Cara Kerja Sel Hewan sesuai Struktur dan Fungsi Selnya

Sel merupakan unit terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup dan juga tempat keberlangsungan fungsi kehidupan itu sendiri. Lantas, bagaimana cara kerja sel?

Setiap makhluk hidup memiliki sel yang beragam dan berbeda. Namun, pada artikel ini kita akan fokus pada hewan. Oleh karena itu, mari kita ketahui cara kerja sel hewan sesuai struktur dan fungsi selnya.

Apa itu Sel?

Istilah sel berasal dari kata dalam Bahasa Latin, yaitu cellula yang berarti ruang kecil. Sel adalah unit fungsional dan struktural dasar dari suatu makhluk hidup. Sel tersusun atas bahan-bahan kimia dan organel-organel sel, yang secara keseluruhan saling mendukung untuk berlangsungnya kehidupan sel.

Apa yang dimaksud sel hewan?

Sel hewan adalah sel-sel yang menyusun jaringan-jaringan pada tubuh hewan, tapi sel pada hewan juga bisa sebagai organisme seluler karena hanya memiliki satu sel (uniseluler) seperti pada protozoa. Penggambaran sel hewan ini, secara umum menampilkan struktur-struktur hewan yang paling mudah ditemukan. Organel yang sangat berperan dalam sel hewan adalah nukleus, sedangkan aktivitas metabolisme yang paling banyak dilakukan berada pada sitoplasma.

Bagaimana struktur sel hewan?

Dinding Sel

Sel hewan tidak memiliki dinding sel, sehingga sel hewan memiliki banyak variasi bentuk. Untuk mempertahankan keutuhan struktur selnya, sel hewan memiliki modifikasi berupa sitoskeleton dan matriks ekstraselular, yang berfungsi seperti dinding sel bagi sel hewan.

Sitoskeleton

Sitoskeleton memiliki fungsi mempertahankan bentuk dan struktur sel. Sitoskeleton tersusun dari tiga jenis serabut yang berbeda, yaitu mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen intermedia.

• Mikrofilamen
  Mikrofilamen merupakan rantai ganda protein yang saling terhubung, tipis, dan memiliki diameter 7 µm. Tersusun dari protein aktin dan myosin, mikrofilamen banyak terdapat pada sel-sel otot makhluk hidup. Mikrofialmen berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel, kontraksi sel, pergerakan sel, dan pembelahan sel.

• Mikrotubulus
  Mikrotubulus merupakan rantai-rantai protein yang membentuk spiral memanjang seperti tabung berlubang dengan diameter 25 µm, yang tersusun dari protein tubulin. Mikrotubulus memilik jumlah serabut terbanyak dan terbesar dalam sitoskeleton. Adapun fungsi mikrotubulus, yaitu mengarahkan perpindahan kromosom ke masing-masing kutub saat pembelahan sel, mempertahankan bentuk sel, pergerakan sel, dan membantu sel dalam pembelahan mitosis.

• Filamen Intermedia
  Filamen intermedia merupakan rantai molekul protein yang membentuk untaian dan saling melilit antar satu filamen dengan filamen lainnya, serta memiliki diameter sekitar 8-12 µm. Filamen intermedia tersusun atas protein fimentin, tapi tidak semua bagian sel filamen intermedia tersusun atas protein tersebut. Misalnya, pada sel kulit filamen tersusun dari protein keratin.
  Fungsi filamen intermedia, yaitu untuk mempertahankan bentuk sel, tempat menempelnya nukleus dan organel-organel, serta membentuk lamina nukleus.

Matriks Ekstraselular pada Sel Hewan

Matriks ekstraseluler pada sel hewan berfungsi untuk melindungi membran plasma dan bagian intraseluler sel. Adapun komponen utama yang menyusun matriks ekstraselular pada sel hewan adalah glikoprotein, dan molekul-molekul hasil sekresi sel yang mengandung karbohidrat. Berikut bagian penyusun matriks ekstraseluler pada sel hewan.

1. Kolagen, yaitu molekul dengan jumlah serabut terbanyak dan terbesar dalam matriks ektraseluler.
2. Proteoglikan, yang terikat dengan molekul polisakarida secara non-kovalen, sehingga terbentuk kompleks proteoglikan.
3. Fibronektin, letaknya menempel dengan protein integrin.
4. Protein Integrin, protein pada membran plasma yang berfungsi untuk mentransmisikan sinyal antara matriks ekstraseluler dan sitoskeleton.

