Bioteknologi

               Bioteknologi merupakan cabang ilmu biologi yang mempelajari pemanfaatan organisme, sistem, atau proses biologi untuk menghasilkan produk berupa barang atau jasa yang berguna untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. Perkembangan bioteknologi didukung oleh perkembangan cabang ilmu yang lain yaitu mikrobiologi, genetika, fisika, kimia biokimia, fisiologi, dan lain-lain. Bioteknologi memberikan harapan besar untuk meningkatkan kesejahteraan manusia dengan berbagai terobosan yang dilakukannya.
              
                 Bioteknologi telah dimanfaatkan sejak lama. Contohnya adalah pembuatan makanan dengan cara fermentasi seperti membuat tapai, peuyem, tuak, anggur sari buah, dan brem telah dilakukan bangsa Indonesia sejak dulu. Mikroorganisme sangat berperan dalam proses bioteknologi, karena mempunyai sifat dan kemampuan yang unik. Pada bab ini kamu akan mempelajari berbagai jenis pemanfaatan mikroorganisme.

                 Bioteknologi terus berkembang, dari bioteknologi sederhana/konvensional menjadi bioteknologi modern. Untuk memudahkan mengenal bioteknologi, kamu harus dapat membedakan bioteknologi modern dan bioteknologi tradisional/konvensional. Perbedaannya terletak pada prinsip-prinsip ilmiah yang digunakan. Bioteknologi konvensional masih menggunakan prinsip-prinsip ilmiah yang sederhana. Sedangkan bioteknologi modern telah menggunakan prinsip-prinsip genetika dan biologi molekuler. Jadi dalam bioteknologi konvensional belum melibatkan rekayasa genetika dan bioteknologi modern telah melibatkan rekayasa genetika.
Mikroorganisme yang berperan dalam bioteknologi contohnya virus, bakteri, alga, jamur, maupun protozoa. Alasan penggunaan mikroorganisme dalam bioteknologi adalah perkembangannya sangat cepat, kemampuan metabolismenya sangat tinggi, dapat tumbuh di berbagai media, dapat tumbuh dan berkembang tanpa terpengaruh cuaca dan iklim, pertumbuhannya mudah dikontrol, dan sifat genetisnya mudah dimodifikasi. Oleh karena itu dalam proses bioteknologi, mikroorganisme ditumbuhkan dalam kondisi yang optimum sehingga efisiensi produksi sangat tinggi.
Pada bagian Bioteknologi ini akan dibahas beberapa sub bagian yaitu:

1. Bioteknologi di Bidang Pangan
2. Bioteknologi di Bidang Industri
3. Bioteknologi di Bidang Pertanian
4. Bioteknologi di Bidang Peternakan
5. Bioteknologi di Bidang Reproduksi

enzim

                                                           Enzim

    Kata enzim berasal dari “en-zyme” yang berarti dalam ragi (yeast), mulai dipakai sejak 1877. Sebelumnya telah dikenal diastase (A.Payen dan J.Persoz,1833), pepsin (T.Schwan,1836), emulsion (J.V.Liebig dan F.Wohler,1837), masing – masing adalah senyawa organik yang dapat menghidrolisis pati, protein dan glikosida.

   Enzim adalah suatu biokatalisator yang dapat bertindak menguraikan molekul yang rantainya panjang menjadi lebih sederhana, serta dapat juga membantu mekanisme reaksi yang mana tergantung pada enzimnya. Walaupun enzim ikut serta dalam reaksi dan mengalami perubahan fisik selama reaksi, enzim akan kembali kepada keadaan semula bila reaksi telah selesai.


   Enzim mempunyai tenaga katalitik yang luar biasa dan biasanya jauh lebih besar dari katalisator sintetik. Spesifitas enzim sangat tinggi terhadap substratnya. Enzim mempercepat reaksi kimia secara spesifik tanpa pembentukan produk samping. Enzim merupakan unit fungsional untuk metabolisme dalam sel, bekerja menurut urutan yang teratur. Sistem enzim terkoordinasi dengan baik menghasilkan suatu hubungan yang harmonis diantara sejumlah aktivitas metabolik yang berbeda.

