Plastida

Plastida adalah organel pada sel tumbuhan. Ada 3 macam plastida yaitu:

1.Kromoplas, yaitu plastida berwarna karena mengandung pigmen selain klorofil

2.Leukoplas, yaitu plastida yang berwara putih berfungsi untuk menyimpan amilum (amiloplas), minyak (elaioplas), dan protein (aleuroplas)

3.Kloroplas, yaitu plastid yang berwarna hijau karena mengandung klorofil.

Kloroplas seperti plastida lainnya di sebelah luar dibatasi oleh dua lapisan membrane atau membrane rangkap. Batas luar membrane melingkupi matriks yang dinamakan stroma dan suatu system membrane yang meluas. Membrane dalam terlipat berpasangan yang disebut lamella. Secara berkala lamella ini membesar sehingga terbentuk gelembung pipih terbungkus membrane dan dinamakan tilakoid. Struktur ini tersusun dalam tumpukan, mirip koin. Tumpukan tilakoid dinamakan grana. Pada tilakoid terdapat unit fotosintesis yang berisi molekul pigmen seperti klorofil a, klorofil, karoten, dan xantofil.

Analisa kimia dari kloroplas menunjukkan kloroplas terdiri dari protein, fosfolipid, pigmen hijau dan kuning, DNA dan RNA.

Mitokondria

Mitokondria mempunyai dua lapisan membrane atau membrane rangkap, yaitu membrane luar dan membrane dalam. Membrane luar, permukaannya halus dan membrane dalam berlekuk-lekuk. Pelekukan ini disebut Krista. Pada bagian Krista terdapat enzim untuk fosforilasi oksidatif dan system transport electron, sedangkan enzim untuk siklus kerbs dan asam lemak terdapat dalam ruang matriks. Membrane dalam membagi mitokondria menjadi dua ruang yaitu :

1.Ruang intermembran

Ruang intermembran merupakan ruangan yang sempit di antara membrane luar dan membrane dalam. Membrane luar dapat dilalui semua molekul kecil dan tidak dapat dilalui protein dan molekul besar.

2.Matriks Mitokondria

Matriks mitokondria merupakan ruang yang diselubungi oleh membrane dalam. Beberapa langkah metabolismeterjadi dalam matriks. Protein yang berperan dalam respirasi  termasuk enzim membuat ATP, dibuat dalam membrane dalam. Membrane dalam juga memiliki permukaan yang luas sehingga dapat meningkatkan produktivitas respirasi seluler. Bagian dalam matriks juga banyak mengandung protein dan DNA, ribosom dan beberapa jenis RNA. Karena adanya DNA, RNA dan ribosom, maka mitokondria dapat mensintesis protein sendiri.

DNA mitokondria merupakan sandi untuk protein dan enzim structural membrane dalam, sedang DNA nucleus sebagai sandi untuk protein matriks dan membrane dalam. Pada sel-sel yang aktif atau memiliki metabolism tinggi, pada mitokondrianya banyak terdapat Krista, misalnya sel otot jantung mempunyai banyak mitokondria dengan Krista yang rapat.

Ribosom dan Lisosom

Ribosom berupa organel kecil tersusun oleh RNA ribosom dan protein. Terdapat pada semua sel hidup, mempunyai bentuk bundar. Ribosom terdapat bebas di sitoplasma dan melekat pada reticulum endoplasma kasar. Ribosom mempunyai fungsi dalam sintesis protein. Pada waktu sintesis protein ribosom mengelompok membentuk poliribosom atau polisoma.

Lisosom berbentuk agak bulat dan dibatasi membrane tunggal. Lisosom dihasilkan oleh badan golgi yang penuh protein. Pada tahun 1955, para ahli biologi menemukan partikel-partikel yang sangat halus di dalam sitoplasma dengan menggunakan teknik ultra sentrifugasi. Oleh Christian de Duve, partikel halus yang ternyata berbentuk kantong-kantong kecil dinamakan lisosom. Lisosom berisi enzim yang dapat memecahkan (mencerna) polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein. Karena itu lisosom berperan dalam pencernaan intra sel, misalnya pada protozoa, atau sel darah putih, juga dalam autofagus. Sebagai contoh, ketika kecebong berubah menjadi katak, ekornya diserap secara bertahap. Sel-sel ekornya yang kaya akan lisosom mati dan hasil penghancurannya digunakan dalam pertumbuhan sel-sel baru yang berkembang. Lisosom terutama ditemukan pada sel hewan.

