MAKALAH BIOLOGI TENTANG STRUKTUR DAN FUNGSI SEL SERTA BENTUK APLIKASI SEL KE DALAM BIDANG PETERNAKAN DAN PERTANIAN

Nama                      : Alvian Purwanto

NIM                        : 125100305111002

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

  STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

 1.      Pengertian Sel

Sel berasal dari kata latin cella. Berarti ruangan kecil, yang ditemukan oleh Robert Hooke, pengamatan terhadap sayatan gabus (terdapat ruangan-ruangan kecil yang menyusun gabus tsb).

-      Sel merupakan suatu ruangan kecil yang bibatasi oleh membran, yang didalamnya terdapat cairan (protoplasma).

-        Protoplasma terdiri dari plasma sel (sitoplasma) dan inti sel (nukleus). Di dalam inti sel terdapat plasma inti atau nukleoplasma.

-        Sel merupakan satuan terkecil makhluk hidup yang dapat melaksanakan kehidupan (tidak dapat dibagi-bagi lagi). merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup (dilihat secara struktural).

Secara fungsional, sel berfungsi untuk menjalankan fungsi kehidupan (menyelenggarakan kehidupan jika sel-sel penyusunnya berfungsi) kemudian membentuk organisme. Sel berkembang biak dengan cara membelah diri (secara mitosis).

2.      Sejarah dan Teori Sel

Tokoh-tokoh penemu teori sel:

1. Robert Hooke (1635 – 1703) Orang yang pertama menyebutkan istilah sel yaitu cellulae=ruangan kecil yang kosong danmengamati sayatan gabus tutuip botol (Quercus suber), merupakan sel mati yang tidak memilki isi sel.

2. Antonie Van Leeuwenhoek (1723) Seroang ahli asah lensa dari Belanda, membuat mikroskop sederhana , Memeriksa cairan setetes air kolam microscopic “animalcules” (hewan kecil)  merupakan:sel bakteri dan orang yang pertama kali melukiskan bentuk-bentuk bakteri.

3. Robert Brown (1833) Ilmuwan Skotlandia yang pertma kali menemukan inti sel pada sayatan sel anggrek Inti sel disebutnya sebagai nukleus.Nukleus ini merupakan struktur sel yang sangat penting bagai kehidupan.

4. Felix Durjadin (1835) Tokoh berkebangsaan Perancis yang pertama kali menemukan cairan sel yang hidup (sarkode) yang merupakan bagian penting dari sel Menururtnya bagian terpenting dari sel adalah isi sel yang berupa cairan hidup yang berada dalam suatu lumen.

 5. Johanes Purkinje Merupakan ilmuwan yang menyatakan bahawa isi sel adalah protoplasma.

3.      Teori Sel

Ada beberapa teori tentang sel diantaranya:

1)      Sel merupakan kesatuan struktural dari makhluk hidup, semua makhluk hiudp terususn atas sel. Tokoh pencetus teori ini adalah:

-  M. Schleiden (1804-1881) : sel tumbuhan.

-  Theodore Schwann (1810 -1882) : sel hewan.

2)      Sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup.

-  Dikemukakan oleh Max Schulze tahun 1861.

-  Sel mengatur fungsi-fungsi pda makhluk hidup.

3)      Sel adalah kesatuan pertumbuhanm dari makhluk hidup.

-  Dikemukakan oleh Rudolf Virchow (1858).

-  Dia menyatakan bahwa makhluk hiudp berasal dari pertumbuhan sel sebelumnya“omne cellulae a cellulae”.

4)      Sel merupakan kesatuan herediatas (sifat menurun) makhluk hidup

-  Dikemukakan oleh biarawan Austria Gregor Mendel (1822-1884).

-  Sel mengandung sifat keturunan (genetik) atau hereditas yang diwariskan pada keturunanya.

    B.     SEL PROKARIOTIK DAN SEL EUKARIOTIK

Unit dasar bagi struktur dan fungsi setiap organisme adalah salah satu dari dua tipe sel yaitu sel prokariot dan sel eukariot. Hanya organisme dari domain bakteria dan arkhaea yang terdiri dari sel-sel prokariot. Protista fungi, hewan dan tumbuhan terdiri atas sel-sel eukariot.

1)      Sel Prokariotik

          Istilah prokariotik, berasal dari kata yunani  pro dan karyon. Pro artinya sebelum dan karyon, artinya inti. Jadi sel prokariotik berarti “sebelum inti”. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus sejati karena bahan intinya masih tersebar di dalam sitpolasma dan belum di selubungi oleh membran inti. Materi genetiknya (DNA) terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleotid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah ini dari bagian sel lainnya (Campbell I, 2008: 107).

 Sebagian besar prokariot berukuran kecil dengan diameter dalam kisaran 1µm dan bersifat uniseluler.  Prokariot bisa bertahan hidup pada habitat yang panas, dingin, asin,  asam atau terlalu basa untuk eukariota. Prokariot meliputi dua domain yaitu domain bakteria dan domain arkhaea. (Campbell II, 2003: 105-107)

Struktur umum sel prokariotik yang diwakili oleh bakteri berturut-turut mulai dari luar ke dalam adalah dinding sel, membran sel, mesosom, sitoplasma, ribosom dan materi inti (DNA dan RNA).