Kebanyakan enzim diberi nama dengan penambahan akhiran –ase pada kata yang menunjukkan senyawa asal yang diubah oleh enzim atau pada nama jenis reaksi kimia yang dikatalisis enzim.

   Enzim adalah protein yang diproduksi dari sel hidup dan digunakan oleh sel-sel untuk mengkatalisis reaksi kimia yang spesifik. Enzim memiliki tenaga katalitik yang luar biasa dan biasanya lebih besar dari katalisator sintetik. Spesifitas enzim sangat tinggi terhadap substratnya. Tanpa pembentukan produk samping enzim merupakan unit fungsional untuk metabolisme dalam sel, bekerja menurut urutan yang teratur. Sistem enzim terkoordinasi dengan baik menghasilkan suatu hubungan yang harmonis diantara sejumlah aktivitas metabolic yang berbeda.


   Enzim dikatakan sebagai suatu kelompok protein yang berperan sangat penting dalam aktivitas biologis. Dalam jumlah yang sangat kecil, enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan-penyimpangan hasil akhir reaksinya. Enzim ini akan kehilangan aktivitasnya akibat panas, asam atau basa kuat, pelarut organik, atau pengaruh lain yang bisa menyebabkan denaturasi protein. Enzim dikatakan mempunyai sifat sangat khas, karena hanya bekerja pada substratnya.

Gambar ilustrasi enzim (sumber: anneahira.com)

Untuk aktivitasnya kadang-kadang enzim membutuhkan kofaktor yang bisa berupa senyawa organik atau logam. Senyawa organik itu terikat pada bagian protein enzim. Bila ikatan itu lemah maka kofaktor tadi disebut co-enzim dan dan jika terikat erat melalui ikatan kovalen maka dinamakan gugus prostetis. Pada umumnya dua kofaktor itu tidak dibedakan dan disebut co-enzim saja. Apabila enzim itu terdiri dari bagian seperti yang diterangkan diatas maka keseluruhan enzim itu dinamakan holo enzim. Bagian protein dinamakan apo-enzim dan bagian non proteinnya disebut co-enzim. Fungsi logam pada umumnya adalah untuk memantapkan ikatan substrat pada enzim atau mentransfer electron yang timbul selama proses katalisis.

Metabolisme

Santorio Santorio (1561—1636) diyakini pertama kali melakukan eksperimen atas metabolisme dengan menggunakan timbangan besar.

        Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος, metabolismos, perubahan) adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular.
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik,

• katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi
• anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.^[1]

Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.
Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.

Katabolisme

Jalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana mencakup:

• Respirasi sel, jalur metabolisme yang menghasilkan energi (dalam bentuk ATP dan NADPH) dari molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein). Jalur-jalur metabolisme respirasi sel juga terlibat dalam pencernaan makanan.
  • Katabolisme karbohidrat
    • Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa.
    • Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkan oksigen.
    • Jalur pentosa fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa.
  • Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.
• Respirasi aerobik
  • Transpor elektron
  • Fosforilasi oksidatif
• Respirasi anaerobik,
  • Daur Cori
  • Fermentasi asam laktat
  • Fermentasi
  • Fermentasi etanol

Anabolisme

Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:

• Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa.
• Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.
• Jalur sintesis porfirin
• Jalur HMG-CoA reduktase, mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid.
• Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya pembentukan alkaloid dan terpenoid.
• Fotosintesis
• Siklus Calvin dan fiksasi karbon

struktur penyusun sel manusia

STRUKTUR PENYUSUN SEL MANUSIA

Adapun struktur-struktur yang menyusun sel manusia adalah :

1. Membran Plasma

adalah lembaran tipis yang memisahkan sel dengan dunia luarnya. strukturnya di kenal sebagi model mosaik cair. yang terdiri atas lapisan ganda yang disusun oleh fosfoipid dan protein.
sifat dari fosfolipid yaitu : a. Hidrofilik (suka air) & b. Hidrofobik (menjauhi air). 