Retikulum Endoplasma

Retikulum Endoplasma merupakan system perluasan membrane-membran yang saling berhubungan yang membentuk saluran pipih seperti tabung di dalam sitoplasma. Dalam pengamatan mikroskop, Retikulum Endoplasma tampak seperti saluran berkelok-kelok dan jala yang berongga-rongga. Saluran-saluran tersebut berfungsi untuk membantu gerakan substansi-substansi dari satu bagian sel ke bagian lainnya. Dalam sel terdapat dua tipe reticulum endoplasma, yaitu reticulum endoplasma kasar dan reticulum endoplasma halus.

1.retikulum endoplasma kasar

Disebut reticulum endoplasma kasar karena pembentukannya diselubungi oleh ribosom sehingga membrane ribosom kelihatan seperti helaian panjang kertas pasir. Ribosom adalah tempat sintesis protein.

Protein yang disintesis pada ribosom yang melekat pada reticulum endoplasma biasanya ditujukan untuk luar sel. Contohnya, sel-sel yang khusus untuk mensekresikan protein misalnya sel pancreas yang menghasilkan hormone insulin mengandung reticulum endoplasma kasar yang besar.

Setelah protein selesai dibuat oleh ribosom dipermukaan reticulum endoplasma, protein tersebut diangkut ke ruangan dalam reticulum endoplasma. Dalam saluran ini protein mungkin diubah oleh enzim-enzim yang berada di permukaan dalam membrane reticulum endoplasma, biasanya ditambah dengan molekul karbohidrat. Apabila protein telah mencapai reticulum endoplasma, protein tersebut disimpan dalam membrane kecil yang mengandung kantong yang disebut vesikula. Vesikula ini dibentuk dari irisan reticulum endoplasma halus yang berhubungan dengan reticulum endoplasma kasar.

Jadi fungsi reticulum endoplasma kasar adalah mendukung sintesis protein dan menyalurkan bahan genetic antara inti sel dengan sitoplasma.

2.retikulum endoplasma halus

Reticulum endoplasma halus tidak ditempeli ribosom sehingga permukaannya halus. Reticulum endoplasma halus memiliki enzim-enzim pada permukaannya yang berfungsi untuk sintesis lipida, glikogen dan persenyawaan steroid seperti kolesterol, gliserida dan hormon.

Struktur Hati

Sebagai alat ekskresi, hati (hepar) mengeluarkan empedu. Empedu berupa cairan kehijauan; rasanya pahit; pH sekitar 7-7,6; mengandung kolesterol, garam-garam mineral, garam empedu, serta pigmen (zat warna empedu) yang disebut bilirubin dan biliverdin.

Empedu yang dihasilkan oleh hati disimpan dalam kantong empedu (vesika felea) dan dikeluarkan ke usus halus untuk membantu system pencernaan, misalnya :

1. Mencernakan lemak

2. Mengaktifkan lipase

3. Mengubah zat yang tak larut dalam air menjadi zat yang dapat larut dalam air

4. Membantu daya absorpsi lemak pada dinding usus.

Kurang lebih 10 juta sel darah merah yang telah tua dan rusak dirombak dalam hati oleh sel-sel khusus yang disebut histiosit. Hemoglobin sel darah merah dipecah menjadi zat besi, globin, dan hemon. Zat besi diambil dan disimpan dalam hati untuk dikembalikan ke sumsum tulang. Globin digunakan lagi untuk metabolism protein atau untuk membentuk Hb baru, sedangkan hemin diubah menjadi zat warna empedu yang disebut bilirubin dan biliverdin yang berwarna hijau biru. Zat warna empedu dikeluarkan ke usus 12 jari dan dioksidasi menjadi urobilin yang berwana kuning cokelat yang berperan sebagai pewarna feses dan urin.

Jika pembuluh empedu tersumbat, misalnya oleh kolesterol yang mengendap dan membentuk batu empedu, maka warna feses akan menjadi cokelat abu-abu, sedangkan darah akan berwarna kekuning-kuningan karena empedu masuk ke peredaran darah (disebut penyakit kuning).

Organ hati juga merupakan satu-satunya kelenjar yang menghasilkan enzim arginase yang berfungsi untuk menguraikan asam amino arginin menjadi asam amino ornitin + urea. Ornitin yang terbentuk berfungsi mengikat NH3 dan CO2 yang bersifat racun. Dalam sel-sel tubuh, ornitin diubah menjadi asam amino sitrulin. Sitrulin juga berperan mengikat NH3 menjadi arginin yang hanya dapat pecah di dalam hati, sedangkan urea dari hati diangkat ke ginjal untuk dikeluarkan bersama urin.

