KIMIA SEL DAN EVOLUSI SEL

MAKALAH

Disusun untuk memenuhi tugas matakuliah Biologi Selyang dibimbing oleh Bapak Prof. Dr. agr. H. Mohamad Amin, M.Si

Oleh kelompok 2Bima Dwi Pranata(120341421956)Delonix Regia (120341421939)Eka Budiarti N. (120341421946)Koko Setiadi Santoso (120341421949)Novita Dwi K. (120341421938)Yendania Grevitara P. (120341421930)

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMJURUSAN BIOLOGISeptember 2013

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSel hidup sangat tergantung pada berbagai interaksi kimia yang dilakukan oleh komponen kimia sel. Interaksi tersebut sangat terkoordinasi dengan baik oleh intruksi gen dan lingkungan sel. Empat unsur komponen kimia yang paling banyak terdapat dalam sel adalah hidrogen, oksigen, karbon, dan nitrogen. Keempat unsur ini menyusun sampai 99% masa dalam sel. Karbon menyusun 50-60%, nitrogen 8-10%, oksigen 25-30% dan hidrogen 3-4%, sedangkan unsur Ca, P, K, S,Na, Cl dan Mg yang terdapat dalam sel sebesar 4%. Dari susunan tersebut tampak bahwa sel mengandung komponen organik dan anorganik. Sekitar 7 persen dari berat hidup materi adalah terdiri dari ion anorganik dan molekul kecil seperti asam amino (membangun blok protein), nukleotida (Blok bangunan DNA dan RNA), asam lemak (yang blok bangunan biomembranes), dan gula sederhana (bangunan blok dari pati dan selulosa).Semua makhluk hidup tersusun atas sel-sel, membran kecil yang mengelilingi ruangan berisi cairan kimia. Bentuk makhluk hidup paling sederhana adalah sel-sel soliter yang memperbanyak diri dengan pembelahan biner. Organisme yang lebih tinggi seperti manusia, tampak seperti kota sel yang setiap kelompok kecil mempunyai fungsi dan spesialisasi masing-masing dan dihubungkan dengan sistem komunikasi yang rumit. Sel menempati setengah skala kompleksitas makhluk biologis.

1.2 Rumusan Masalaha. Apa saja komponen kimia dalam sel?b. Bagaimana proses penting dalam evolusi sel?c. Bagaimana perkembangan evolusi sel?

1.3 Tujuana. Untuk mengetahui komponen kimia dalam sel.b. Untuk mengetahui proses penting dalam evolusi sel.c. Untuk mengetahui perkembangan evolusi sel.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Komponen kimia dalam selSel dibangun oleh komponen kimia yang terdiri dari komponen anorganik dan organik. Komponen anorganik adalah komponen yang berasal dari alam, seperti garam mineral dan ion-ion. Komponen organik adalah komponen yang dihasilkan oleh makhluk hidup, sedangkan komponen anorganik ialah komponen yang tidak dapat dihasilkan sendiri oleh makhluk hidup.Secara garis besar komponen organik penyusun sel dapat dikelompokan menjadi 4 kelompok utama yaitu Karbohidrat, Lipida, Protein dan Asam Nukleat.

1. KarbohidratKarbohidrat tersusun atas unsur C, H, dan O dengan rumus molekul ( CnH2nOn ) misalnya: glukosa ( C6H12O6 ), Diosa ( C2H4O2 ), triosa ( C3H6O3 ), dsb.Fungsi utama adalah sebagai sumber energi bagi sel (bagi mahkluk hidup).Karbohidrat terbagi dalam 4 kelompok besar, yaitu :a.Monosakarida (CnH2nOn)Monosakarida (dari Bahasa Yunani, mono: satu, sacchar: gula) adalah senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana. Monosakarida yang tidak biasa dihidrolisis menjadi bagian yang lebih kecil. Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya (triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa)TriosaTriosa adalah monosakarida yang mengandung 3 atom karbon. Contoh: gliseraldehida dan dihidroksiaseton.Tertrosa Tertrosa adalah monosakarida yang mengandung 4 atom karbon. Contoh: Erutrulose.

PentosaMengandung 5 atom karbon, di dalam sel terdapat pada Asam Nukleat (DNA, RNA) dan beberapa koenzim. Contoh: ribosa, dan deoksiribosa. HeksosaMengandung 6 atom karbon. Contoh: glukosa, fruktosa, dan galaktosa.b.DisakaridaDisakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida. 1. Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung (amilum). Maltosa tersusun dari molekul -D-glukosa dan -D-glukosa. Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit yaitu menghubungkan C 1 dari -D-glukosa dengan C 4 dari -D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu karena maltosa terhidrolisis oleh -glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa.

