Pengertian Lengkap Protoplasma

Ciri khas semua organisme adalah memiliki protoplasma, yaitu substansi majemuk yang terdiri dari berbagai bahan meliputi air, garam-garam mineral, dan banyak senyawa organik, di antaranya adalah karbohidrat, protein, dan lipid. Protoplasma bersifat pekat (kental), jernih (terang), dan koloid polifasis.

 Para cendekiawan sepakat bahwa hidup berada di dalam protoplasma, seperti yang semula dikemukakan oleh Dujardin 1835, Purkinje 1839, yang menemukan protoplasma pada hewan. Baru kemudian Mohl 1854, membawa pengertian yang sama bagi tumbuhan. Komposisi protoplasma adalah tetap, jadi bukan sebagai senyawa. Sifat-sifat kimia, fisik dan biologis protoplasma suatu jenis organisme berbeda dengan sifat kimia, fisik, dan biologis protoplasma organisme lain . 

Kita membedakan benda hidup dari benda mati berdasarkan pada sifat-sifat yang dimiliki oleh protoplasma, yaitu: sebagai tempat berlangsungnya regulasi proses biokimia, tanggap terhadap rangsangan, tumbuh dan berkembang biak.

Kalau kita berbicara tentang hidup, maka pengertian di atas menjadi sama-samar bila pengertian itu diterapkan pada virus, sebab virus hanya memiliki sifat berkembang biak. Para ahli sepakat untuk menganggap bahwa virus merupakan penghubung antara benda hidup dan benda mati.

Seperti yang telah dikemukakan pada pendahuluan benda hidup dapat dibedakan dari benda mati berdasar 6 buah kriteria: yaitu: bentuk dan ukurannya, komposisi kimia, organisasi, metabolisme, iritabilitas, dan reproduksi. Berdasarkan 6 kriteria tersebut, jelas virus merupakan penghubung antara benda hidup dan benda mati, sebab sampai sekarang baru diketahui virus hanya memiliki sifat terakhir yaitu reproduksi.

Kita sepakat bahwa hidup itu ada dalam protoplasma, terbukti dari kriteria komposisi kimia, yaitu: molekul-molekul secara bersama-sama membentuk substansi hidup yang disebut protoplasma.

Tetapi kita belum mengetahui apa yang menyebabkan protoplasma itu hidup. Benda mati terdiri dari molekul-molekul, tetapi molekul-molekul tidak membentuk substansi hidup yang berupa protoplasma itu.

BAB II

LATAR BELAKANG

A. Pengertian PROTOPLASMA

             Protoplasma adalah elemen utama sebuah sel. Protoplasma bersifat pekat (kental), jernih (terang) dan koloid polifasis.  Dari reaksi reaksi kimia yang terjadi antara senyawa senyawa inilah yang mengakibatkan adanya gejala gejala kehidupan di protoplasma.Gejala kehidupan itu misalnya metabolisme , tumbuh , bergerak , berkembang biak , sirkulasi zat dll.Misalnya respirasi , fotosintesis , sintesis lemak .

 Protoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen utama, komponen anorganik dan  komponen organik.

• Komponen-komponen anorganik terdiri atas air, garam-garam mineral, gas oksigen, karbon dioksida, nitrogen, dan amonia,
• Komponen organik terutama terdiri atas karbohidrat, lipida, protein, dan beberapa komponen-komponen spesifik seperti enzim, vitamin, dan hormon.

Pada sel hewan dan tumbuhan, protoplasma mengandung sekitar:

1. 75-85% air,
2. 10-20% protein
3. 2-3% lipida
4. 1% karbohidrat
5. dan 1% zat-zat anorganik lainnya

B.SIFAT-SIFAT PROTOPLASMA

Sifat-sifat Fisika Protoplasma

Bila protoplasma yang merupakan sistem koloid ini disinari dengan sinar lampu listrik pada suatu ruang yang gelap akan memberi efek Tyndall.

1.      Molekul-molekul (partikel) pada sistem koloid protoplasma bergerak secara zig-zag (gerak Brown (1872)). Gerak Brown pada protoplasma kecepatannya tergantung pada besarnya partikel dan suhu protoplasma.