Fungsi membran plasma :

a. Pembatas sel dengan lingkungan luarnya.

b. melindungi isi sel supaya tidak keluar meninggalkan sel.

c. mengatur pertukaran zat yang keluar/masuk dari sel.

d. melakukan seleksi tehadap zat-zat yang masuk/keluar sel.

e. tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia.

f. sebagai tempat penerima rangsang dari luar.

2. Sitoplasma

merupakan plasma/cairan sel yang berada diantara inti sel dan membran plasma. cairan/plasma tersebut biasa disebut dengan sitosol. sitosol bersifat koloid (mirip jelly).

Fungsi sitoplasma : sebagai tempat berlangsungnya metabolisme sel.

3. Organel-Organel Sel

adalah alat-alat yang ada didalam sel. dengan adanya ini, sel dapat berfungsi dengan baik.  

Organel-Organel Sel terdiri dari :

a. Nukleus

nukleus dapat dianalogikan sebagai sebuah rumah untuk informasi-informasi pewarisan sifat suatu makhluk hidup. 

didalam nukleus terdapat membran nukleus yang memisahkan kandungan isi nukleus dengan sitoplasma. membran nukleus terdiri atas komponen fosfolipid dan protein. membran nukleus berfungsi sebagai pintu gerbang lalu lintas ekstensif antara nukleus dan sitoplasma.

Fungsi Nukleus :

a. untuk memerintahkan pembentukan zat-zat kimia bagi sel.

b. mengendalikan produksi sel-sel baru.

c. mengatur perkembangan sifat secara genetika.

b. Retikulum Endoplasma (RE)

merupakan organel sel berupa lipatan-lipatan dan tabung-tabung membran yang tersebar diseluruh sitoplasma. pada permukaan RE berlangsung berbagai reaksi kimia. berdasarkan ada dan tidaknya ribosom yang menempel pada permukaannya, RE dibedakan menjadi 2:

- RE kasar : memiliki banyak ribosom sehingga tampak berbintil-bintil. RE kasar berfungsi dalam proses sintesis (tempat penyusunan) protein.

- RE halus : tidak memiliki ribosom. RE halus berfungsi dalam proses sintesis lemak dan sedikit hormon.

c. Mitokondria

mitokondria banyak ditemukan pada sel-sel eukariotik. mitokondria merupakan sel bermembran ganda. membran luar memiliki struktur halus yang berfungsi membatasi bagian dalam mitokondria dengan sitoplasma. membran dalam memiliki struktur berupa lipatan-ipatan yang disebut krista. yang berfungsi untuk meningkatkan terjadinya proses respirasi selular yang menghasilkan ATP (energi). sehubungan dengan kemampuannya untuk menghasilakan energi, mitokondria disebut sebagai unit pembangkit tenaga dari suatu sel.

d. Plastida

plastida hanya ditemukan pada sel-sel tumbuhan. umumnya dikenal 3 tipe plastida, yaitu :

- Amiloplas : plastida yang tidak berwarna. fungsinya untuk menyimpan cadangan makanan. misalnya berupa pati.

- Kromoplas : plastida yang mengandung pigmen merah dan oranye. banyak terdapat pada organ bunga, buah dan beberapa daun pada jenis tumbuhan tertentu.

- Kloroplas : plastida yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil), enzim dan molekul-molekul lain yang berfungsi dalam fotosintesis. 

e. Badan Golgi

bentuknya seperti kantong-kantong yang bertumpuk-tumpuk. 

Fungsi Badan Golgi :

- tempat pengubah enzim dari bentuk yang tidak aktif (inaktif) menjadi bentuk yang aktif.

- sebagai tempat penyimpanan sementara protein dan zat-zat lainnya yang beraaal dari RE.