2. Sukrosa

Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosa dikenal dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,2 . Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan -D-glukosa dan -D-fruktosa. Campuran gula ini disebut gula inversi, lebih manis dari pada sukrosa. Jika kita perhatikan strukturnya, karbon anomerik (karbon karbonil dalam monosakarida) dari glukosa maupun fruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatan sehingga keduanya tidak memiliki gugus hemiasetal.

3. Laktosa

Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi. Laktosa tersusun dari molekul -D-galaktosa dan -D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan 1,4'-. Hidrolisis darilaktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan akan memberikan jumlah ekivalen yang sama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa.c.OligosakaridaOligosakarida merupakan gabungan dari molekul-molekul monosakarida yang jumlahnya antara 2 (dua) sampai dengan 8 (delapan) molekul monosakarida. Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida dan lainnya.d. PolisakaridaPolisakarida merupakan polimer monosakarida, mengandung banyak satuan monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Hidrolisis lengkap dari polisakarida akan menghasilkan monosakarida. Polisakarida terdiri dari: Homopolisakarida: dibentuk oleh monosakarida yang sama, misalnya molekul amilum dan glikogen. Amilum cadangan makanan pada sel tumbuhan sedangkan glikogen cadangan pada sel hewan. Amilum: terdiri dari amilosa dan amilopektin. Glikogen: merupakan polimer dari molekul glukosa. Pada sel hewan jumlahnya sangat sedikit. Tetapi pada mollusca, hati, otot banyak mengandung glikogen. Inulin: zat ini banyak terdapat pada sel akar tumbuhan tertentu, polisakarida ini tergolong fruktosa yang dihidrolisis menghasilkan fruktosa. Selulosa: polimer dari sellobiosa dengan rumus kimia (C12H22O11). Selulosa banyak terdapat pada dinding sel tumbuhan tinggi yang berfungsi sebagai pelindung sel.

2. Lemak / LipidaLipida dapat di ekstraksi dari jaringan sel hewan maupun tumbuham melalui pelarut lemak. Lipid mencakup asam lemak, lemak netral, fosfolipid, glikolipid, terpen, dan streroid. Tersusun atas unsur C, H dan O, Senyawa utama yang membentuk lemak adalah asam lemak dan gliserol. Asam lemak berperan penting sebagai penyusun selaput plasma. Asam lemak memiliki dua daerah: rantai hidrokarbon: bersifat hidrofobik tidak larut dalam air dan kurang reaktif; gugus asam karboksilat; mengion di dalam larutan. Terlarut dalam air, mudah bereaksi membentuk ester.Fosfolipid mempunyai ekor hidrofobik yang terdiri dari dua buah rantai asam lemak dan gugus kepala yang bersifat hidrofilik. Dua buah lapisan fosfolipid dapat berkaitan ekor dengan ekor membentuk dwilapisan fosfolipid yang merupakan struktur dasar selaput plasma. Macam-macam lipida yang terdapat didalam makhluk hidup :a. Lipida sederhana ialah ester alkohol atau trigliserida yang asam lemak dan alkohol.b. Lipida gabungan merupakan ester asam lemak yang dihidrolisa menghasilkan asam lemak, alkohol dan zat-zat yang lain. Lipida gabungan terdapat dalam protoplasma sel hewan dan sel tumbuhan yaitu : fosfolipida, dan spingolipida.

3. ProteinProtein tersusun atas unsur C, H,O dan N terkadang juga ditambah P dan S. Fungsi protein adalah membentuk organel sel ( ribosom, mitokondria, kromosom dll ), membentuk selaput sel, membangun dan mengganti jaringan yang aus/rusak membentuk senyawa lain ( hormon, antibodi, enzim ). Jenis protein di dalam sel A. protein sederhana (albumin, globulin ) B. protein kompleks (lipoprotein,nukleoprotein) C. enzim (koenzim, apoenzim) D. hormon, E. asam nukleat.

4. Molekul asam nukleatAda 2 macam asam Nukleat yaitu Asam deoksiribonukleat (DNA) molekul yang membawa informasi genetik organisme hidup . Asam ribonukleat (RNA). Pensentesis proteinKedua asam ini adalah polimer linier yang tidak bercabang, dengan nukleotida sebagai monomernya.Komponen anorganik penyusun sel meliputi;1. Air (H2O)Memiliki peran besar / sentral bagi kehidupan sebuah sel. Beberapa peranan air di dalam sel antara lain sebagai media reaksi kimia, transportasi zat, juga sebagai pelarut berbagai zat di dalam sel.