Membran Sel (Membran Plasma)

Membran sel merupakan sel yang mengatur batas kehidupan melalui cara memisahkan sel yang “hidup” dengan lingkungan sekitarnya yang “tidak hidup”. Membran sel memiliki ketebalan sekitar 8 µm.

Membran sel tersusun dari molekul-molekul lipid (lemak), protein, dan sedikit karbohidrat yang membentuk suatu lapisan. Dengan struktur yang demikian kompleks, membran sel memiliki beberapa fungsi yang bergantung pada molekul-molekul penyusunnya, di antaranya sebagai berikut.

1. Membentuk suatu batas yang tidak mudah robek (fleksibel) antara isi dalam sel dan luar sel.
2. Membungkus dan melindungi isi sel.
3. Menyeleksi zat-zat apa yang dapat masuk ke dalam sel, dan apa saja yang harus keluar dari sel. Dengan kata lain, membran sel hanya dapat dilalui oleh zat-zat tertentu. Sifat membran sel ini dinamakan dengan selektif permeabel.

Nukleus (Inti Sel)

Nukleus biasanya berbentuk oval atau bulat, dan letaknya berada di tengah-tengah sel. Di dalam inti sel terdapat nukleolus (anak inti yang berfungsi untuk mensintesis berbagai macam molekul asam ribonukleat) dan benang kromosom.

Adapun cairan dalam inti sel tersusun atas air, protein, dan mineral. Ciri dari nukleus adalah diselubungi membran luar dan dalam yang terdiri atas nukleoplasma (plasma inti yang merupakan cairan dari protein) dan kromosom. Berikut fungsi inti sel.

1. Mengendalikan proses berlangsungnya metabolisme di dalam sel,
2. Menyimpan informasi genetik (gen) dalam bentuk DNA,
3. Mengatur kapan dan di mana proses ekspresi gen-gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri,
4. Sebagai tempat terjadinya proses replikasi (perbanyakan DNA) dan transkripsi (pengutipan DNA).

Sitoplasma

Dalam sel terdapat suatu cairan yang berada di antara membran sel dan inti sel. Cairan tersebut lah yang dinamakan dengan sitoplasma. 

Sitoplasma adalah cairan koloid kompleks berisi organel-organel sel dan substansi sel yang tak hidup. Sitoplasma juga sebagai tempat berlangsungnya beberapa proses metabolisme sel, seperti sintesis protein dan respirasi sel. Dalam sitoplasma terdapat organel-organel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, ribosom, badan Golgi, lisosom, mikrobodi, peroksisom, vakuola, dan sentriol

Apa saja organel yang ada dalam sel hewan?

Organel Sel Hewan

Sel hewan memiliki organel-organel sel yang melaksanakan fungsi-fungsi tertentu. Organel-organel sel tersebut, yaitu:

Retikulum Endoplasma (RE)

Ada dua macam Retikulum Endoplasma (RE), yaitu RE kasar dengan tekstur bergranula dan RE halus yang teksturnya tidak bergranula. RE kasar memiliki bintik-bintik di permukaannya yang disebut ribosom, sedangkan pada RE halus tidak memiliki ribosom dipermukaannya.

RE kasar berfungsi sebagai tempat sintesis protein yang nantinya ditempatkan di membran sel dan di luar sel. Sedangkan RE halus berfungsi sebagai tempat sintesis lipid, metabolisme karbohidrat, dan detoksifikasi (penghilangan racun) obat-obatan.

Mitokondria

Mitokondria merupakan organel dengan membran rangkap yang sangat penting untuk metabolisme energi dalam sel. Mitokondria terdiri atas membran luar, lamela yang mencakup membran dalam berlekuk-lekuk (krista), dan matriks mitokondria.

Adapun fungsi mitokondria sebagai berikut.

1. Membran luar mitokondria berfungsi sebagai pembatas antara bagian dalam membran dan sitoplasma.
2. Krista berguna untuk memperluas permukaan membran.
3. Lamela membran dalam berfungsi untuk melangsungkan rantai respirasi, yang kemudian menghasilkan ATP.
4. Matriks mitokondria berfungsi untuk mengoksidasi asam lemak dan katabolisme asetil koenzim.

Lisosom

Lisosom merupakan vesikel membran berkantung yang mengandung enzim-enzim hidrolitik, dan bekerja pada saat kondisi asam. Lisosom terbentuk dari pertunasan vesikel badan Golgi, dan memiliki fungsi untuk mencerna makromolekul secara intraseluler, serta merusak sel-sel asing yang masuk.