Dialisis Darah

Pada tahun 1950, peneliti medis menciptakan ginjal buatan, berdasarkan proses dialisis. Mesin ini bekerja layaknya sebuah ginjal yang membersihkan darah melalui cara difusi sederhana. Mesin dilengkapi dengan pipa panjang berisi larutan yang komposisinya seperti plasma darah. Larutan ini berada di satu sisi pipa saja dan dibatasi oleh membrane berpori. Bila mesin dinyalakan, darah pasien yang penuh dengan sisa metabolisme akan mengalir sepanjang pipa yang kosong. Setelah darah memenuhi pipa, sisa metabolime mengalami difusi ke dalam larutan yang tersedia dalam pipa tadi. Setelah disirkulasikan beberapa kali sepanjang pipa mesin dan arteri tubuh, darah pasien diberi heparin, agen hati penggumpalan agar darah tidak membeku selama mengalir di dalam pipa mesin, kemudian diberi zat koagulasi pada saat darah masuk ke dalam vena.

Altenatif yang dapat diharapkan untuk dialisis berjangka panjang bagi kerusakan ginjal yang kronis ialah pencangkokan ginjal baru. Operasinya secara teknis sederhana. Ginjal ditempatkan di dalam rongga perut bagian bawah, arteri dan vena disambungkan pada arteri dan vena usus masing-masing. Kemudian ureter dihubungkan dengan kandung kemih (vesika urinaria).

Masalah utama pada pencangkokan ginjal ialah masalah penolakan system imun. System imun resipien akan mengenali ginjal cangkokan itu sebagai “benda asing” dan lalu merusaknya. Berbagai obat yang ditemukan efektif untuk menekan mekanisme imun tubuh tersebut. Dengan menggunakannya secara hati-hati, banyak ginjal yang dicangkok tetap berfungsi selama bertahun-tahun. Penolakan system imun tidak terjadi bila ginjal berasal dari donor yang kembar identik dengan resipien. Pada transplantasi antarkembar identik, tidak diperlukan obat-obatan imunosupresif, dan ginjalnya dapat bertahan lama.

Struktur Ginjal Manusia

Ginjal atau ren disebut juga buah pinggang, bentuknya seperti biji buah kacang merah (kara/ercis). Ginjal terletak di kanan dan kiri tulang pinggang yaitu di dalam rongga perut pada dinding tubuh dorsal. Ginjal berjumlah dua buah, berwarna merah keunguan, dan yang kiri terletak agak lebih tinggi daripada yang kanan.

Lapisan ginjal bagian luar disebut kulit ginjal atau korteks, sedangkan lapisan dalam disebut sumsum ginjal atau medulla. Lapisan paling dalam berupa rongga ginjal yang disebut pelvis renalis.

Satuan structural dan fungsional ginjal yang terkecil disebut nefron. Tiap nefron terdiri atas badan Malpighi yang tersusun dari kapsul bowman; glomerulus yang terdapat di bagian korteks; serta tubulus-tubulus, yaitu tubulus kontortus proksimal, tubulus kontortus distal, tubulus pengumpul (collecting tubule), dan lengkung henle yang terdapat di bagian medulla. Pada sebuah ginjal manusia terdapat kurang lebih 1juta nefron.

Kapsul bowman berdinding rangkap dengan glomerulus di dalam cekungan kapsulnya. Glomerulus merupakan untaian pembuluh kapiler darah yang dindingnya bertaut menjadi satu dengan dinding kapsul bowman sehingga zat-zat yang terlarut dalam darah turut merembes ke dalam ruang kapsul bowman yang berdinding rangkap tersebut. Pembuluh darah arteri yang bercabang-cabang menjadi sejumlah ateriola disebut arteriola aferen. Arteriola aferen bercabang-cabang menjadi kapiler glomerulus. Kapiler glomerulus bersatu kembali menjadi arteriola aferen dan membelit-belit mengelilingi tubulus proksimal, lengkung henle, dan tubulus distal dari suatu nefron; kemudian bermuara ke dalam venula serta bergabung menjadi vena renalis menuju vena kava interior.

Lengkung henle ialah bagian saluran ginjal (tubulus) yang melengkung pada daerah medulla dan berhubungan dengan tubulus proksimal maupun tubulus distal di daerah korteks. Bagian lengkung henle ada dua, yaitu lengkung henle askenden (menanjak) dan lengkung henle deskenden (menurun). Pada orang dewasa, panjang seluruh tubulus lebih kurang 7,5-15km.