- bertanggung jawab terhadap pembentukan lisosom.

f. Lisosom

merupakan organel sel yang bermembran tunggal yang antara lain dihasilkan oleh badan golgi. lisosom mengandung enzim hidrolitik, yang mampu mencerna setiap makromolekul secara intraselular. 

mekanisme aktifitas lisosom : makromolekul masuk kedalam sel secara fagositosis. lalu lisosom dari badan golgi bergabung dengan vakuola makanan. pada saat itu enzim dari lisosom masuk ke vakuola untuk mencerna makromolekul. 

mekanisme demikian dapat terjadi ketika sel-sel darah putih memakan bakteri/benda asing lainnya. oleh karna itu, lisosom dianggap sebagi organel pertahanan sel.

g. Badan Mikro

merupakan organel sel yang berukuran kecil, yang memiliki membran tunggal. 

ada 2 bagian penting dari badan mikro, yaitu :

- Peroksisom : memiliki enzim oksidatif dan katalase. enzim oksidatif berfungsi dalam mentransfer hidrogen dari bermacam-macam substrat ke oksigen. sehingga membentuk senyawa hidrogen peroksida (H₂O₂) yang bersifat racun. tetapi dengan adanya enzim katalase, senyawa peroksida dapat diuraikan menjadi air dan oksigen.

- Glioksisom : sering ditemukan dalam jaringan tumbuhan yang mengandung lemak. glioksisom mengandung enzim yang mampu mengubah lemak menjadi gula.

h. Vakuola

merupakan organel sel yang berupa kantong-kantong bermembran besar. vakuola dapat ditemukan pada sel tumbuhan dan hewan. vakuola yang berukuran kecil disebut vesikel.

pada sel tumbuhan, vakuola dibungkung oleh tonoplas, membran tunggal yang mengatur pertukaran material antara sitoplasma dan cairan didalam vakuola. vakuola pada tumbuhan berfungsi untuk menyimpan materi dan menjaga tekanan internal air. ada 2 tipe vakuola, yaitu :

- Vakuola kontraktil : berguna untuk mengatur keluar masuknya air.

- Vakuola makanan : berguna untuk menyimpan atau mencerna makanan.

i. Sitoskeleton 

Sitoskeleton atau rangka sel adalah organel sel berupa jalinan dari filamen-filamen  protein dan buluh-buluh halus yang terdapat antara nukleus dan membran plasma.

Fungsi Sitoskeleton:

- untuk memberi dan menjaga bentuk sel.

- untuk pergerakan sel dan organel-organel sel.

Sitoskeleton terdiri dari 3 bagian, yaitu :

- Filamen aktin : dibangun oleh serat-serat yang sangat halus berdiameter 7 nm. mengandung dua untaian rantai aktin globular (bulat) yang terpilin satu sama lain.

- Filamen tengah : berbentuk seperti tali tambang berdiameter 8-11 nm. berfungsi memperkuat lapisan nukleus, menyokong membran plasma, dan menghubungkan filamen aktin dan mikrotubula.

- Mikrotubula : bagian Sitoskeleton berupa buluh-buluh halus berdiameter 25 nm dan panjang 0,2-25 nm. berfungsi dalam menjaga bentuk sel dan pergerakan organel-organel sel.

j. Sentriol 

merupakan organel sel yang terdiri dari dua perangkat mikrotubula. setiap perangkat sentriol terdiri dari sembilan perangkat mikrotubula kembar tiga berbentuk silinder.

k. Silia & Flagel 

flagel adalah struktur seperti rambut yang terdapat pada permukaan sel, yang berukuran panjang dan berjumlah sedikit. sedangkan silia berukuran lebih pendek dan berjumlah banyak. Fungsi Silia & Flagel : untuk menggerakan sel dalam lingkungannya.  

Sel hewan

Diagram tiga dimensi sel hewan, termasuk organelnya. Sel manusia berdiameter 10 - 20 μM.

      Sel hewan adalah nama umum untuk sel eukariotik yang menyusun jaringan hewan. Sel hewan berbeda dari sel eukariotik lain, seperti sel tumbuhan, karena mereka tidak memiliki dinding sel, dan kloroplas, dan biasanya mereka memiliki vakuola yang lebih kecil, bahkan tidak ada. Karena tidak memiliki dinding sel yang keras, sel hewan bervariasi bentuknya. Sel manusia adalah salah satu jenis sel hewan.
Sel hewan terdiri dari vesikel, mitokondria, sentriol, nukleus, nukleolus, kromatin, ribosom, retikulum endoplasma,mikrotubulus, membran plasma, vacuola, sitosol, selaput inti, badan golgi, lisosome, dan vesikel.