2.      Gerak siklosis (cyclosis) dan amoeboid. Oleh karena matrik sitoplasma dapat bersifat agak kental maka pada matrik sitoplasma ada gerakan. Gerakan di dalam matrik sitoplasma ini disebut gerakan siklosis (terjadi pada saat matrik dalam fase sol dan terjadinya gerakan ini karena pengaruh tekanan hidrostatik, suhu, pH dan viskositas. Bergeraknya kromosom, sentriol, mitokondria, lisosom, dsb disebabkan gerakan sikolsis. Gerakan amoeboid terbentuk pada gerak siklosis. Gerak amoeboid terjadi pada protozoa, leukosit, dsb. Pada gerakan amoeboid, terjadi perubahan bentuk sel. Penonjolan sitoplasma ini disebut pseudopodia.

3.      Matriks sitoplasma yang cair memiliki tegangan permukaaan. Matriks protein dan lemak memiliki ketegangan permukaan yang kurang karenanya membentuk membran plasma, sedangkan bahan-bahan kimia misalnya garam NaCl tegangan permukaannya tinggi akibatnya NaCl menempati bagian yang lebih dalam pada matrik sitoplasma

Protoplasma merupakan sistem larutan. Ada tiga macam sistem larutan:

• Solusi : bila dalam larutan diameter zat terlarutnya < 0,0001 mm
• Suspensi : bila dalam larutan diameter zat terlarutnya > 0,1 mm
• Koloid : bila dalam larutan diameter zat terlarutnya antara 0,001 mm sampai 0,1 mm

Bagian yang terbesar dari protoplasma adalah sistem koloid. Sehubungan dengan hal itu protoplasma dapat mengalami:

• perubahan kekentalan koloid sol ke gel dan sebaliknya. Bila kadar air tinggi koloid bersifat sol, dan bila kadar air rendah koloid bersifat gel.
• mengalami gerak Brown, suatu gerak acak molekul dalam koloid yang dipengaruhi oleh muatan listrik, berat jenis, dan suhu.
• mengalami efek Tyndall, suatu proses pemendaran cahaya bila suatu koloid dikenai seberkas sinar.

Contoh efek Tyndall. Tabung kiri berwarna kuning adalah larutan, sedang sebelah kanan adalah koloid. Perhatikan bahwa seberkas cahaya akan memendar bila dilewatkan pada suatu larutan koloid.

                              

SIFAT KIMIA PROTOPLASMA

• Protoplasma terdiri dari unsur-unsur :

1.Unsur Makro : C (10,5%), H (10,8%), O (76,0%), N (2,5%), P (0,03%), K (0,03%), S (0,02%), Cl (0,01%)

2.Unsur Mikro : Ma (0,002%), Na (0,004%), Fe (0,001%)

3.Ultra struktur : Cu, Mn, Mo, B, Si

• Senyawa penyusun protoplasma

Penyusun protoplasma yang berjumlah besar yaitu :

1.Air                                  78,3%
2.Protein                            15,2%
3.Lipida                             4,8%
4.Karbohidrat                    1,4%

Jumlah masing-masing senyawa tersebut bervariasi tergantung dari jenis dan umur sel.

Komponen anorganik

    AIR

• Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk,
• Dua bentuk itu yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat.
• Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel.
• Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi sistem koloid. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di dalam sel
• Kandungan air pada berbagai jenis sel bervariasi diantara tipe sel yang berbeda.
• Kandungan air (persen dari berat basah total) pada hati tikus 6—72%, otot rangka tikus 76% , telur bintang laut 77%, E. coli 73%, dan biji jagung 13% tentu berbeda beda karena lingkungan dan perannya
• Air merupakan medium tempat berlangsungnya transpor nutrien, reaksi-reaksi enzimatis metabolisme sel dan transpor energi kimia
• Di dalam sel hidup, kebanyakan senyawa biokimia dan sebahagian besar dari reaksi-reaksinya berlangsung dalam lingkungan cair.
• Air berperan aktif dalam banyak reaksi biokimia dan merupakan penentu penting dari sifat-sifat makromolekul seperti protein

• Karena stryktur Air mempunyai produk ionisasinya seperti ion O+ dan H maka sangat mempengaruhi berbagai sifat komponen penting sel seperti enzim, protein, asam nukleat, dan lipida.