Apparatus Golgi (Badan Golgi)

Badan Golgi (apparatus golgi) merupakan kantung pipih bertumpuk yang tersusun, mulai dari ukuran besar hingga ukuran kecil dan terikat dengan membran. Badan Golgi memiliki fungsi untuk memproses protein dan molekul lain, yang nantinya akan dibawa ke luar sel atau ke membran sel. Dalam Badan Golgi terdapat sel-sel sekretori, antara lain:

1. Sel-sel kelenjar pencernaan yang mengeluarkan enzim-enzim pencernaan, seperti enzim laktase, sukrase, dan peptidase;
2. Sel-sel kelenjar pankreas yang mengeluarkan enzim lipase dan tripsin;
3. Kelenjar air ludah yang mengeluarkan air liur dengan kandungan enzim amilase;
4. Kelenjar air mata yang menghasilkan protein (antibodi).

Ribosom

Ribosom adalah butiran kecil nukleoprotein yang tersebar bebas dalam sitoplasma. Bahan penyusun ribosom, yaitu protein dan RNA ribosomal (RNAr). Seperti yang kita ketahui, ribosom juga ada dan menempel dengan retikulum endoplasma (RE).

Ribosom yang tersebar bebas di sitoplasma berfungsi untuk melangsungkan sintesis protein dalam sitoplasma. Sedangkan ribosom yang melekat pada permukaan RE, berguna untuk mensintesis protein yang hasilnya masuk ke lumen RE. 

Mikrobodi

Mikrobodi adalah organel sel dengan struktur yang mirip dengan lisosom, berbentuk bulat dan memiliki diameter sekitar 0,2-2 µm dan diselubungi membran. Mikrobodi mengandung enzim katalase dan oksidase yang berpartisipasi dalam berbagai reaksi biokimia dalam sel. Mikrobodi lah organel sel yang memfasilitasi pemecahan lemak, alkohol dan asam amino.

Peroksisom

Pada sel hewan, peroksisom banyak terdapat di hati dan ginjal yang menghasilkan enzim katalase yang dapat merubah peroksida air (H₂O₂) menjadi oksigen dan air (H₂O₂ O₂ + H₂O).  Perioksisom juga memiliki peran dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat. 

Vakuola

Tidak semua jenis sel hewan mempunyai vakuola. Dalam sel hewan, vakuola mempunyai ukuran yang jauh lebih kecil dari pada vakuola sel tumbuhan.

Vakuola dibungkus oleh suatu membran tunggal yang disebut dengan tonoplas. Dalam tonoplas terdapat cairan yang disebut getah sel. Zat-zat terlarut dalam getah sel diantaranya garam mineral, sukrosa, glikosida, butir pati, enzim, alkaloid, basa, asam.

Sentrosom dan Sentriol

Sentrosom dan sentriol merupakan dua komponen utama sel hewan yang terlibat dalam pembelahan sel. Sentrosom adalah organel sel yang terdiri atas dua sentriol dengan susunan ortogonal. 

Kedua sentriol tersebut cenderung tegak lurus satu sama lain, dan terdapat dalam massa yang amorf, serta mengandung lebih dari 100 protein yang berbeda. Letaknya di sitoplasma biasanya dekat nukleus. 

Sentriol terdiri atas sembilan mikrotubulus triplet (masing-masing set terdiri dari 3 buah mikrotubulus) yang dirangkai dalam struktur berbentuk silinder, dan berfungsi menggerakkan kromosom saat pembelahan sel. Jenis-jenis mikrotubulus pada sentriol, antara lain centrin, cenexin_, dan tektin.

Apa saja ciri-ciri sel hewan?

Berikut ciri-ciri yang dimiliki sel hewan, yaitu:

1. Tidak memiliki dinding sel dan plastida.
2. Memiliki bentuk sel yang tidak tetap.
3. Sama seperti sel tumbuhan, sel hewan juga memiliki vakuola, tapi ukurannya lebih kecil dan hampir tidak terlihat.
4. Memiliki sentriol yang tidak ditemukan pada sel tumbuhan. Pada sel hewan terdapat dua sentriol di dalam organel sentrosom.

Cara Kerja Sel Hewan

Sel hewan bekerja dengan cara transpor zat-zat melalui membran. Adapun mekanisme transportasinya dibagi menjadi dua, yaitu transportasi pasif dan trasportasi aktif. Transportasi pasif adalah perpindahan zat-zat mengikuti aliran perbedaan konsentrasi, sedangkan transportasi aktif adalah perpindahan zat-zat dengan melawan aliran perbedaan konsentrasi dan memerlukan energi. 