Organel-organel sel hewan  dan fungsinya dapat dilihat seperti dibawah ini... Organel Sel Hewan dan Fungsinya 1. Membran Sel Membran sel adalah bagian paling luar yang membungkus sel yang tersusun atas lemak (lipid) dan protein (lipoprotein).  Fungsi membran sel  Melindungi sel Mengatur keluar masuknya zat  Penerima rangsangan dari luar 2. Sitoplasma  Sitoplasma adalah cairan sel dan segala sesuatu yang larut di dalamnya, kecuali nukleus (inti sel) dan organel, serta sitoplasma terdiri atas protein material dan air. Sitoplasma bersifat koloid kompleks yakni tidak cair dan tidak padat yang dapat berubah tergantung konsentrasi air, jika konsentrasi air rendah akan menjadi padat lembek disebut gel, sedangkan jika konsentrasi air tinggi akan menjadi encer disebut sol.   Fungsi Sitoplasma Tempat berlangsungnya metabolisme sel  Sumber bahan kimia sel  3. Retikulum Endoplasma Retikulum endoplasma adalah bagian selberbentuk benang-benang yang terdapat di inti sel. Retikulum endoplasma terbagi atas dua yakni retikulum endoplasma halus (REh) dan retikulum endoplasma kasar (REk). Retikulum endoplasma halus (REh) adalah tidak melekat dengan ribosom, sedangkan retikulum endoplasma kasar (REk) adalah melekat pada ribosom.  Fungsi Retikulum Endoplasma Alat transportasi zat dalam sel sendiri Mensintesis lipid dalam sel (REh) Membantu dalam detoksifikasi se-sel berbahaya pada sel (REh) Sintesa protein (REk) 4. Mitokondria  Mitokondria adalah organel terbesar yang merupakan mesin dalam sel. Mitokondria berbentuk mirip dengan cerutu yang memiliki dua lapis membran yang lekuk-lekuk dan dinamakan kritas.  Oksigen dan glukosa berkombinasi dalam membentuk energi (ATP) yang diperlukan untuk metabolisme dan aktivitas seluler dalam organel sehingga mitokondria dijuluki sebagai the power house karna menghasilkan energi. Mitokondria dalam bentuk tunggulnya disebut dengan mitokondrion. Mitokondrion adalah organel yang mengubah dari energi kimia ke energi yang lain. Fungsi Mitokondria  Menghasilkan energi dalam bentuk ATP Respirasi seluler 5. Mikrofilamen  Mikrofilamen adalah organel sel yang terbentuk dari protein aktin dan miosin. Mikrofilamen memiliki kemiripan dengan mikrotubulus tapi mikrofilamen lebih lembut dan diameternya lebih kecil.  Fungsi Mikrofilamen  Berperan dalam pergerakan sel, endositosis dan eksositosis 6.  Lisosom Lisosom adalah organel berupa kantong terikat di membran yang berisi kandungan enzim hidrolitik yang digunakan dalam mengontrol pencernaan intraseluler di keadaan apapun. Lisosom terdapat pada sel eukariotik.  Fungsi Lisosom  Pemasukan makromulekul dari luar menuju ke dalam sel dengan mekanisme endositosis  Mencerna materi dengan menggunakan fagositosis  Mengontrol pencernaan intraseluler  penghancuran organel sel yang telah rusak (autofagi) 7. Peroksisom (Badan Mikro) Peroksisom adalah kantong kecil yang berisi dengan enzim katalase yang fungsinya menguraikan peroksida (H2O2) yang merupakan sisa dari metabolisme yang sifatnya toksik menjadi air dan oksigen yang membahayakan sel. Peroksisom banyak ditemukan di sel hati dan ginjal.  