Dinding sel bakteri berfungsi untuk menahan tekanan osmotic sitoplasma, sehingga sel tidak mudah pecah akibat masuknya air kedalam sel, dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan atau mukopepetida yang dapat dipergunakan sebagai dasar penggolongan bakteri. Komponen utama membran sel tersusun atas lipid dan protein atau lipoprotein, Pada beberapa bakteri, mesosom berperan dalam pembelahan sel. Sedangkan pada sianobakteri, mesosom berfungsi sebagai kompleks fotosintetik yang mengadung pigmen fotosintesis. Di dalam sitoplasma terdapat kurang lebih 20.000 - 30.000 ribosom yang tersusun atas RNA dan protein. Ribosom merupakan tempat sintesis protein.(Campbell II.2003: 107)

Pengelompokan organisme prokariot

Pemisahan awal bakteria dan arkahaea adalah hubungan salah satu diantara kedua domain prokariot ini dengan siganature sequence yang unik, yaitu adanya urutan basa yang spesifik-takson ditempat yang mirip pada RNA ribosomal atau asam nukleat lain. (Campbell II, 2003: 115)

a.         Domain arkhaea

Memberan sel archaea disususn oleh lipid gliserol berbasisis oprenoid. Tidak memiliki nutrient didalam dinding selnya dan posisinya diganti oleh suatu protein tertentu. Sifat lain yang khas adalah bahwa archaea tidak sensitive terhadapkebanyakan antibiotic yang potensial menghambat bakteri atau eukariota. Sebagian besar archaea menempati lingkungan yang lebih ekstrim di bumi. (Campbell II.2003 : 115-116 )

Para ahli biologi yang mempelajari kehidupan prokariota telah mengidentifikasi tiga kelompok utama arkhaea yaitu : metanogen, halofil ekstrim, dan termofil ekstrim.  (Campbell II.2003: 115-116 )

1.      Metanogen dinamai sesuai dengan metabolism energinya yang khas, dimana H₂ digunkan untuk mereduksi CO₂ menjadi metana (CH₄). Metanogen yang tergolong anaerob yang paling strict (tidak mentolerir keberadaan oksigen), akan teracuni oleh adanya oksigen. Mareka hidup dilumpur dan rawa tempat mikroba lain telah menghabiskan semua oksigen, metana yang keluar sebagai gelembung dari tempat tersebut dikenal sebagai gas rawa.  Metenogen juga merupakan pengurai penting yang digunakan dalam pengolahan kotoran. Spesies metanogen lain menempati lingkungan anaerobic didalam perut hewan dan berperan penting dalam proses nutrisi sapi, rayap dan herbivore lain yang terutama mengandalkan makanan berselulosa.

2.      Halofil ekstrim (bahasa yunani halo “garam” dan philos “pencinta”) hidup ditempat yang asin seperti Great Salt Lake dan laut mati. Beberapa spesies sekedar memiliki teloransi terhadap salinitas, sementara yang lain memerlukan suatu linggkungan yang sepuluh kali lebih asin dari laut untuk dapat tumbuh. Koloni halofil membentuk suatu buih berwarna merah ungu, yang dihasilkan oleh bateriorhodopsi.

3.      Termofil ekstrim dapat bertahan hidup dalam lingkungan panas. Kondisi optimum untuk archaea ini adalah suhu 60⁰c sampai 80⁰c. sulfolobus menempati mata air panas sulfur di Yellowstone National Park, dan mendapatkan energinya dengan cara mengoksidasikan sulfur lainya hidup pada air besuhu 105⁰c dekat dengan lubang hidrotemal dilaut dalam. Termofil ekstrim adalah prokariota yang paling dekat hubungan kekerabatannya dengan eukariota. Ia menyoroti makna evolusioner ini dengan menyebut termofil ekstrim ini sebagai eosit (eocyte) yang berarti “sel-sel permulaan”. (Campbell II, 2003 : )

b.      Domain Bakteria

Bakteri dapat menjelaskan sebagian besar prokariota dengan setiapcara nutrisi dan metabolism utamanya ditunjukan oleh ribuan spesiesnya yang telah diketahui. Bakteri telah memiliki keanekaragaman yang luas sejak lama dimasa silam, sehingga ikatan evolusioner antara berbagai kelompok taksonomik sampai saat ini masih belum jelas. Sistematika molecular menawarkan alat yang paling ampuh untuk melacak evolusi prokariota, dan para penelitian sekarang dapat mengusulkan subdivisi taksonomik dari domain, kita mempeljari terlebih dahulu pengelompokan bakteri berdasarkan cara memperoleh nutrisinya bakteria yang secara filogenik masuk akan . Para ahli sistematika mengakui dan mengenali sekitar lusinan kelompok bakteri. (Campbell II. 2003 : 116 )

           Sebelum mempelajari sistematika dari bakteri, kita mempelajari terlebih dahulu pengelompokan bakteri berdasarkan cara memperoleh nutrisinya. Nutrisi diartikan sebagai car suatu organisme mendapatkan dua sumberdaya untuk mensintesis senyawa organic, energy dan sumber karbon. Untuk mengelompokan prokariota berdasarkan keempat caranya memperoleh nitrisi pokok : (Campbell II.2003 : 116)

1.   Fotoautotrof adalah organisme fotosintetik yang memanfaatkan energy cahaya untuk menjalankan sistesis senyawa organik dari karbondioksida (CO₂).

2.   Kemoutotrof hanya memerlikan CO₂ sebagai sumber karbon, tetapi alih-alih menggunkan cahaya untuk energy.  Prokariota ini mendapatkan energy dengan cara mengoksidasi bahan-bahan anorganik. Energy kimia diekstraksi dari hydrogen sulfide (H₂S), amino (NH₃), ion fero (Fe²⁺), atau beberapa bahan kimia lain tergantung pad aspesiesnya.

3.   Fotoheterotrof dapat menggunkan cahaya untuk menghasilkan ATP, tetapi harus menggunakan karbon dalam bentuk organic.