• Hal yang sering muncul sebagai contoh, aktivitas katalitik enzim sangat tergantung pada konsentrasi ion H+ dan OH-

• Karena itulah , semua aspek dari struktur dan fungsi sel harus beradaptasi dengan sifat-sifat fisik dan kimia air.

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa air merupakan komponen sel yang dominan dan berfungsi untuk :

1. Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin.
2. Bahan pengsuspensi zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.
3. Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.
4. Air merupakan media berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.
5. Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis atau mendadak di dalam sel.
6. Air sebagai bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat . misal dalam fotosintesis

• Air mempunyai titik lebur, titik didih dan panas penguapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan hampir semua cairan.
• Kenyataan ini menunjukkan adanya gaya tarik yang kuat diantara molekul-molekul air yang berdekatan yang memberikan air gaya kohesi internal yang tinggi.
• Sebagai contoh, panas penguapan merupakan ukuran langsung dari jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengalahkan gaya tarik menarik diantara molekul air yang berdekatan, sehingga molekul tersebut dapat saling berpisah dan masuk ke dalam fase gas.

Tabel Titik lebur, titik didih dan panas penguapan air dan beberapa pelarut lainnya (Lehninger, 1988).

• Besarnya daya tarik antara dua molekul air yang berdekatan disebabkan karena setiap atom hidrogen menggunakan sepasang elektron secara bersama-sama dengan atom oksigen
• Hal inilah yang menyebabkan atom molekul air berbentuk huruf V atau tetrahedral.

• Sisi oksigen yang berhadapan dengan dua hidrogen relatif kaya akan elektron, sedangkan pada sisi lainnya, inti hidrogen yang relatif tidak ditutupi membentuk daerah dengan muatan positif sehingga dikatakan bahwa molekul air bersifat dipolar atau dwikutub (Mayes, 1988; Lehninger, 1988) karena pemisahan muatan tersebut,

maka dua molekul air dapat tertarik satu dengan yang lainnya oleh gaya elek-trostatik diantara muatan negatif sebagian pada atom oksigen dari suatu molekul air dan muatan positif sebagian pada atom hidrogen dari molekul air yang lain. Jenis interaksi elektrostatik ini disebut ikatan hidrogen.

• Ikatan hidrogen segera terbentuk antara atom yang bersifat elektronegatif, biasanya atom oksigen atau nitrogen, dan suatu atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom elektronegatif lainnya pada molekul yang sama atau molekul lain.
• Atom hidrogen yang berikatan dengan atom elektronegatif kuat seperti oksigen cenderung mempunyai muatan positif kuat sebagian.
• Akan tetapi, atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom karbon yang tidak bersifat elektronegatif tidak berpartisipasi dalam pembentukan ikatan hidrogen.

    Garam-garam Mineral

• Kandungan garam-garam mineral pada berbagai tipe sel sangat bervariasi
• Di dalam sel, garam-garam mineral dapat mengalami disosiasi menjadi anion dan kation.
• Bentuk-bentuk anion dan kation tersebut dinamakan ion.
• Ion-ion dapat terlarut di dalam cairan sel atau terikat secara khusus pada molekul-molekul lain seperti protein dan lipida.
• Secara umum, garam-garam mineral memiliki dua fungsi yaitu :

1. Fungsi osmosis, dalam arti bahwa konsentrasi total garam-garam terlarut berpengaruh terhadap pelaluan air melintasi membran sel
2. Fungsi yang lebih spesifik, yaitu peran seluler setiap ion terhadap struktur dan fungsi dari partikel-partikel seluler dan makromolekul.

• Berbagai jenis garam-garam mineral sangat penting untuk kelangsungan aktivitas metabolisme sel, misal-nya ion Na+ dan K+,
• ion Na+ dan K+, berperan dalam memelihara tekanan osmosis dan keseimbangan asam basa cairan sel.
• Retensi ion-ion menghasilkan peningkatan tekanan osmosis sebagai akibat masuknya air ke dalam sel.

