Biologi sel adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari sel sebagai unit dasar kehidupan. Ilmu ini mencakup struktur sel, fungsi, komunikasi antar sel, serta siklus hidupnya.
1. Struktur Sel dan Organelnya
Sel terbagi menjadi dua jenis utama:
- Sel Prokariotik (bakteri dan archaea) → Tidak memiliki nukleus sejati.
- Sel Eukariotik (hewan, tumbuhan, jamur, protista) → Memiliki nukleus dan organel bermembran.
A. Komponen Sel Prokariotik
- Membran Plasma → Mengatur keluar masuknya zat.
- Dinding Sel → Struktur pelindung (tersusun dari peptidoglikan pada bakteri).
- DNA Nukleoid → Materi genetik yang tidak terbungkus nukleus.
- Ribosom → Sintesis protein.
- Flagela/Pili → Pergerakan dan komunikasi antar sel.
B. Komponen Sel Eukariotik
1. Membran Plasma
- Tersusun dari fosfolipid bilayer dan protein.
- Berfungsi sebagai pelindung dan pengatur transportasi zat.
2. Nukleus
- Mengandung DNA dalam bentuk kromatin.
- Tempat terjadinya replikasi DNA dan transkripsi RNA.
3. Mitokondria
- “Pembangkit tenaga sel” → Tempat berlangsungnya respirasi seluler dan produksi ATP.
4. Retikulum Endoplasma (RE)
- RE Kasar: Ditempeli ribosom, berperan dalam sintesis protein.
- RE Halus: Berperan dalam sintesis lipid dan detoksifikasi zat beracun.
5. Ribosom
- Tersusun dari RNA ribosom (rRNA) dan protein.
- Berperan dalam sintesis protein.
6. Aparatus Golgi
- Memodifikasi, mengemas, dan mengirimkan protein ke berbagai tujuan dalam sel.
7. Lisosom (khusus hewan)
- Mengandung enzim hidrolitik untuk pencernaan intraseluler.
8. Peroksisom
- Mengandung enzim untuk mengurai hidrogen peroksida (H₂O₂) yang beracun.
9. Vakuola (besar pada tumbuhan)
- Tempat penyimpanan zat (air, enzim, nutrisi).
10. Sitoskeleton
- Tersusun dari mikrotubulus, mikrofilamen, dan filamen intermediat yang membantu dalam bentuk sel, pergerakan, dan pembelahan sel.
2. Fungsi Sel
- Metabolisme
- Proses kimia dalam sel, termasuk anabolisme (sintesis) dan katabolisme (pemecahan).
- Sintesis Protein
- DNA → RNA → Protein (Dogma Sentral Biologi).
- Transportasi Seluler
- Difusi & Osmosis: Perpindahan zat tanpa energi.
- Transport aktif: Memerlukan ATP untuk memindahkan zat melawan gradien konsentrasi.
- Komunikasi Sel
- Melalui sinyal kimia (hormon, neurotransmiter).
- Pembelahan Sel
- Mitosis (pertumbuhan & perbaikan jaringan).
- Meiosis (pembentukan gamet dalam reproduksi seksual).
3. Siklus Sel
Siklus sel terdiri dari interfase dan fase pembelahan (Mitosis atau Meiosis).
A. Interfase
- G1 → Pertumbuhan sel & sintesis protein.
- S → Replikasi DNA.
- G2 → Persiapan untuk pembelahan sel.
B. Pembelahan Sel
Mitosis (Sel Somatik)
- Profase → Kromatin memadat menjadi kromosom, membran nukleus mulai hilang.
- Metafase → Kromosom berbaris di tengah sel.
- Anafase → Kromatid saudara ditarik ke kutub sel.
- Telofase → Sel mulai membelah, nukleus terbentuk kembali.
- Sitokinesis → Sel terbelah menjadi dua sel anak.
Meiosis (Sel Reproduksi/Gamet)
- Menghasilkan empat sel haploid (n) yang berbeda secara genetik dari induknya.
- Terdiri dari dua tahap: Meiosis I (reduksi jumlah kromosom) dan Meiosis II (pemisahan kromatid).
4. Komunikasi dan Regulasi Sel
Sel berkomunikasi menggunakan molekul sinyal, seperti hormon dan neurotransmiter, melalui:
- Sinyal Autokrin → Sel mengirim sinyal ke dirinya sendiri.
- Sinyal Parakrin → Sinyal ke sel di sekitarnya.
- Sinyal Endokrin → Hormon dalam darah mempengaruhi sel jauh.
- Sinyal Sinaptik → Melalui neurotransmiter antar neuron.
5. Aplikasi Biologi Sel
- Kesehatan: Pemahaman tentang kanker, terapi sel punca, terapi gen.
- Forensik: Analisis DNA dalam identifikasi kriminal.
- Bioteknologi: Produksi insulin rekombinan, terapi CRISPR-Cas9.
- Kedokteran Regeneratif: Rekayasa jaringan dan pengobatan berbasis sel.