4.   Kemoheterotrof harus mengkonsumsi molekul organic sumber energy dan karbon. (Campbell II.2003: 116 )

Tabel 1.1.  Perbandingan karakteristik tiga domain

Karakteristik	Domain
	Bakteria	Arkhaea	eukarya
Selubung nukleus	Tidak ada	Tidak ada	Ada
Organel yang terbungkus membrane	Tidak ada	Tidak ada	Ada
Dinding sel	Murein dan LPS serta protein	Protein glikoprotein, pseudomurein	Sangat bervariasi tapi tidak memiliki peptidoglikan
Ukuran	1-4µm	1-4µm	>5µm
Lipid membrane	Hidrokarbon tak bercabang	Beberapa hidrokarbon bercabang	Hidrojkarbon tidak bercabang
RNA polymerase	Satu jenis	Beberapa jenis	Beberapa jenis
Asam amino inisiator untuk permulaan sintesis protein	Formil-metionin	Metionin	Metionin
Intron (bagian gen yang bukan untuk pengkodean)	Tidak ada	Ada pada beberapa gen	Ada
Respons terhadap antibiotuk streptomisin dan kloramfenikol	Pertumbuhan terlambat	Pertumbuhan tidak terlambat	Pertumbuhan tidak terlambat

2)      Sel Eukariotik

Eukariotik berasal dari kata yunani eu dan karyon. Eu, yaitu sungguh atau benar, dan karyon yaituinti. Jadi sel eukariotik artinya memiliki inti yang sesungguhnya yang dibungkus oleh selubung inti. Sebagian besar DNA berada dalam organel yang disebut nukleus, yang dibatasi oleh membran ganda. (Campbell I.2008: 107)

            Sel eukariotik umumnya jauh lebih besar dari pada prokariotik. Sel eukariot umumnya berdiameter 10-100 µ memiliki bagian-bagian sub-selular yang disebut dengan organel. Berbeda dengan prokariota, DNA eukariota disimpan dalam kumpulan kromosom yang tersimpan di dalam nukleus yang terbungkus membran nukleus. Selain sel eukariot melakukan pembelahan sel secara aseksual, kebanyakan eukariota juga bisa melakukan reproduksi seksual melalui proses fusi sel, yang tidak ditemukan pada prokariota. (Campbell I. 2008: 107)

Sel eukariot bisa hidup didaerah basa. Sebagian sel eukariotik sel-sel tersebut mempunyai lebih banyak persamaan dengan sel hewan dan sel tumbuhan.

Sel eukariotik biasanya merupakan penyusun struktur makhluk hidup multiseluler. Sel eukariotik tersusun atas membrane sel, sitoplasma, nukleus, sentriol, retikulum endoplasma, ribosom, komplek golgi, lisosom, badan mikro, mitrokondria, mikrotubulus dan mikro filamen. Organel-organel di dalam sel memiliki peran yang sangat penting bagi kelangsungan hidup sel tersebut. Setiap organel di dalam sel memiliki fungsi yang berbeda – beda.(Campbell I. 2008: 108)

Komponen-komponen sel eukariot

a.         Nukleus

Nukleus mengandung sebagian besar gen dalam sel eukariotik (sebagian gen terletak dalam mitokondria dan kroplas). Nukleus merupakan organel yang paling menonjol dalam sel eukariot dengan diameter sekitar 5µm. Selaput nucleus merupakan membrane ganda.

        Fungsi nukleus yaitu :

·                                             Memuat dan menyimpan informasi genetic, DNA, yang menentukan bagaimana sel akan berfungsi sebagai mana dari struktur dasar dari sel. 

·                                             Membuat semua RNA, termasuk RNA ribosomal, transfer dan messenger.

·                                             Menyalin DNA sel utama melalui pembelahan sel.

        Struktur sel :

         Selubung nukleus

         Nukleolus

         Kromatin

b.        Sistem endomembran

Tidak hanya melakukan pembentukan membrane untuk membatasi sel, membrane plasma, tapi dalam sel kita menemukan sistem membran yang terdiri dari beberapa komponen, tiap komponen menghubungkan dengan membrane plasma pada suatu waktu dan di lain waktu.

Komponen endomembrane :

o   Reticulum endoplasma

o   Badan golgi

o   Lisosom

o   Peroksisom

Tabel 1.2 Perbedaan atau perbandingan antara sel-sel prokariotik dengan sel-sel Eukariotik

	Prokariotik	Eukariotik
Contoh organismenya	Bakteri dan ganggang hijau biru	Protista, fungi, tumbuhan dan hewan
Ukuran sel	Umumnya 1-10 m	Umumnya 5-100
Metabolisme	Anaerobik dan aerobik	Aerobik
Organela	Sedikit atau tidak ada	Nukleus, mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma, dll.
DNA	Sirkular, dalam sitoplasma	Sangat panjang terdapat dalam inti sel.
RNA dan protein	Disintesis pada beberapa kompartemen	Sintesis RNA terjadi dalam nukleus, protein disintesis dalam sitoplasma
Sitoplasma	Tidak ada sitoskeleton	Sitoskeleton tersusun dari filamen protein
Pembelahan sel	Kromosom memisahkan diri oleh adanya pemisahan membran plasma	Kromosom memisah melalui gelendong pembelahan
Organisasi seluler	Umumnya uniseluler	Umumnya multiseluler, sel-sel dengan tugas yang berbeda-beda

Sel merupakan suatu ruangan kecil yang bibatasi oleh membran, yang didalamnya terdapat cairan (protoplasma). Protoplasma terdiri dari plasma sel (sitoplasma) dan inti sel (nukleus). Di dalam inti sel terdapat plasma inti atau nukleoplasma dan merupakan  satuan terkecil makhluk hidup yang dapat melaksanakan kehidupan (tidak dapat dibagi-bagi lagi).

C.    BAGIAN-BAGIAN SEL antara lain:

1.      Dinding sel
Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri dari selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel. Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu, sebagai pelindung, pemberi bentuk tetap dan memiliki pori-pori sebagaijalan keluar masuknya molekul-molekul. Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.