2. Garam mineral, Sebagian besar terdapat dalam bentuk ion positip (anion) ataupun ion negatip (kation). Beberapa contoh garam mineral dalam sel antara lain NaCl, MgCl, CaSO4, dan NaHCO3. 3. Gas, Meliputi beberapa jenis gas yang banyak terlibat dalam aktivitas sel seperti oksigen (O2 ), karbondioksida (CO2), dan amonia (NH3).

2.2 Proses penting dalam evolusi sel. Evolusi adalah sebuah prinsip dasar dalam biologi , dan evolusi membantu kita untuk mengerti beberapa hal yang membingingkan di dunia. Dalam mempelajari evolusi sel, yang harus dipahami adalah pengertian sel. Sel merupakan unit yang menyusun bagian terkecil kemudian membangun yang lebih kompleks untuk struktur yang lebih besar. Dimulai dengan asal mula sel di bumi,para ilmuwan menganggap bagaimana sifat-sifat tipe molekul yang memberikan informasi hereditas yang dapat mengirimkan dan menyampaikan sehingga terjadi evolusi. Di dalam membran molekul-molekul menyediakan bahan-bahan esensial untuk replikasi sel sendiri.Mengikuti hal ini dapat dideskripsikan transisi penting yang terjadi dalam evolusi ini, dari sel kecil seperti bakteri sampai sel-sel yang lebih besar dan kompleks seperti yang ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Akhirnya, dapat disimpulkan bahwa satu sel mungkin berkembang menjadi organisme multiseluler, menjadi terspesialisasi dan bekerja sama dalam suatu formasi organ yang rumit seperti otak. Terdapat dua proses penting dalam evolusi sel yaitu; (1) peristiwa variasi acak dalam informasi genetik terjadi pada individu dan keturunannya, (2) seleksi dari berbagai informasi genetik yang membantu pemiliknya untuk bertahan hidup dan berkembang biak.

