SIKLUS SEL DAN PEMBELAHAN SEL

Kegiatan yang terjadi dari satu pembelahan sel ke pembelahan berikutnya disebut siklus sel atau daur sel. Siklus sel mencakup dua fase yaitu interfase dan fase mitosis atau fase pembelahan.
A. Interfase
Interfase terdiri dari tiga tahapan yaitu tahap G1, S dan G2. G1 dimana terjadi aktivitas biosintesa yang tinggi.Sel sedang aktif mensintesa ARN (transkripsi) dan protein (transisi) serta membentuk sitoplasma baru, yang nantinya merupakan bahan untuk membina sel anak. Peristiwa ini mendorong inti dan sitoplasma membesar. Lama G1 30-40% dari waktu daur.
Tahap S yaitu merupakan tahap replikasi dan transkripsi DNA, Dengan demikian sel anak mengandung bahan genetis yang sama dengan sel induk. Lamanya juga 30-40% dari waktu satu daur
Tahap G2 merupakan tahap persiapan diri sel untuk membelah. . Nukleus masih nyata dibungkus membran inti mengandung satu atau lebih nucleolus. Dua sentrosom muncul di luar inti, terbentuk selama awal interfase melalui proses replikasi dari sentrosom tunggal. Mikrotubul meluas dari sentrosom dalam susunan radial dinamakan aster). Kromosom telah menduplikasi (selama fase S) tetapi dalam keadaan ini tidak dapat dibedakan sendiri-sendiri, karena masih dalam bentuk serabut kromatin yang terkemas longgar. Pada periode ini semua bahan sitoplasma dan organel menjadi rangkap dua. Lamanya 10-20% dari waktu daur.
Siklus sel diatur oleh tiga macam molekul sebagai faktor pengontrol yaitu:
1. S-fase activator yang mengaktifkan fase S dan terdapat hanya pada sitoplasma fase S yang bekerja memulai sintesis DNA (menginduksi untuk memulia terjadinya replikasi DNA).
2. M-fase promoting factor yang hanya ada pada sitoplasma fase M yang menyebabkan kondensasi kromosom
3. M-fase delaying faktor
B. Mitosis
Fase mitosis terdiri dari profase, prometafase, metaphase, anaphase dan telofase. Tahapan pembelahan inti ini masing-masing tidak sama waktunya. Fase mitosis atau fase pembelahan terdiri dari karyokinesis atau pembelahan nukleus dan sitokinesis atau pembelahan sitoplasma
Pada periode profase terjadi perubahan pada nukleus dan sitoplasma. Pada nukleus, nukleuli menghilang. Serabut-serabut kromatin menjadi lebih menggulung rapat dan melipat sehingga kian pendek dan tebal berubah menjadi kromosom, yang besar dan tampak jelas. Kromosom kemudian berduplikasi menjadi dua kromatid anak yang sama, dan kemudian bergabung pada sentromer. Spindle mitosis terbentuk di sitoplasma, tersusun dari mikrotubul dan bergabung dengan protein, tersusun teratur di antara dua sentrosom. Selama profase sentrosom bergerak berlawanan satu sama lain dan nampaknya bergerak sepanjang permukaan inti melalui pemanjangan berkas mikrotubul diantara dua sentrosom.
Menjelang metafase, beberapa ujung mikrotubul gelendong mitotic menempel pada setiap kinetokor yang berada di dekatnya.Membran inti terpotong-potong. Mikrotubul dari spindle sekarang dapat masuk ke dalam inti dan berhubungan dengan kromosom yang telah menjadi lebih padat. Berkas mikrotubul dinamakan serabut spindel, yang meluas dari setiap kutub kearah ekuator sel. Setiap kromatid dari kromosom kini memiliki struktur khusus yang dinamakan kinetokor, yang terletak pada daerah sentromer. Mikrotubul yang menambat pada kinetokor dinamakan mikrotubul-kinetokor. Struktur ini menyebabkan kromosom bergerak. Mikrotubul yang lain, mikrotubul-nonkinetokor, tersusun radier dari kutub menuju ke ekuator sel tanpa menambat pada kromosom.
Pada metaphase, mikrotubul kinetokor memegang peranan penting yaitu mengatur letak dan arah kromosom terhadap sumbu gelendong mitotic dan mengatur dan menggerakkan kromosom ke bidang ekuatorial. Sentrosom berada pada kedua kutub sel yang berlawanan. Kromosom berada pada bidang metaphase, bidang yang mempunyai jarak yang sama antara spindle kedua kutub. Spindel sentromer dari semua kromosom lurus satu sama lain pada bidang metaphase. Untuk setiap kromosom, kinetokor dari permukaan kromatid anak berlawanan kutub sel. Karena itu kromatid yang sama dari setiap kromosom menambat pada mikrotubul-kinetokor yang tersusun radier dari kutub yang berlawanan dari sel induk.
Pada anafase terjadi pemisahan kromatida kromosom. Pada fase ini terjadi tarikan ke kutub sehingga kromatid terpisah. Sentromer dari setiap kromosom mengganda, sehingga setiap kromatid memiliki sentromer sendiri-sendiri. Setiap kromatid sekarang dianggap sebagai calon kromosom. Spindle mulai menggerakkan kromatid menuju kutub sel yang berlawanan. Hal ini dikarenakan mikrotubul kinetokor menambat pada sentromer. Mikrotubul kinetokor memendek ketika kromosom mendekati kutub sel. Pada saat yang bersamaan kutub dari sel juga bergerak lebih jauh. Akhir dari anafase kedua kutub sel sama jaraknya dan merupakan kumpulan dari kromosom.
Pada fase telofase, mikrotubul nonkinetokor selalu memanjang dan anak inti mulai terbentuk pada kedua kutub sel, dan kromosom berada dalam keadaan terhimpun. Membran inti terbentuk dari potongan-potongan membran inti sel induk dan bagian lain dari system endomembran.
Sitokinesis terjadi pada saat anaphase dan telofase. Pada sel hewan, tanda pertama yang terlihat adalah melekuknya selaput sel selama anaphase. Pelekukan terjadi di daerah sekat metaphase atau bidang ekuatorial.
Sitokinesis pada sel tumbuhan berlangsung dengan cara yang berbeda. Sitoplasma dibagi dua oleh pembentukan dinding sel baru di dalam sel induk. Sekat sel mulai terbentuk di bidang antara dua nukeus anakan. Sekat sel berhubungan dengan sisa mikrotubul kutub gelendong mitotic yang membentuk suatu struktur yang disebut fragmoplas. Struktur ini mengandung dua perangkat mikrotubul yang berhadapan. Vesikuli kecil yang berasal dari kompleks golgi dan berisi prazat dinding sel tersusun sepanjang mikrotubul disebelah menyebelah fragmoplast dan diangkut kearah bidang ekuatorial yang selanjutnya membentuk sekat sel.

