- Chromoplasts adalah turunan dari dua jenis plastida lainnya. Mereka membentuk karotenoid (selama penghancuran klorofil), yang berwarna merah, kuning atau oranye. Kromoplas adalah tahap akhir dari transformasi plastid. Kebanyakan dari mereka ada di buah-buahan, kelopak dan daun musim gugur.
Ribosom
Apa organel yang disebut ribosom? Ribosom disebut organel non-membran, terdiri dari dua fragmen (subunit kecil dan besar). Diameternya sekitar 20 nm. Mereka ditemukan dalam sel dari semua jenis. Ini adalah organel sel hewan dan tumbuhan, bakteri. Struktur ini terbentuk di nukleus, setelah itu mereka masuk ke sitoplasma, di mana mereka ditempatkan secara bebas atau melekat pada EPS. Tergantung pada sifat sintesisnya, ribosom berfungsi sendiri atau bergabung menjadi kompleks untuk membentuk poliribosom. Dalam hal ini, organel non-membran ini diikat oleh molekul RNA pembawa pesan.
Ribosom mengandung 4 molekul rRNA yang menyusun kerangkanya, serta berbagai protein. Tugas utama organoid ini adalah merakit rantai polipeptida, yang merupakan langkah pertama dalam sintesis protein. Protein-protein yang dibentuk oleh ribosom retikulum endoplasma dapat digunakan oleh seluruh organisme. Protein untuk kebutuhan sel individu disintesis oleh ribosom, yang terletak di sitoplasma. Perlu dicatat bahwa ribosom juga ditemukan di mitokondria dan plastida.
Sitoskeleton sel
Sitoskeleton sel dibentuk oleh mikrotubulus dan mikrofilamen. Mikrotubulus adalah formasi silinder dengan diameter 24 nm. Panjangnya 100 m-1 mm. Komponen utamanya adalah protein yang disebut tubulin. Itu tidak mampu berkontraksi dan dapat dihancurkan oleh colchicine. Mikrotubulus terletak di hyaloplasma dan melakukan fungsi berikut:
- membuat bingkai kandang yang elastis, tetapi pada saat yang sama kuat, yang memungkinkannya mempertahankan bentuknya;
- ikut serta dalam proses distribusi kromosom sel;
- memberikan pergerakan organel;
- terdapat di pusat sel, serta di flagela dan silia.
Mikrofilamen adalah filamen yang terletak di bawah membran plasma dan terdiri dari protein aktin atau miosin. Mereka dapat berkontraksi, menghasilkan pergerakan sitoplasma atau penonjolan membran sel. Selain itu, komponen ini terlibat dalam pembentukan penyempitan selama pembelahan sel.
Pusat sel (sentrosom)
Organel ini terdiri dari 2 sentriol dan satu sentrosfer. Sentriol berbentuk silinder. Dindingnya dibentuk oleh tiga mikrotubulus, yang bergabung satu sama lain melalui ikatan silang. Sentriol disusun berpasangan tegak lurus satu sama lain. Perlu dicatat bahwa sel-sel tumbuhan tingkat tinggi tidak memiliki organel ini.
Peran utama pusat sel adalah memastikan distribusi kromosom yang merata selama pembelahan sel. Ini juga merupakan pusat organisasi sitoskeleton.
Organel gerakan
Organel gerak termasuk silia, serta flagela. Ini adalah pertumbuhan kecil dalam bentuk rambut. Flagel mengandung 20 mikrotubulus. Basisnya terletak di sitoplasma dan disebut badan basal. Panjang flagel adalah 100 m atau lebih. Flagela yang hanya berukuran 10-20 mikron disebut silia. Ketika mikrotubulus meluncur, silia dan flagela dapat berosilasi, menyebabkan pergerakan sel itu sendiri. Sitoplasma mungkin mengandung fibril kontraktil yang disebut miofibril - ini adalah organel sel hewan. Miofibril, sebagai suatu peraturan, terletak di miosit - sel jaringan otot, serta di sel jantung. Mereka terdiri dari serat yang lebih kecil (protofibril).