Fungsi Peroksisom Menguraikan perokida (H2O2) dari sisa-sisa metabolisme toksik Perubahan lemak menjadi karbohidrat 8. Ribosom  Ribosom adalah organel sel yang padat dan kecil dengan diameter 20 nm yang terdiri atas 65%RNA ribosom (rRNA) dan 35% protein ribosom (Ribonukleoprotein atau RNP ) . Ribosom bekerja dalam menerjemahkan mRNA untuk membentuk rantai polipeptida (protein) dengan menggunakan asam amino yang dibawah tRNA pada saat proses translasi. Di dalam sel ribosom terikat pada retikulum endoplasma kasar (REk), atau membran inti sel.  Fungsi Ribosom  Tempat berlangsngunya sintesis protein 9. Sentriol Sentriol adalah struktur berbentuk tabung yang dapat ditemukan pada sel eukariota. Sentriol juga mengambil peran dalam pembelahan sel dan dalam pembentukan silia dan flagela. Sepasang sentriol yang membentuk struktur gabungan disebut dengan sentrosom.  Fungsi Sentriol Proses pembelahan sel dalam membentuk benang spindel  Berperan membentuk silia dan flagela 10. Mikrotubulus Mikrotubulus adalah organel sel di dalam sitoplasma yang ditemukan pada sel eukariot dan berbentuk silindris panjang yang berangga dengan diameter dalam kurang lebih 12 nm dan diameter luar 25 nm. Mikrotbulus terdiri atas molekul-molekul berbentuk bulat protein globular yang disebut tubulin, dengan spontan bergabung membentuk silindris panjang berongga pada kondisi tertentu. Mikrotbulus bersifat kaku.  Fungsi Mikrotubulus Melindungi sel  Memberi bentuk sel berperan dalam pembentukan flagela, silia dan sentriol  11. Badan Golgi Badan golgi atau aparatus golgi atau kompleks golgi adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel. Badan golgi dapat ditemukan di semua sel eukariotik dan terdapat pada fungsi ekskresi, seperti ginjal. Badan golgi berbentuk kantong pipih yang berukuran kecil hingga besar dan terikat oleh membran. Setiap sel hewan memiliki 10-20 badan golgi.  Fungsi Badan Golgi Membentuk vesikula (kantung) untuk ekskresi Membentuk lisosom Memproses protein  membentuk membran plasma  12. Nukleus Nukleus adalah inti dari sel yang mengatur dan mengendalikan aktivitas sel baik itu metabolisme hingga ke pembelahan sel. Nukleus ditemukan pada sel eukariotik dan mengandung sebagaian besar materi ginetik yang bentuknya DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama protein-protein. Nukleus terdiri dari bagian-bagian seperti  Membran inti (karioteka), Nukleoplasma (Kariolimfa), Kromatin/kromosom, Nukleolus.  Fungsi Nukleus  Untuk menjaga integritas gen-gen  Mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen Menyimpan informasi genetik Tempat terjadinya replikasi Mengendalikan proses metabolisme dalam sel  13. Nukleolus  Nukleolus adalah daerah yang terdapat di dalam inti sel (nukleus) yang bertanggung jawab dalam pembentukan protein menggunakan RNA (Asam ribonukleat). Fungsi Nukleolus  Bertanggung jawab dalam pembentukan protein  14. Nukleoplasma  Nukleoplasma adalah cairan padat yang berada di dalam inti sel (nukleus) mengandung serat kromatin, yang padat membentuk kromosom dan gen yang membawa informasi genetik.  Fungsi Nukleoplasma Membentuk kromosom dan gen   15. Membran Inti  Membran inti adalah elemen struktural utama nukleus yang membungkus keseluruhan organel dan memisahkan antara sitoplasma dan daerah inti. Membran inti bersifat tak permeabel dengan sebagian besar molekul yang membuat nukleus membutuhkan pori inti sehingga nukleus dapat melintasi membran.  Fungsi Membran Inti  Pelindung inti sel (Nukleus) Tempat pertukaran zat antara materi inti dan sitoplasma