2.3 Perkembangan evolusi selProkariota diduga berkerabat lebih dekat dengan progenot hasil postulasi (nenek moyang dari semua sel, sebelum adanya genom) daripada eukariota, dan sesama prokariota diduga juga mempunyai kekerabatan yang lebih dekat daripada dengan eukariota yang manapun. Sebagian besar spesies prokariota kemudian bisa diklasifikasikan lebih lanjut sebagai eubakteria. Subkingdom prokariotik lainnya, yaitu archae, hidup pada lingkungan-lingkungan yang diduga tersebar luas pada saat kehidupan mulai berevolusi untuk pertama kalinya. Karenanya, dipercaya bahwa eubakteria berevolusi dari archae primitive dan eukariota berevolusi dari eubakteria. Akan tetapi, secara bertahap ditemukan lebih banyak lagi perbedaan yang memisahkan kedua sub-kingdom prokariota tersebut. beberapa sifat dari archae dapat dijumpai pula pada eubakteriac (keduanya merupakan prokariota), sedangkan beberapa sifat lainnya ditemukan pula pada eukariota (misalnya gen-gen bagi rRNA dan tRNA mengandung intron) berdasarkan hasil analisisnya terhadap sekuens nukleotida pada rRNA 16S yang amat lestari dari berbagai organisme , pada tahun 1977 Carl Woese menyatakan bahwa archae berbeda dari eubacteria dan dari eukaruiota. Saat ini ketiga kelompok tersebut juga berevolusi dari progenot yang sama.Organisme-organisme yang mempunyai sebuah nucleus kemungkinan telah berevolus sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu, akan tetapi bagaimana munculnya membrane nucleus pertama masih berupa misteri. Berdasarkan hipotesis poliferasi membrane, satu atau lebih invaginasi membrane plasma pada progenot akan bersatu secara internal mengelilingi genom,menjadi terpisah dari membrane plasma. Dan membentuk membrane nucleus berlapis ganda. Proses melipatnya membrane plasma kearah dalam menerangkan fakta bahwa nucleus sel-sel eukaryotik modern diselubungi oleh membrane ganda yang terdiri dari dua lapisan-ganda lipid (lipid bilayer). Sebagian RE bersambungan dengan membrane terluar selubung nucleus.Asal-usul mitokondria pada eukaryote yang berusia lebih muda dapat dijelaskan dengan teori endo simbiotik. Beberapa sel pusba dapat mengingesti partikel-partikel makanan melalui invaginasi endositik membrane plasmanya. Barangkali setidaknya ada sebuah sel pencari makan berukuran besar dan mampu berfermentasi yang telah menelan satu atau lebih bakteri respirasi kecil, namun tidak dapat mencernanya. Endosimbion ini dapat bertahan hidup pada lingkungan yang kayaakan nutrisi dan dapat bersembunyi dari sel predator lainnya. Sebaliknya, sel-sel inang pencari makan tadi mendapatkan keuntungan energy dari respirasi oksidatif melebihi dari fermentasi. Keuntungan-keuntungan komplementer ini kemudian berevolusi menjadi sebuah hubungan simbiosis (hidup bersama) dimana salah satu entitas tidak dapat hidup tanpa entitas lainnya. Sebagian dari adaptasi bersama ini, melibatkan transfer sebagian gen bakteri endosimbion kedalam nucleus sel inang. Sebagian besar molekul bermuatan negative, termasuk diantaranya mRNA, tRNA, rRNA, dan beberapa jenis protein, yang tidak dapat melewati membrane organel-organel tersebut harus tetap dikode oleh genom organel itu sendiri. Proses ini diduga telah memunculkan mitokondria pada sel-sel eukariotik modern setidaknya 1,5 miliar tahun yang lalu.Bukti yang lebih kuat dapat ditunjukkan pada evolusi kloroplas melalui endosimbiosis daripada evolusi metokondria. Suatu sel eukariotik pencari makan yang aerob (sel yang telah mengevolusikan mitokondria) diduga mampu menelan satu atau lebih eubakteria (yang berkerabat dengan sianobakteri) yang dapat melakukan fotosintesis oksigenik. Dalam proses evolusinya menjadi kloroplas, endosimbion melepaskan beberapa gennya ke dalam genom nukleus, namun dalam jumlah yang tidak sebanyak seperti dilepaskan oleh endosimbion yang berevolusi menjadi mitokondria. Seperti halnya mitokondria, protokloroplas juga harus mempertahankan gen-gen yang mengkode tRNA dan rRNA bagi sintesis protein di dalam kloroplas.Banyak bukti mendukung teori endosimbiotik bagi asal usul kloroplas dan mitokondria. Organel-organel ini mempunyai ukuran yang hampir sama dengan bakteri. Genomnya terdapat di dalam sebuah molekul DNA sirkuler tunggal tanpa protein histon, seperti pada bakteri. Kedua organel bereproduksi secara aseksual melalui pertumbuhan dan pembelahan organel yang menyerupai pembelahan biner. Sintesis protein pada mitokondria dan kloroplas dihambat oleh berbagai antibiotik yang menginaktifkan ribosom bakteri, namun hanya mempunyai efek yang kecil pada ribosom sitoplasma eukariotik. Polipeptida yang baru dibentuk pada bakteri, mitokondria, dan kloroplas mengkodekan molekul tRNA dan rRNA bagi sistem-sistem sintesis proteinnya sendiri. Ribosom yang terdapat pada kedua organel mempunyai bentuk dan ukuran yang serupa dengan ribosom bakteri. Terakhir, teori endosimbiotik menerangkan fakta bahwa kedua organel tersebut mempunyai membran ganda. Membran dalamnya menyerupai membran plasma endosimbion nenek moyang, sedangkan membran luarnya merepresentasikan membran plasma nenek moyang sel inang pencari makannya.

BAB IIIPENUTUP3.1 KESIMPULAN1. Sel dibangun oleh komponen kimia yang terdiri dari komponen anorganik dan organik. Secara garis besar komponen organik penyusun sel dapat dikelompokan menjadi 4 kelompok utama yaitu Karbohidrat, Lipida, Protein dan Asam Nukleat. Komponen anorganik sel terdiri dari air, garam mineral dan gas.2. Terdapat dua proses penting dalam evolusi sel yaitu; a. peristiwa variasi acak dalam informasi genetik terjadi pada individu dan keturunannya, b. seleksi dari berbagai informasi genetik yang membantu pemiliknya untuk bertahan hidup dan berkembang biak.3. Perkembangan sel dari sel prokariotik menjadi sel eukariotik meliputi banyak sejarah dari berbagai tokoh-tokoh dunia.

DAFTAR RUJUKANStransfreld, William D., Jaime S. Colome, Ranl J. Cano. 2006. Biologi Molekuler & Sel. Jakarta: Erlangga. Champbell, Recce, Urry, Cain, wasserman, minorsky, & jackson. 2010. Biology Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Erlangga.Sumadi, Aditya. 2007. BIOLOGI SEL. Jakarta: Gramedia.