2.      Membran sel

Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel. Struktur membran sel yaitu model mozaik  fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen. Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phospholipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.

Salah satu fungsi dari membran sel adalah:

         Sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol).  Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

         sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan sekitar.

         mengatur lalu intas  molekul dan ion-ion dari dan kedalam tubuh.
Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.

3.      Sitoplasma

Merupakan cairan yang berada dalam sel selain nukleoplasma (plasma inti). Cairannya disebut sitosol,padatannya berupa organel2.  Sitosol tersusun atas: air, protein, asam amino, vitamin, nukleotida, asam lemak, gula, & ion2. Padatan sitoplasma terdiri dari organel-organel : yaitu: ribosom, mitokondria, & kompleks golgi dan mempunyai sifat fisik berubah-ubah karena mengandung protein. Dapat berupa fase sol(cair) & fase gel (gelatin, padat) tergantung kondisi sel.

     4.      Nukleus

Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.

                                                                                           

  

    5.      Sentriol (sentrosom)

Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom. Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.

     6.      Reticulum Endoplasma

Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma meliputi separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).Letaknya memusat pada bagian dalam sitoplasma ( hanya pada sel eukariotik). Macam-macam RE yaitu, RE kasar (berhadapan dengan sitoplasma & ditempeli ribosom) dan RE halus (tidak mengandung ribosom).

 Fungsi RE:

         Menampung protein dihasilkan oleh ribosom (masuk ke dalam rongga RE)

         Untuk disalurkan pada kompleks golgi dan berakhir pada sel (RE KASAR)

         Mensintesis lemak dan kolesterol (RE KASAR & HALUS)

         Menetralkan racun (detoksifikasi)

         Transportasi molekul2 dari bagian  yang satu ke bagian  yang lainnya (RE KASAR & RE HALUS).

  7.      Ribosom

Fungsi dari ribosom adalah : tempat sintesis protein.Struktur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.Struktur ini berbentuk bulat terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang R.E. dan ada pula yang soliter. Ribosom merupakan organel sel terkecil yang tersuspensi di dalam sel, tersusun atas  RNA-ribosom & protein,  dan tidak mempunyai membran.

                                 

      8.      Kompleks Golgi

Fungsi kompleks golgi antara lain:Kompleks Golgi merupakan organel polimorfik, tersusun atas  membran berbentuk kantong pipih, berupa pembuluh, gelembung kecil, atau bentukan seperti mangkok. Kompleks golgi  adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom. Cara kerja kompleks golgi dengan RE menampung & menyalurkan protein ke Golgi, Golgi mereaksikan protein itu dengan glioksilat sehingga terbentuk glikoprotein untuk dibawa ke luar sel.

         Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.

         Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma.

         Membentuk dinding sel tumbuhan

         Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.

         Tempat untuk memodifikasi protein

         Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel

         Untuk membentuk lisosom

    9.      Lisosom

 Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
- Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
- Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
- Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut)

    10.  Mitokondria

Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi β-oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium.Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah "pembangkit tenaga" bagi sel.Secara umum mitokondria berbentuk butiran/benang dan bersifat plastis (mudah berubah). Mitokondria berkembang biak dengan membelah diri dari mitokondria sebelumnya (pembelahan pada bakteri). Memiliki 2 membran: membran luar & dalam  (membran luar mirip dengan membran plasmadan terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton). Pada membran dalam terjadi pelekukan ke arah dalam membentuk krista (membuat permukaan membran semakin luas sehingga proses respirasi menjadi semakin efektif) terjadi dalam membran dalam mitokondria dan matriks (tersusun atas air, protein, enzim respirasi, garam, DNA & ion2).

    11.  Mikrotubulus dan Mikrofilamen

Mikrofilamen: merupakan benang2 halus, tipis, & memanjang. Mempunyai 2 protein yaitu aktin dan myosin (banyak terdapat pada sel2 otot & membentuk rangka dalam pd sel), menyebabkan kontraksi pada sel2 otot; tetapi apabila aktin dan miosin saling menjauh maka akan terjadi relaksasi; contoh Amoeba: berperan dalam pembentukan pseudopoda, gerakan sel, gerakan sitoplasma, pembelahan sel yaitu terbelahnya sel menjadi 2 sel anak karena ditarik mikrofilamen yg menghubungkan membran.      Mikrotubulus: pada gelendong sel berupa benang2 spindel yg menghubungkan 2 kutub sel pada waktu pembelahan (gerakan kromosom dari daerah equator ke kutub masing2 dikendalikan oleh mikrotubulus.) Selain itu berguna pula untuk penyusun sentriol, flagela, & silia. Secara umum dapat disimpulkan berguna pada pergerakan sel.

1   2.  Plastisida

Yaitu organel yg mengandung pigmen. Macam2 plastisida:

     Kromoplas: yaitu plastida mengandung pigmen merah, jingga / kuning Contohny: pada tomat, apel.

     Leukoplas: yaitu plastida yg tidak mengandung warna.  Biasanya ada pada jaringan tumbuhan yg tidak terkena cahaya, sel embrional, empelur batang, bagian tumbuhan di dalam tanah yg berwarna putih.

         Amiloplas: yaitu plastida yg mengandung amilum.

         Kloroplas: yaitu plastida mengandung klorofil.  Terdapat di autotrof yg eukariotik & sel yg berklorofil(ganggang, lumut, tumbuhan paku).

Memiliki membran rangkap:

membran luar       : permukaan rata, fungsi: mengatur keluar masuk zat.membran dalam  : membungkus cairan kloroplas yg disebut stroma melipat ke arah dalam &   membentuk lembaran2 yg disebut tilakoid. Tilakoid yg bertumpuk2, membentuk tumpukan seperti uang logam disebut grana. Pada permukaan dalam tilakoid terdapat kumpulan partikel yg tersusun berderet disebut kuantosom.