Transportasi pasif berlangsung melalui proses difusi dan osmosis. Sedangkan transportasi aktif terjadi melalui proses transpor aktif, eksositosis dan endositosis.

Transpor pasif

Sudah kita ketahui bahwa membran sel bersifat semipermeable, sehingga hanya zat-zat tertentu yang dapat melewatinya. Adapun macam-macam mekanisme transpor pasif pada membran sel sebagai berikut.

Difusi

Difusi, yaitu proses pergerakan partikel-partikel (molekul atau ion) suatu zat dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke larutan yang konsentrasinya rendah, dengan atau tanpa melalui membran. Salah satu contoh penting difusi dalam sel hewan adalah pegambilan oksigen oleh sel yang melakukan respirasi seluler. 

Oksigen terlarut berdifusi ke dalam sel respirator dan melintasi membran plasma. Selama respirasi seluler terus mengkonsumsi O₂ saat molekul-molekul masuk, difusi ke dalam sel akan terus berlanjut karena gradien konsentrasi mendukung pergerakan ke arah itu.

Difusi dipermudah dengan saluran protein

Substansi seperti asam amino, gula, dan substansi yang bermuatan tidaklah dapat berdifusi melalui membran plasma. Oleh sebab itu, substansi-substansi tersebut berdifusi melalui saluran yang dibentuk oleh protein integral. Contohnya, bila konsentrasi ion kalium di luar sel lebih tinggi dari yang ada di dalam sel, maka ion kalium akan masuk ke dalam sel melalui saluran protein secara difusi.

Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Adapun proses difusi dipermudah ini tak hanya melibatkan protein yang membentuk suatu saluran, tapi juga protein mengikat substansi yang ditranspor. Protein in disebut protein pembawa, yang bertugas mengangkut molekul polar, seperti asam amino dan glukosa.

Osmosis

Osmosis merupakan difusi pelarut melalui membran semipermeabel, yang secara prosesnya difusi air dari daerah berkonsentrasi rendah (hipotonik) mengalir ke daerah berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermeabel.

Contoh peristiwa osmosis dalam sel hewan terjadi pada sel darah merah, yaitu menjaga kestabilan bentuk sel darah merah dengan ditempatkan pada larutan garam 1%. Namun, membran sel sendiri memiliki kemampuan yang terbatas untuk mengembang, sehingga sel tersebut mudah pecah (lisis). Peristiwa ini pada sel darah merah disebut hemolisis. 

Dengan begitu, pada saat tertentu, sel perlu meningkatkan kembali kandungan zat-zat dalam sitoplasma untuk menaikan tekanan osmotik di dalam sel. Cara sel mempertahankan tekanan osmotiknya ini disebut osmoregulasi. Begitu seterusnya, sel akan selalu aktif dan hal tersebut terus dilakukan untuk mempertahankan kondisi setimbang antara sel dan lingkungannya. 

Sebab, proses metabolisme membutuhkan air, mineral atau garam dan berbagai zat yang terkandung dalam sitoplasma. Akibatnya, tekanan osmotik dan konsentrasi molekul-molekul lain pun berubah, sehingga terjadi aliran difusi dan osmosis secara terus-menerus dari dalam sel ke luar atau dari luar ke dalam sel.

Transpor Aktif

Transpor aktif merupakan mekanisme pemindahan molekul atau zat tertentu, melalui membran sel yang berlawanan arah dengan gradien konsentrasi (perbedaan konsentrasi). Oleh karena itu, harus ada energi tambahan dari sel yang digunakan untuk membantu berlangsungnya perpindahan tersebut. Energi tambahan yang digunakan, yaitu energi yang berasal dari ATP hasil mitokondria.

Contoh transpor aktif adalah pemompaan natrium (Na+) dan kalium (K+) pada sel-sel hewan, dengan pompanya berupa kelompok protein khas yang terdapat di dalam membran sel. Protein khas tersebut dapat menukar natrium (Na+) kedalam dan kalium (K+) ke luar sel, dengan menggunakan energi dari ATP. Pertukaran ini pun bersifat relatif seimbang, sehingga biasanya hanya 2 ion kalium yang dimasukan ke dalam sel untuk menukar 3 ion natrium yang dikelurakan.