• Beberapaion-ion anorganik berperan sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim, misalnya ion magnesium , ferrum
• Fosfat anorganik digunakan dalam sintesis ATP yang mengsuplai energi kimia untuk proses kehidupan dari sel melalui proses fosforilasi oksidatif.
• Ion-ion kalsium dijumpai dalam sirkulasi darah dan di dalam sel.
• Di dalam tulang, ion-ion kalsium berkombinasi dengan ion-ion fosfat dan karbonat membentuk kristalin.
• Fosfat dijumpai di dalam darah dan di dalam cairan jaringan sebagai ion-ion bebas, tetapi fosfat di dalam tubuh banyak terikat dalam bentuk fosfolipida, nukleotida, fosfoprotein, dan gula-gula terfosforilasi (De Robertis et al., 1975).

• Di dalam sel juga terkandung berbagai jenis gas yang berasal dari lingkungan atau dihasilkan oleh metabolisme sel.
• Beberapa gas yang terdapat di atmosfer dapat masuk ke dalam sel misalnya gas oksigen (O2), karbon dioksida (CO2), dan gas nitrogen (N2).
• Di dalam sel, oksigen berperan untuk mengoksidasi bahan-bahan makanan.
• Karbon dioksida selain berasal dari lingkungan luar, juga dihasilkan dalam oksidasi bahan makanan sebagai hasil sampingan.
• CO2 dapat bereaksi dengan air membentuk asam karbonat yang selanjutnya mengalami disosiasi membentuk ion hidrogen dan bikarbonat dengan reaksi sebagai berikut :

Ø  C6H12O6 + 6 CO2 --------> 6 H2O + 6 CO2 + Energi

Ø  CO2 + H2O -------> H2CO3

Ø  H2CO3 ---------> H+ + HCO3-

• Umumnya karbon dioksida di dalam sel berada dalam bentuk bikarbonat atau karbonat

v Gas

Selain terkandung di udara seperti O2, N2, CO2, terdapat juga di dalam protoplasma, seperti :

1.Oksigen : berfungsi untuk metabolisme

2.N2 : merupakan senyawa yang inert dan tidak berperan dalam metabolisme

3.CO2 : ditemukan pada hampir semua sel sebagai hasil metabolisme oksidatif, yaitu   sebagai hasil respirasi yang akan digunakan kembali dalam proses fotosintesis

Komponen Organik

• Komponen-komponen organik sel terdiri atas protein, lipid, karbohidrat, dan beberapa komponen-komponen spesifik lainnya seperti enzim, vitamin, dan hormon.
• Lebih kurang 10-20% isi sel terdiri atas protein.
• Protein merupakan makromolekul dengan berat molekul berkisar antara 10.000-10.000.000.
• Sedangkan karbohidrat di dalam sel kurang lebih 1% dan umumnya dalam bentuk monosakarida, disakarida, dan oligosakarida
• Lipida berkisar 2-3%.
• Masing-masing komponen organik sel tersebut akan dibahas secara terpisah pada uraian selanjutnya.

Protein

• Protein adalah makromolekul yang terdiri atas asam-asam a-amino yang saling berikatan dengan ikatan kovalen diantara gugus a-karboksil asam amino dengan gugus a-amino dari asam amino yang lain.
• Ikatan di antara asam amino disebut ikatan peptida.
• Beberapa unit asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida disebut polipeptida.
• Molekul protein dapat terdiri atas satu atau sejumlah rantai polipeptida dan setiap rantai dapat terdiri atas ratusan hingga jutaan residu asam amino

Klasifikasi
Hingga saat ini belum ada klasifikasi protein yang secara umum memuaskan.
Klasifikasi protein yang menonjol didasarkan pada antara lain:

1. Kelarutan
2. Bentuk keseluruhan
3. Peranan biologis

Pembagian protein juga dapat dilakukan berdasarkan fungsi dan strukturnya.

Berdasarkan fungsinya, protein diklasifikasikan menjadi

1. Protein enzim, berperan dalam mempercepat reaksi-reaksi biokimia,
2. Protein sruktural, membentuk struktur-struktur biologis,
3. Protein transpor, berperan sebagai pengangkut subtansi-subtansi penting,
4. Protein pertahanan, melindungi tubuh dari invasi benda-benda asing.  

sumber: http://ekologihewan-nova.blogspot.com/2011/12/biologi-sel-protoplasma.html