Fungsi klorofil : menangkap energi cahaya matahari Energi tsb digunakan untuk memecah molekul air yg kemudian direaksikan dengan karbon dioksida menjadi gula.

                                                          

1   3.  Vakuola

Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali padahewan uniseluler tingkat rendah.
fungsi vakuola adalah :

a.    Memelihara tekanan osmotik sel

b.   Penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll

c.    Mengadakan sirkulasi zat dalam sel

d.   Tempat cadangan makanan:  Amilum & gula disimpan di vakuola, jka diperlukan dapa digunakan kembali. Contoh: akar ketela pohon(tepung) & di batang tebu(gula).

e.    Menyimpan pigmen:  Dalam vakuola pada sel2 mahkota bunga ada pigmen merah, biru, kuning,dll. Itu sebabnya mahkota bunga berwarna warni.

f.    Menyimpan minyak asiri: Minyak asiri tergolong minyak eteris. Sampai sekarang, belum diketahui guna minyak ini untuk tumbuhan. Contoh: minyak kayu puith, peppermint,aroma harum pada bunga.

g.   Menyimpan sisa metabolism: Sisa metabolisme tidak bisa dikeluarkan tumbuhan, oleh karena itu disimpan di vakuola. Misal:Asam oksalat, alkaloid, getah karet.

    D.    SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

Hewan merupakan organisme yang mampu bergerak aktif, mereka memperoleh sumber energynya melalui rekasi oksidasi senyawa kimia(kemotrof) dengan sumber rantai karbonya berasal dari zat organic (heterotrof) oleh karena itu hewan bersifat kemoheterotrof. Sedangkan tumbuhan merupakan orgnisme yang bergerak pasif dan kaku, merka berbeda dari hewan mereka memperoleh sumber energinya berasal dari cahaya matahari (fototrof) dan sumber rantai karbon berasal dari zat anorganik (autotrof/ototof).

Dari perbedaan secara umum antara hewan dan tumbuhan bisa menjadi factor bahwa sel yang dimiliki masing-masing antara mereka memiliki struktur serta komponen yang berbeda. Hewan mampu bergerak aktif karena sel hewan memiliki struktur yang flexible ini dikarnakan sel hewan tidak memiliki komponen dinding sel yang membuatnya tidak kaku berbeda dengan sel tumbuhan yang memiliki dinding sel menjadikan selnya kaku, pada tumbuhan perolehan sumber energinya berasal dari sinar matahari, oleh karena itu tumbuhan memiliki organel fotosintetik yang mampu merubah energy dari sinar matahari untuk dijadikan sumber energy yang melakukan aktifitas sel tersebut. Organel ini disebut dengan plastida yang memiliki pigmen untuk mengolah sinar yang ditangkap oleh tumbuhan. Selain itu masih banyak lagi komponen serta organel penyusun  sel hewan dan tumbuhan berikut ini table komponen dan organel sel hewan dan tumbuhan.

PENERAPAN APLIKASI SEL DALAM BIDANG PETERNAKAN DAN PERTANIAN

Bioteknologi sangat bermanfaat bagi perkembangan kehidupan manusia. Berikut ini adalah penerapan bioteknolgi dalam bidang peternakan dan pertanian.
A. Bidang Peternakan
Penerapan prinsip bioteknologi dalam bidang peternakan antara lain sebagai berikut:
1. Teknologi transplantasi nukleus
Teknologi ini lebih dikenal dengan teknologi kloning yaitu teknologi yang digunakan untuk menghasilkan individu duplikasi (mirip dengan induknya). Teknologi kloning telah berhasil dilakukan pada beberapa jenis hewan. Salah satunya adalah pengkloningan domba yang dikenal dengan domba Dolly. Melalui kloning hewan, beberapa organ manusia untuk keperluan transplantasi penyembuhan suatu penyakit berhasil dibentuk. Tahapan teknologi kloning adalah;
a. Isolasi nukleus (inti sel) dari hewan donor.
Nukleus diisolasi dari sel putting susu domba dewasa dengan menggunakan teknik khusus sehingga dapat dikeluarkan dari membrane sel
b. Isolasi sel telur
Sel telur yang belum dibuahi diperoleh dari domba lain. Dibutuhkan banyak sel telur dalam teknologi ini karena banyak sel telur yang tidak mampu bertahan dalam tahapan pengkloningan lebih lanjut.
c. Pengambilan nukleus dari sel telur
d. Penggabungan nukleus dengan sel telur. Nukleus yang telah diisolasi dari sel domba dewasa digabungkan ke dalam sel domba lain yang telah dihilangkan nukleusnya. Secara genetic sel domba yang menerima nukleus identik dengan domba pendonor.
e. Pemasukan sel telur kedalam rahim. Sel telur dimasukkan ke dalam rahim domba betina yang lain. Hanya sedikit sel telur yang mampu bertahan dan berkembang di dalam rahim. Sel telur yang mampu bertahan akan berkembang menjadi embrio dan selanjutnya akan dihasilkan anak domba yang mirip dengan domba pendonor nukleus

2. Teknik Inseminasi Buatan
Teknik ini dikenal dengan nama kawin suntik, adalah suatu cara atau teknik untuk memasukkan sperma yang telah dicairkan dan diproses terlebih dahulu yang berasal dari ternak jantan ke dalam saluran alat kelamin betina dengan menggunakan metode dan alat khusus yang disebut “ insemination gun”. Teknik inseminasi buatan memiliki beberapa tujuan, yaitu:
a. Memperbaiki mutu genetika ternak
b. Mengoptimalkan penggunaan bibit pejantan unggul secara lebih luas dalam jangka waktu yang lebih lama
c. Meningkatkan angka kelahiran dengan cepat dan teratur
d. Menyegah menularan dan penyebaran penyakit kelamin.