Sel tumbuhan

 SEL TUMBUHAN

SEL TUMBUHAN adalah bagian terkecil dari setiap organ tumbuhan. Sel tumbuhan adalah penggerak dari suatu tumbuhan itu sendiri. Sel tumbuhan cukup berbeda dengan sel organisme eukariotik lainnya. Fitur-fitur berbeda tersebut meliputi:

• Vakuola yang besar (dikelilingi membran, disebut tonoplas, yang menjaga turgor sel dan mengontrol pergerakan molekul di antara sitosol dan getah.
• Dinding sel yang tersusun atas selulosa dan protein, dalam banyak kasus lignin, dan disimpan oleh protoplasma di luar membran sel. Ini berbeda dengan dinding sel fungi, yang dibuat dari kitin, dan prokariotik, yang dibuat dari peptidoglikan.
• Plasmodesmata, merupakan pori-pori penghubung pada dinding sel memungkinkan setiap sel tumbuhan berkomunikasi dengan sel berdekatan lainnya. Ini berbeda dari jaringan hifa yang digunakan oleh fungi.
• Plastida, terutama kloroplas yang mengandung klorofil, pigmen yang memberikan warna hijau bagi tumbuhan dan memungkinkan terjadinya fotosintesis.
• Kelompok tumbuhan tidak berflagella (termasuk konifer dan tumbuhan berbuga) juga tidak memiliki sentriol yang terdapat di sel hewan.

• Tipe sel

• Sel Parenkim - Sel ini memiliki fungsi untuk menyokong berdirinya tumbuhan, juga merupakan dasar bagi semua struktur dan fungsi tumbuhan. Sel parenkim memiliki dinding primer yang tipis, dan sitoplasma yang sangat fungsional. Sel ini hidup saat dewasa, dan bertanggung jawab terhadap fungsi biokimia.
• Sel kolenkim Sel kolenkim tersusun sebagai berkas atau silinder dekat permukaan korteks pada batang dan tangkai daun serta sepanjang tulang daun besar pada helai daun. Kolenkim jarang ditemukan pada akar. Kolenkim adalah jaringan hidup, erat hubungannya dengan parenkim, dan terspesialisasi sebagai penyokong dalam organ yang muda. Bentuk sel berkisar antara bentuk prisma hingga bentuk memanjang. Sel-sel kolenkim memiliki dinding primer yang lebih tebal dibandingkan sel-sel parenkim. Dinding tidak menebal secara merata dan itu merupakan ciri khasnya. Sel-sel parenkim tidak memiliki dinding sekunder dan lignin.

• Sel skelerenkim Sel sklerenkim membentuk kumpulan sel yang berkesinambungan atau berupa berkas yang ramping. Selain itu, sklerenkim juga terdapat tersendiri di antara sel-sel lain. Sklerenkim dapat berkembang dalam tubuh tumbuhan primer ataupun sekunder. Dindingnya tebal, sekunder dan sering berlignin, dan pada saat dewasa protoplasnya bisa hilang.

Jaringan sklerenkim juga termasuk tipe jaringan permanen sederhana. Ada dua tipe sel pada jaringan ini, yaitu, serabut dan sklereida. Kedua macam sel tersebut berdinding sangat tebal yang mengandung selulosa dan lignin yang disekresikan oleh protoplas sel-sel itu. Protoplas mati apabila dinding mencapai tebal maksimumnya. Serabut adalah sel-sel yang sangat panjang dengan ujung sel lancip. Serabut memiliki kekuatan dan fleksibilitas yang besar. Karena kekuatan serta kelenturannya maka sel-sel ini digunakan orang dalam pembuatan lilitan, tali, tikar dan berbagai tekstil. Sklereida seperti serabut berdinding tebal dan keras, namun sel sklereida pendek dan tidak sepanjang serabut. Sklerida dapat ditemukan misalnya pada buah apel, sklereida membangun bagian penting pepagan pohon.

Tipe jaringan

sel Arabidopsis

• Jaringan epidermis - jaringan paling luar yang membungkus tumbuhan
• Jaringan pengangkut - berperan dalam pengangkutan di dalam tubuh tumbuhan
• Jaringan tanah - melakukan fotosintesis, penyimpanan makanan, dan penyokong struktur.
  • Parenkim - Dinding primer tipis, tidak memiliki dinding sekunder; dapat berkembang menjadi jaringan tumbuhan yang lebih terspesialisasi.
  • Kolenkim - Dinding primer yang tebal, bergabung untuk menyokong bagian tumbuhan yang sedang tumbuh.
  • Sklerenkim - Dinding sekunder tebal, menyokong bagian tumbuhan yang tidak tumbuh.