Perlu dicatat bahwa bundel miofibril terdiri dari serat gelap - ini adalah cakram anisotropik, serta area terang - ini adalah cakram isotropik. Unit struktural miofibril adalah sarkomer. Ini adalah area antara cakram anisotropik dan isotropik, yang memiliki filamen aktin dan miosin. Ketika mereka meluncur, sarkomer berkontraksi, yang mengarah pada pergerakan seluruh serat otot. Padaini menggunakan energi ATP dan ion kalsium.
Protozoa dan spermatozoa hewan bergerak dengan bantuan flagela. Silia adalah organ pergerakan sepatu ciliates. Pada hewan dan manusia, mereka menutupi saluran udara dan membantu menyingkirkan partikel padat kecil, seperti debu. Selain itu, ada juga pseudopoda yang memberikan gerakan amoeboid dan merupakan elemen dari banyak sel uniseluler dan hewan (misalnya, leukosit).
Kebanyakan tumbuhan tidak bisa bergerak di luar angkasa. Pergerakannya adalah pertumbuhan, pergerakan daun dan perubahan aliran sitoplasma sel.
Kesimpulan
Terlepas dari semua variasi sel, mereka semua memiliki struktur dan organisasi yang serupa. Struktur dan fungsi organel dicirikan oleh sifat yang identik, memastikan fungsi normal dari kedua sel individu dan seluruh organisme.
Pola ini dapat dinyatakan sebagai berikut.
Tabel "Organoid sel eukariotik"
Organoid |
Sel tumbuhan |
kandang hewan |
Fungsi Utama |
| inti | adalah | adalah | Penyimpanan DNA, transkripsi RNA dan sintesis protein |
| retikulum endoplasma | adalah | adalah | sintesis protein, lipid dan karbohidrat, akumulasi ion kalsium, pembentukan kompleks Golgi |
| mitokondria | adalah | adalah | sintesis ATP, enzim dan protein sendiri |
| plastida | adalah | tidak | partisipasi dalam fotosintesis, akumulasi pati, lipid, protein, karotenoid |
| ribosom | adalah | adalah | mengumpulkan rantai polipeptida (sintesis protein) |
| mikrotubulus dan mikrofilamen | adalah | adalah | memungkinkan sel untuk mempertahankan bentuk tertentu, merupakan bagian integral dari pusat sel, silia dan flagela, menyediakan pergerakan organel |
| lisosom | adalah | adalah | pencernaan zat di dalam sel, penghancuran struktur yang tidak perlu, partisipasi dalam reorganisasi sel, menyebabkan autolisis |
| vakuola sentral besar | adalah | tidak | memberikan ketegangan pada membran sel, mengakumulasi nutrisi dan produk limbah sel, phytoncides dan phytohormones, serta pigmen, adalah reservoir air |
| kompleks Golgi | adalah | adalah | sekresi dan akumulasi protein, lipid dan karbohidrat, memodifikasi nutrisi yang masuk ke dalam sel,bertanggung jawab untuk pembentukan lisosom |
| pusat sel | ada, kecuali tumbuhan tingkat tinggi | adalah | adalah pusat organisasi sitoskeleton, memastikan divergensi kromosom yang seragam selama pembelahan sel |
| miofibril | tidak | adalah | memastikan kontraksi otot |
Jika kita menarik kesimpulan, kita dapat mengatakan bahwa ada perbedaan kecil antara sel hewan dan tumbuhan. Pada saat yang sama, fitur fungsional dan struktur organel (tabel di atas menegaskan hal ini) memiliki prinsip umum organisasi. Sel berfungsi sebagai suatu sistem yang serasi dan integral. Pada saat yang sama, fungsi organel saling berhubungan dan ditujukan untuk pengoperasian dan pemeliharaan aktivitas vital sel secara optimal.