3. Transfer Embrio
Apabila kawin suntik memfokuskan pada sperma jantan, maka transfer embrio tidak hanya potensi dari jantan saja yang dioptimalkan, melainkan potensi betina berkualitas unggul juga dapat dimanfaatkan secara optimal.
Teknik TE ini, betina unggul tidak perlu bunting tetapi hanya berfungsi menghasilkan embrio yang untuk selanjutnya bisa ditransfer pada induk titipan dengan kualitas yang tidak perlu bagus tetapi memiliki kemampuan untuk bunting.
Embrio yang akan ditransfer ke resipien disimpan dalam foley kateter dua jalur yang steril (tergantung ukuran serviks). Sebelum dilakukan panen embrio, bagian vulva dan vagina dibersihkan dan disterilkan dengan kapas yang mengandung alcohol 70%. Embrio yang didapat dapat langsung di transfer ke dalam sapi resipien atau dibekukan untuk disimpan dan di transfer pada waktu lain.


4. Teknologi Transgenik
Hewan transgenik adalah hewan yang telah mengalami rekayasa genetika sehingga dihasilkan hewan dengan sifat yang diharapkan. Teknologi transgenik pada hewan dilakukan dengan cara penyuntingan fragmen DNA secara mikro ke dalam sel telur yang telah mengalami pembuahan. Tujuan dari teknologi ini adalah meningkatkan produk dari hewan ternak seperti daging susu, dan telur.
Contoh dari hewan yang mengalami teknologi ini adalah domba transgenik. Jadi DNA domba ini disisipi dengan gen manusia yang disebut factor VIII ( merupakan protein pembeku darah). Berkat penyusupan gen tersebut, domba menghasilkan susu yang mengandung factor VIII yang dapat dimurnikan untuk menolong penderita hemophilia.
Rekayasa genetika juga dapat melestarikan spesies langka. Sebagai contoh, sel telur zebra yang sudah dibuahi lalu ditanam dalam kuda spesies lain. Spesies lain yang dipinjam rahimnya ini disebut surrogate. Hal ini sudah diterapkan pada spesies keledai yang hamper punah di Australia.
Teknik pelestarian dengan rekaya genetika berguna, dengan alasan:
a. Induk dari spesies biasa dapat melahirkan anak dari spesies langka.
b. Telur hewan langkah yang sudah dibuahi dapat dibekukan, lalu disimpan bertahun-tahun meskipun induknya sudah mati. Jika telah ditemukan surrogate yang sesuai, telur tadi ditransplantasi.

5. Hormon BST (Bovine Somatotrophin)
Dengan rekayasa genetika dihasilkan hormon pertumbuhan dewan yaitu BST. Caranya adalah:
a. Plasmid bakteri E.Coli dipotong dengan enzim endonuklease
b. Gen somatotropin sapi diisolasi dari sel sapi
c. Gen somatotropin disisipkan ke plasmid bakteri
d. Bakteri yang menghasilkan bovin somatotropin ditumbuhan dalam tangki fermentasi
e. Bovine somatotropin diambil dari bakteri dan dimurnikan.
Hormon ini dapat memicu pertumbuhan dan meningkatkan produksi susu. BST ini mengontrol laktasi (pengeluaran susu) pada sapi dengan meningkatkan jumlah sel-sel kelenjar susu. Jika hormon yang dibuat dengan rekayasa genetika ini disuntuikkan pada hewan, maka produksi susu akan meningkat 20%.
Pemakaian BST telah disetujui oleh FDA (Food and Drug Administration), lembaga pengawasan obat dan makanan di Amerika. Amerika berpendapat nsusu yang dihasilkan karena hormon BST aman di konsumsi tapi di Eropa hal ini dilarang karena penyakit mastitis pada hewan yang diberikan hormon ini meningkat 70%.
Selain memproduksi susu, hormon ini dapat memperbesar ukuran ternak menjadi 2 kali lipat ukuran normal. Caranya dengan menyuntik sel telur yang akan dibuahi dengan hormon BST. Daging dari hewan yang diberi hormon ini kurang mengandung lemak. Sehingga dikhawatirkan hormon ini dapat mengganggu kesehatan manusia.

B. Bidang Pertanian

Penerapan bioteknologi pada bidang pertanian bertujuan untuk memperoleh varietas unggul suatu tanaman, meningkatkan hasil panen dan kualitas produk, serta daya tahan suatu tanaman terhadap berbagai jenis penyakit. Pengembangan tanaman dengan media selain tanah yang dikenal dengan nama hidroponik. Penerapan bioteknologi pada tanaman, disebabkan tanaman memiliki sifat totipotensi sel yang sangat baik. Sifat totipotensi sel adalah kemampuan suatu sel atau jaringan untuk tumbuh menjadi individu baru.

1. Tanaman yang Dapat Menfiksasi Nitrogen
Serealia atau tumbuhan rumput-rumputan berbiji merupakan tumbuhan yang menyuplai 50% makanan pokok penduduk dunia. Namun, serealia tidak memiliki simbion bakteri akar-akarnya untuk memfiksasi nitrogen, sehingga kebutuhan nitrogen (N2) diperoleh dari penambahan pupuk buatan. Kelebihan pupuk buatan yang diberikan dapat terbilas air dan menyemari air minum yang dikonsumsi manusia di lingkungan sekitar.
Dengan bioteknologi, para ilmuwan mengembangkan tumbuhan yang akar-akarnya dapat bersimbiosis dengan Rhizobium. Ide ini melibatkan gen nif yang dapat mengontrol fiksasi nitrogen. Para ilmuwan menyisipkan gen nif ini pada :
a. Tumbuhan serealia
b. Bakteri yang berasosiasi dengan tumbuhan serealia
c. Plasmid TI ( Tumor Inducing) dari Agrobacterium dan kemudian menginfeksikannya ke tumbuhan yang sesuai dengan bakteri yang telah direkayasa.