Fotosintesis

            Fotosintesis (dari bahasa Yunani φώτο- [fó̱to-], "cahaya," dan σύνθεσις [sýnthesis], "menggabungkan", "penggabungan") adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan seperti karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Selain tumbuhan berkalori tinggi, makhluk hidup non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri. Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari.^[1]
         
            Organisme fotosintesis disebut fotoautotrof karena mereka dapat membuat makanannya sendiri. Pada tanaman, alga, dan cyanobacteria, fotosintesis dilakukan dengan memanfaatkan karbondioksida dan air serta menghasilkan produk buangan oksigen. Fotosintesis sangat penting bagi semua kehidupan aerobik di Bumi karena selain untuk menjaga tingkat normal oksigen di atmosfer, fotosintesis juga merupakan sumber energi bagi hampir semua kehidupan di Bumi, baik secara langsung (melalui produksi primer) maupun tidak langsung (sebagai sumber utama energi dalam makanan mereka),^[2] kecuali pada organisme kemoautotrof yang hidup di bebatuan atau di lubang angin hidrotermal di laut yang dalam. Tingkat penyerapan energi oleh fotosintesis sangat tinggi, yaitu sekitar 100 terawatt,^[3] atau kira-kira enam kali lebih besar daripada konsumsi energi peradaban manusia.^[4] Selain energi, fotosintesis juga menjadi sumber karbon bagi semua senyawa organik dalam tubuh organisme. Fotosintesis mengubah sekitar 100–115 petagram karbon menjadi biomassa setiap tahunnya.^[5][6]
        
                Meskipun fotosintesis dapat berlangsung dalam berbagai cara pada berbagai spesies, beberapa cirinya selalu sama. Misalnya, prosesnya selalu dimulai dengan energi cahaya diserap oleh protein berklorofil yang disebut pusat reaksi fotosintesis. Pada tumbuhan, protein ini tersimpan di dalam organel yang disebut kloroplas, sedangkan pada bakteri, protein ini tersimpan pada membran plasma. Sebagian dari energi cahaya yang dikumpulkan oleh klorofil disimpan dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Sisa energinya digunakan untuk memisahkan elektron dari zat seperti air. Elektron ini digunakan dalam reaksi yang mengubah karbondioksia menjadi senyawa organik. Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, ini dilakukan dalam suatu rangkaian reaksi yang disebut siklus Calvin, namun rangkaian reaksi yang berbeda ditemukan pada beberapa bakteri, misalnya siklus Krebs terbalik pada Chlorobium. Banyak organisme fotosintesis memiliki adaptasi yang mengonsentrasikan atau menyimpan karbondioksida. Ini membantu mengurangi proses boros yang disebut fotorespirasi yang dapat menghabiskan sebagian dari gula yang dihasilkan selama fotosintesis.

                Organisme fotosintesis pertama kemungkinan berevolusi sekitar 3.500 juta tahun silam, pada masa awal sejarah evolusi kehidupan ketika semua bentuk kehidupan di Bumi merupakan mikroorganisme dan atmosfer memiliki sejumlah besar karbondioksida. Makhluk hidup ketika itu sangat mungkin memanfaatkan hidrogen atau hidrogen sulfida—bukan air—sebagai sumber elektron.^[7] Cyanobacteria muncul kemudian, sekitar 3.000 juta tahun silam, dan secara drastis mengubah Bumi ketika mereka mulai mengoksigenkan atmosfer pada sekitar 2.400 juta tahun silam.^[8] Atmosfer baru ini memungkinkan evolusi kehidupan kompleks seperi protista. Pada akhirnya, tidak kurang dari satu miliar tahun silam, salah satu protista membentuk hubungan simbiosis dengan satu cyanobacteria dan menghasilkan nenek moyang dari seluruh tumbuhan dan alga.^[9] Kloroplas pada Tumbuhan modern merupakan keturunan dari cyanobacteria yang bersimbiosis ini.