Disamping itu juga terdapat sistem transpor yang terpadu, yaitu melalui transpor aktif dan difusi terfasilitasi. Contoh sistem transpor terpadu adalah transpor glukosa dari epitel usus halus ke darah. Adanya sistem transpor penggandengan glukosa dalam epitel usus halus, dapat memungkinkan glukosa ditranspor dari usus halus ke darah melalui sel.

Endositosis 

Endositosis merupakan proses masuknya senyawa dari luar ke dalam sel melalui membran, dengan cara pembungkusan senyawa atau cairan ekstraselular melalui pelekukan ke dalam sebagian membran. Proses endositosis ini bertujuan untuk memperoleh substansi spesifik dalam jumlah besar.

Ada tiga jenis endositosis, yakni (1) fagositosis, jika senyawa yang masuk ke dalam sel berupa zat padat, (2) pinositosis, jika senyawa yang dimasukkan dalam sel berupa larutan, (3) endositosis yang diperantarai reseptor, yakni endositosis yang terjadi saat fluida ekstraseluler terikat, pada kumpulan reseptor spesifik dalam lubang yang dilapisi protein di membran plasma, kemudian membentuk vesikula.

Eksositosis 

Eksositosis merupakan proses pengeluaran zat yang berada di dalam sel ke luar sel. Sekret terbungkus kantong membran yang kemudian melebar dan pecah. Selanjutnya, kantung membran tersebut bergabung kembali dengan membran plasma, sehingga sisa zat makanan akan dibuang keluar sel. 

Eksositosis umumnya berlangsung pada beberapa sel kelenjar atau sel sekresi. Misalnya, sel-sel kelenjar di pankreas yang akan mengeluarkan enzim ke saluran pankreas lalu bermuara di usus halus.

Apa saja jenis-jenis sel hewan?

Jenis-Jenis Sel Hewan

Sel Epitel

Jaringan epitel pada sel hewan disusun atas sel-sel yang dikemas dengan rapat, dan melapisi permukaan-permukaan tubuh. Sel epitel berfungsi sebagai sawar (barrier), pengatur penyerapan zat-zat, maupun pelindung dari dehidrasi, dingin, serangan mikroba, dan lain-lain. Adapun ketiga jenis sel yang menyusun jaringan epitel adalah sel-sel skuamosa yang tipis dan rata, sel-sel kuboidal, dan sel-sel kolumnar.

Sel Otot

Jaringan otot pada sel hewan adalah jaringan kontraktil yang tersusun atas tiga jenis otot, yaitu otot rangka (skeletal) atau otot lurik (striated) yang menghasilkan gerakan sadar; otot polos (smooth) yang memengaruhi hampir semua gerakan tak sadar, misalnya peristalsis padu saluran pencernaan; dan otot jantung (cardiac) yang membentuk otot pada jantung.

Sel Saraf

Jaringan saraf terdiri atas neuron (sel-sel saraf) yang beberapa selnya dapat memiliki panjang hingga mencapai satu meter. Impuls saraf akan bergerak dari badan sel neuron melalui akson-nya, kemudian menuju badan sel neuron melalui salah satu dendrit-nya.

Neuron sensoris seringkali terspesialisasi untuk memberikan respons terhadap rangsangan yang spesifik, seperti sentuhan, suara, bau, dan lain-lain. Sedangkan neuron motoris lebih berperan dalam mengaktifkan respons otot, yang kemudian berkoordinasi dengan neuron sensoris melalui neuron asosiasi. Sel-sel saraf pun dapat kita temukan di seluruh tubuh, terutama di otak dan urat saraf tulang belakang.

Adapun kumpulan dari jaringan sel-sel di atas merupakan sebuah organ dan sistem organ, yang dapat dengan mudah diamati pada hampir semua kelompok hewan.

Apa perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhan?

Struktur sel tumbuhan dan sel hewan pada dasarnya memiliki banyak persamaan dalam komponen kimia penyusunnya, maupun jenis-jenis organelnya. Walau demikian, karena peran ekologis yang berbeda pada tumbuhan dan hewan, maka ada beberapa perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan tersebut.

Adapun perbedaan mendasar antara sel tumbuhan dan sel hewan berada pada jenis organel atau komponen sel, seperti yang telah disusun dalam tabel berikut ini.

Quipperian, itulah penjelasan singkat mengenai sel hewan beserta struktur dan cara kerja selnya. Untuk memperdalam pemahaman mengenai sel hewan, kalian bisa langsung bergabung dengan Quipper Video untuk mempelajarinya melalui video pembelajaran yang disediakan. Ayo, bergabung sekarang juga!