2. Kultur Jaringan
Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetative dengan mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri menjadi tanaman lengkap. Media kultur merupakan tempat tumbuhnya sel tumbuhan. Media tumbuh sel tumbuhan dapat di dalam tabung yang steril, artinya tabung yang bebas dari hama. Medium itu biasanya dibuat dari agar-agar yang diberi berbagai nutrisi yang diperlukan tumbuhan. Kultur jaringan tumbuhan dapat dilakukan hanya dengan mengambil beberapa milimeter pucuk tumbuhan yang mengandung jaringan muda atau jaringan lain yang bersifat meristematik. Bagian tumbuhan yang dikultur disebut sebagai eksplan.
Dasar kultur jaringan ini adalah teori totipotensi yang berhasil dibuktikan oleh F.C Steward tahun 1958. Teori ini berbunyi “setiap sel organ tanaman akan mampu tumbuh menjadi tanaman yang sempurna jika ditempatkan di lingkungan yang sesuai”. Sehingga sifat totipotensi merupakan potensi pada setiap sel penyusun jaringan dewasa untuk mengadakan pembelahan dan membentuk individu baru.
Perbanyakan tanaman dengan kultur jaringan diaplikasikan terutama pada tanaman-tanaman yang sulit dikembangkan secara generative, seperti lada, jahe, pisang, panili, tanaman penyerbuk silang (jambu mente, cengkeh, melinjo, asam), dan tanaman hutan (jati dan cendana)
Hal penting yang diperhatikan dalam teknik ini adalah medium pertumbuhan. Medium yang umum digunakan adalah medium MS (Murashige Skoog) yang diformulasikan oleh Toshio Murashige dan Folke Skoog pada tahun 1962. Tahapan kultur jaringan adalah sebagai berikut:
a. Tanaman yang digunakan berasal dari tanaman yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Bagian tanaman untuk kultur (eksplan) dapat berasal dari organ tumbuhan yang dipotong dengan menggunakan pisau steril.
b. Eksplan ditanam secara steril ke dalam botol yang berisi medium padat MS yang diperkaya dengan vitamin
c. Setelah beberapa minggu, eksplan tumbuh menjadi kalus.
d. Kalus dipindahkan ke medium baru. Jika kalus dapat tumbuh jadi individu baru, maka dapat dihasilkan tanaman dengan sifat yang sama dengan induknya.

Keuntungan dari pengembangan kultur jaringan tumbuhan, antara lain:
1) Berlangsung cepat dalam memperoleh tumbuhan baru.
2) Hemat tempat dan waktu.
3) Bibit terhindar dari hama dan penyakit.
4) Memiliki sifat identik dengan induknya.
5) Jumlah tidak terbatas, artinya dapat menghasilkan individu dalam jumlah yang banyak (dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan minimal 10.000 bibit).

3. Teknologi Tanaman Transgenik
Tanaman transgenik merupakan tanaman yang telah disusupi DNA asing sebagai pembawa sifat yang diinginkan. DNA tersebut dapat berasal dari tumbuhan yang beda jenis. Untuk menghasilkan tanaman transgenik dibutuhkan teknik rekayasa genetika dan vector sebagai pembawa gen sifat yang diinginkan. Sebagai vector digunakanlah DNA yang berasal dari bakteri Agrobacterium tumefaciens yang lebih dikenal dengan nama Ti plasmid (tumor-inducing plasmid). Ti plasmid memiliki kemampuan untuk masuk ke dalam sel tumbuhan selama proses infeksi.
Tahapan untuk memperoleh tanaman transgenik, adalah sebagai berikut:
a. Ti plasmid dikeluarkan dari sel bakteri
b. Ti plasmid dipotong pada sisi yang spesifik dengan menggunakan enzim restriksi.
c. DNA yang berasal dari sel tanaman dipotong dengan menggunakan enzim restriksi yang sama agar diperoleh sisi yang speksifik. Kemudian gen tanaman yang membawa sifat yang diinginkan dipisahkan dari DNA-nya.
d. Gen tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam plasmid sehingga menghasilkan DNA rekombinan.
e. Plasmid yang telah mengandung gen tersebut dimasukkan ke dalam sel tanaman yang dikultur. Saat ini, sel tanaman telah memiliki gen dari tanaman lain.
f. Terjadi regeberasi sel tumbuhan yang akan terus mengalami pembelahan hingga menjadi satu individu tanaman baru. Tanaman baru ini memiliki sifat baru yang diinginkan dan merupakan tanaman transgenik.
Teknologi transgenik telah dilakukan pada beberapa tanaman pertanian seperti jagung, kapas, tomat, padi, kedelai, dan papaya. Pada kedelai telah dimasukkan beberapa gen yang menyebabkan variasi pada tanaman kedelai. Pada tanaman jagung telah dimasukkan gen cry dari Bacillus thuringiensis disebut dengan jagung Bt, yang menyebabkan jagung menghasilkan protein yang dapat membunuh serangga, seperti kupu-kupu.
Tanaman transgenik ini tidak perlu disemprot dengan pestisida untuk menyingkirkan hama dan penyakit, sebab dengan sisipan gen tersebut akan menghasilkan senyawa endotoksin ( senyawa racun) sehingga tanaman transgenik dapat membrantas hama dengan senyawa racun yang dikandungnya.