Ginjal dilindungi oleh lemak, dan selain itu terdapat arteri renal (arteri ginjal) yang menyuplai darah. Tiap-tiap arteri renal memiliki jaringan pembuluh (kapiler) di korteks. Sebagai akibatnya, korteks tampak lebih gelap daripada medulla.

Ginjal mengendalikan potensial air pada darah yang melewatinya. Substansi yang menyebabkan ketidakseimbangan potensial air pada darah dipisahkan dari darah dan diekskresikan dalam bentuk urin. Contohnya : Sisa nitrogen hasil pemecahan asam amino dan asam nukleat.

Sistem Ekskresi Pada Ikan

Alat ekskresi pada ikan berupa sepasang ginjal opistonefros yang terikat di sisi dorsal rongga tubuh. Bentuknya sempit memanjang, berwarna cokelat dan pada anteriornya berhubungan dengan sistem reproduksi. Tubulus ginjal mengalami modifikasi menjadi duktus eferens yang menghubungkan testis dengan duktus mesonefridikus. Selanjutnya, duktus  mesonefridikus menjadi duktus deferens yang berfungsi untuk transpor spermatozoa serta metabolisme yang bermuara di kolaka.

Potensial air pada ikan bertulang keras lebih kecil daripada air tawar, air sungai dan danau, tetapi lebih besar daripada air laut. Walaupun tubuh ikan diselubungi oleh sisik-sisik ikan yang impermeabel, permukaan insang dan usus mereka bersifat permeabel bebas terhadap air dan ion anorganik.

Mekanisme pada ikan yang hidup di air tawar dan air laut berbeda. Ikan yang hidup di air tawar mengekskresikan amonia dan aktif menyerap ion anorganik melalui insang dan mengeluarkan urin dalam volume yang besar. Ikan yang hidup di air laut mengekskresikan sampah nitrogen yang kurang beracun, yaitu trimetilamin oksida (TMO). Zat ini memberi bau khas air laut. Selain itu, ikan air laut mengekskresikan ion-ion lewat insang dan mengeluarkan urin dengan volume yang kecil. Ginjal ikan air laut tidak memmiliki glomerulus. Akibatnya, tidak terjadi ultrafiltrasi di ginjal, dan pembentukan urin sepenuhnya oleh ekskresi garam-garam dan TMO yang berkaitan dengan osmosis air.

Sistem Ekskresi Pada Serangga

Insekta (serangga) mempunyai alat ekskresi berbentuk buluh-buluh halus berwarna kekuning-kuningan yang disebut dengan tubulus Malphigi (buluh Malphigi). Buluh-buluh Malphigi terikat pada ujung anterior usus belakang.

Zat-zat sisa metabolisme diserap dari cairan jaringan oleh buluh Malpighi bagian ujung distal. Dari bagian ini, cairan masuk ke bagian proksimal pembuluh Malpighi dan membentuk kristal asam urat yang kemudian masuk ke usus belakang yang akhirnya keluar bersama feses. Sebagian zat sisa yang mengandung nitrogen dimanfaatkan untuk membentuk kitin pada eksoskeleton (rangka luar), dan dapat ikut diekskresikan sewaktu moulting atau pengelupasan kulit.

Sistem Ekskresi Pada Anelida

Untuk mempelajari sistem ekskresi pada Anelida, kita ambil contoh cacing tanah. alat ekskresi cacing tanah adalah sepasang metanefridium berbentuk tabung yang terdapat disetiap segmen tubuhnya. Ujung yang terdapat dalam segmen, terbuka dan berbentuk corong berisilia; disebut nefrostom. Ujung lainnya yang bermuara keluar tubuh disebut nefridiofor.

Pada nefrostom terdapat gulungan tubulus (tabung), dan terdapat bagian yang menggelembung. Nefridiofor dilewati materi-materi yang dikeluarkan oleh bagian yang menggelembung dari nefrostom tersebut. Disekitar gulungan tubulus nefrostom diselubungi pembuluh-pembuluh darah yang membentuk jaringan.

Materi-materi keluar dari cairan tubuh anterior menuju nefridium lewat nefrostom yang terbuka. Akan tetapi, beberapa materi penting (air dan makanan) diikat langsung oleh sel-sel pada gulungan tubulus dan menembus pembuluh darah disekitar tubulus yang kemudian disirkulasikan lagi. Saat cairan bergerak disepanjang tubulus, epitelium transpor yang mengelilingi lubang tubulus memompa garam-garam esensial keluar dari tubulus. Garam-garam yang keluar dari tubulus ini direabsorpsi oleh darah dalam kapiler pembuluh darah yang menyelubungi tubulus. Urin cacing tanah berbentuk cair dan setiap harinya dikeluarkan sebanyak 60% berat tubuhnya.