Sitokinesis terdiri atas dua macam, yaitu:
1. Disjunctive
Sitokinesis yang disjunctive, menghasilkan sel-sel anak yang lepas-lepas. Contoh: profiliferasi limfosit dalam reaksi immune, sehingga terbentuk klon. Sel tidak berhubungan / berlekatan satu sama lain
2. Astral
Sitokinesis astral menghasilkan sel-sel anak yang masih berhubungan / berlekatan. Contoh: cleavage pada zygote membentuk blastula. Tiap sel dalam blastula (blastomer) masih berlekatan dan berhubungan. Hubungan antara sel bersebelahan berupa gap junction, yang merupakan tempat keluar masuk / transport berbagai bahan bermolekul kecil, ion, air, dan juga terjadi perimbangan muatan listrik.
C. Meiosis
Selain mitosis, terdapat pula jenis pembelahan sel lainnya yaitu secara meiosis. Meiosis hanya terjadi pada fase reproduksi seksual atau pada jaringan nuftah. Pada meiosis, terjadi perpasangan dari kromosom homolog serta terjadi pengurangan jumlah kromosom induk terhadap sel anak. Disamping itu, pada meiosis terjadi dua kali periode Akibat adanya dua kali proses pembelahan sel, maka pada meiosis, satu sel induk akan menghasilkan empat sel baru, dengan masing-masing sel mengandung jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induk. Berikut ini fase meiosis ;