4. Hidroponik
Penerapan bioteknologi dalam bidang pertanian juga dapat dilakukan dengan cara menanam tanaman dalam media selain tanah, yang disebut hidroponik. Hidroponik adalah teknik menanam tanaman dalam media selain tanah. Hidroponik dapat dilakukan dengan menggunakan media air dan pasir.
1) Hidroponik dengan media air
Tumbuhan ditanam di dalam air dan ditambah unsur-unsur hara yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut.
2) Hidroponik dengan media pasir.
Media yang digunakan dapat juga dengan arang, sabut kelapa, atau batubatuan. Dalam teknik ini, sebaiknya ditambahkan unsur-unsur hara. Dalam teknik hidroponik yang perlu diperhatikan adalah kelembapan udara dan intensitas cahaya agar pertumbuhan dan perkembangan tanaman cukup baik.
Keuntungan teknik hidroponik, antara lain:
• Masih dapat bercocok tanam di lahan yang sempit.
• Dapat menggunakan pupuk dengan efisien.
• Hama dan penyakit tanaman dapat dihindari.

5. Penggunaan Teknologi Nuklir
Teknologi nuklir menggunaan unsur-unsur radioaktif yang dapat memancarkan sinar radioaktif, antara lain sinar gama (γ ), sinar alfa (α ) dan sinar beta (β).
Manfaat dari radioaktif seperti sinar gama (γ ) berguna untuk pemuliaan tanaman, yaitu dengan meradiasi sel atau jaringan sehingga akan terjadi mutasi yaitu terjadinya perubahan jumlah kromosom atau gen yang terdapat dalam inti sel, dengan tujuan agar menghasilkan atau memiliki keturunan dengan bibit unggul.
Hasil dari mutasi yang sering dinamakan mutan, ternyata memiliki beberapa keuntungan di antaranya cocok ditanam di persawahan pasang surut yang memiliki kadar garam cukup tinggi, tahan wereng cokelat dan hijau, tahan penyakit busuk daun, umur lebih pendek, dapat ditanam pada musim kemarau dalam waktu lebih singkat, hasil panennya lebih banyak. Tanaman hasil mutasi ini bersifat poliploidi (jumlah kromosomnya berkelipatan dari kromosom normal) sehingga dapat memberikan hasil yang lebih tinggi, misalnya cepat berbuah, buahnya lebih besar, dan tidak berbiji.

6. Aeroponik
Aeroponik adalah teknik penanaman sayuran dengan menggunakan styrofoam yang berlubang-lubang sehingga akar tanaman menjuntai ke bawah. Kemudian, air yang telah dicampur dengan unsur-unsur hara disemprotkan sehingga akar-akar bisa menyerapnya. Biasanya, penanaman sayur-sayuran menggunakan teknik ini.


7. Fusi Protoplas
Fusi protoplas merupakan suatu proses alamiah yang terdapat dari mulai tanaman tingkat rendah sampai pada tanaman tingkat tinggi. Fusi protoplas merupakan gabungan protoplas dengan protoplas lain dari beberapa spesies, kemudian membentuk sel yang dapat tumbuh menjadi tanaman hibrid. Hibridisasi somatik melalui fusi protoplasma digunakan untuk menggabungkan sifat lain dua spesies atau genus yang tidak dapat digabungkan secara seksual ataupun aseksual. Hal ini dapat dilakukan dengan cara menggabungkan seluruh genom dari spesies yang sama (intra-spesies), atau antarspesies dari genus yang sama (inter-spesies), atau antargenus dari satu famili (inter genus).
Ketika tanaman dilukai, maka sejumlah sel yang disebut callus akan tumbuh pada tempat yang dilukai tersebut. Sel-sel callus memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi tunas dan akar serta keseluruhan tanaman berbunga. Potensi alami sel-sel tersebut yang terprogram menjadi calon tanaman baru sangat ideal untuk rekayasa genetik. Seperti pada sel-sel tanaman, sel-sel callus dikelilingi oleh dinding selulosa yang tebal, yaitu sebuah rintangan yang menghambat pembentukan DNA baru. Dinding sel tersebut dapat dipecah dengan dinding selulose sehingga menghasilkan sel tanpa dinding sel yang disebut protoplas. Protoplas ini dapat digabungkan dengan protoplas lain dari beberapa spesies, kemudian membentuk sel yang dapat tumbuh menjadi tanaman hibrid. Metode ini disebut fusi protoplas.

DAFTAR PUSTAKA

Albert, B., Johnson, dkk. 2002. Molecular biology of the3 cell. New York: Garland science.

Anonym. 2005. Struktur dan Fungsi Sel. www.usu.ac.id. Waktu  unduh: 20 mei 2012 14.00 WIB.

Neil, A Campbell, dkk. 2003. Biologi jilid III. Jakarta: Erlangga.

Neil, A Campbell, dkk. 2008. Biologi jilid I. Jakarta: Erlangga.

Sumadi. 2007. Biologi sel. Semarang: Graha ilmu.

http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._BIOLOGI/196805091994031-KUSNADI/BUKU_SAKU_BIOLOGI_SMA,KUSNADI_dkk/Kelas_XI/1._S_sel_%26_transport/Bab_struktur_dan_fungsi_sel.pdf

Jati,Wijaya. 2007. Aktif Biologi Pelajaran Biologi untuk SMA/MA. Jakarta:Ganeca Exact.
D.A.Pratiwi,dkk.2006.Biologi untuk SMA Kelas XII. Jakarta : Erlangga
http://anekaplanta.wordpress.com/2008/03/02/perkembangan-penelitian-bioteknologi-pertanian-di-indonesia/
http://www.anneahira.com/bioteknologi-peternakan.htm
http://ilmuternak.wordpress.com/materikuliah/reproduksi-ternak/mengenal-teknologi-reproduksi/