Pernapasan Pada Burung

Alat pernapasan burung adalah paru-paru (pulmo). Ukuran pulmo relatif kecil dibandingkan ukuran tubuhnya. Paru-paru burung terbentuk oleh bronkus primer, bronkus skunder, dan pembuluh bronkiolus. Bronkus primer berhubungan dengan mesobronkus yang merupakan bronkiolus terbesar. Mesobronkus bercabang menjadi dua set bronkus skunder anterior dan posterior, yang disebut ventrobronkus dan dorsobronkus. Ventobronkus dan dorsobronkus dihubungkan oleh parabronkus. Paru-paru burung memiliki kurang lebih 1000 buah parabronkus yang garis tengahnya kurang lebih 0,5mm. Sepasang paru-paru pada burung menempel di dinding dada bagian dalam. Paru-paru burung memiliki perluasan yang disebut kantong udara sakus pneumatikus yang mengisi daerah selangka dada atas, dada bawah, daerah perut, daerah tulang humerus, dan daerah leher.

Berturut-turut dari luar, alat pernapasan burung adalah sebagai berikut :

1. Lubang hidung

2. Celah tekak pada dasar faring, berhubungan dengan trakea.

3. Trakea, berupa pipa dengan penebalan tulang rawan berbentuk cincin yang tersusun disepanjang trakea.

4. Siring (alat suara), terletak dibagian bawah trakea. Dalam siring terdapat otot sternotrakealis yang menghubungkan tulang dada dan trakea, serta berfungsi untuk menimbulkan suara. Selain itu terdapat juga otot siringialis yang menghubungkan siring dengan dinding trakea sebelah dalam. Dalam rongga siring terdapat selaput yang mudah bergetar. Getaran selaput suara tergantung besar kecilnya ruangan siring yang diatur oleh otot sternotrakealis dan otot siringialis.

5. Bifurkasi trakea, yaitu percabangan trakea menjadi dua bronkus kanan dan kiri.

6. Bronkus (cabang trakea), terletak antara siring dan paru-paru.

7. Paru-paru dengan selaput pembungkus paru-paru yang disebut pleura.

Mekanisme Pernapasan Burung

Pertukaran gas terjadi dalam paru-paru, tepatnya pada parabronkus yang banyak mengandung pembuluh-pembuluh darah.

Paru-paru burung berhubungan dengan sakus pneumatikus melalui perantaraan bronkus rekurens, selain berfungsi sebagai alat bantu pernapasan saat terbang, sakus pneumatikus juga membantu memperbesar ruang siring sehingga dapat memperkeras suara, mencegah hilangnya panas badan yang terlalu tinggi, menyelubungi alat-alat dalam untuk mencegah kedinginan, serta mengubah massa jenis ini dengan cara memperbesar atau memperkecil kantong udara.

Pernapasan burung dilakukan dengan dua macam cara, yaitu pada waktu terbang dan tidak terbang.

Pada waktu tidak terbang, pernapasan terjadi karena gerakan tulang dada sehingga tulang-tulang rusuk bergerak ke muka dan ke arah bawah. Akibatnya, rongga dada membesar dan paru-paru mengembang. Mengembangnya paru-paru menyebabkan udara luar masuk (inspirasi). Sebaliknya dengan mengecilnya rongga dada, paru-paru akan mengempis sehingga udara dari kantong udara kembali ke paru-paru. Jadi, udara segar mengalir melalui parabronkus pada waktu inspirasi maupun ekspirasi sehingga fungsi paru-paru burung lebih efisien daripada paru-paru mamalia.

Pada waktu terbang, gerakan aktif dari rongga dada tak dapat berlangsung karena tulang-tulang dada dan tulang rusuk merupakan pangkal pelekatan yang kuat untuk otot-otot terbang. Akibatnya, inspirasi dan ekspirasi dilakukan oleh kantong udara di ketiak. Caranya adalah dengan menggerak-gerakkan sayap ke atas dan ke bawah. Gerakan ini dapat menekan dan melonggarkan kantong udara tersebut sehingga terjadilah pertukaran udara di dalam paru-paru. Semakin tinggi terbang, burung harus semakin cepat menggerakkan sayap untuk memperoleh semakin banyak O2. Frekuensi bernapas burung kurang lebih 25 kali permenit, sedangkan pada manusia hanya 15 sampai 20 kali permenit.