Perbedaan mitosis dan meiosis
No Pembeda Mitosis Meiosis
1 sel yang terlibat semua sel tubuh mitosis hanya sel kelamin aja
2 jumlah sel anakan 2 sel anak 4 sel anak
3 jumlah/ set kromosom 2n / diploid n / haploid
4 tahap 1 kali proses 2 kali proses
5. pindah silang tidak ada spesifikasi saat profase I (diploten)

Artikel lainnya di Analisis Dunia Kesehatan

Read More

BAHAN GENETIK

Asam Nukleat tersusun atas nukleotida, yang bila terurai terdiri dari gula, pospat dan basa yang mengandung nitrogen, karena banyaknya nukleotida yang menyusun molekul ADN, maka molekul ADN merupakan suatu polinukleotida.

1. Gula. Molekul gula yang menyusun ADN adalah sebuah pentosa, yaitu deoksiribosa
2. Pospat. Molekul pospat berupa PO₄
3. Basa. Basa nitrogen yang menyusun molekul ADN dibedakan atas:

a. Kelompok pirimidin. Kelompok ini dibedakan atas basa:

- sitosin (S)

- timin (T)

b. Kelompok purin. Kelompok ini dibedakan atas basa:

- adenine (A)

- guanine (G)

Pada tahun 1953 Watson dan Crick mengemukakan bahwa kebanyakkan molekul ADN mempunyai bentuk sebagai pita spiral dobel yang saling berpilin (“double helix”). Deretan gula deoksiribosa dan pospat menyusun pita spiral dan merupakan tulang punggung (“back-bone”) dari molekul ADN. Basa nitrogen berhubungan dengan gula. Berdasarkan model ADN dari Watson-Crick, maka satu spiral penuh (360⁰) mengandung 10 basa, sedangkan jarak antara satu basa dengan basa lainnya ialah 3,4Å (1Å = 10^-4 mikron). Jadi sebuah pita spiral dalam “double helix” membuat satu spiral penuh setiap 34 Å. Lebar molekul ADN sepanjang “double helix” adalah tetap, yaitu 20 Å.

Dalam deretan nukleotida, pospat terletak di antara dua molekul gula sedemikian rupa, sehingga pospat itu terikat pada 3`C dari suatu molekul gula dan pada 5`C dari molekul gula berikutnya. Persenyawaan pospat ini terkenal sebagai persenyawaan ester kovalen, sehingga amat kuat. Setelah tulang punggung gula-pospat terbentuk, maka basa menduduki tempat tetap. Sebuah pita dan pita pasangannya dalam “double helix” mempunyai arah yang berlawanan.

Bermacam-macam basa dalam ADN dari berbagai sumber

Makluk	Jaringan	Adenin	Timin	Guanin	Sitosin	A + T G + S
Eschericia	-	26.0	23.9	24.9	25.2	1.00
Diplococcus pneumoniae	-	29.8	31.6	20.5	18.0	1.59
Mycobacterium tuberculosis	-	15.1	14.6	34.9	35.4	0.42
Khamir	-	31.3	32.9	18.7	17.1	1.79
Tikus	Sumsum tulang	28.6	28.4	21.4	21.5	1.33
Orang	Timus	30.9	29.4	19.9	19.8	1.52
Orang	Hati	30.3	30.3	19.5	19.9	1.53
Orang	Spermatozoa	30.7	31.2	19.3	18.8	1.62

Penelitian Chargaff 1955 melalui hidrolisis ADN membuktikan bahwa pada berbagai macam makhluk hidup ternyata banyaknya adenine selalu kira-kira sama dengan banyaknya timin (A = T), demikian juga sitosin dan guanine (S=G). Dengan perkataan lain, aturan Chargaff menyatakan bahwa perbandingan A/T dan S/G selalu mendekati satu.

Replikasi ADN

ADN pada umumnya terdapat di dalam kromosom dalam inti sel. Seperti diketahui sel yang membelah selalu didahului oleh pembelahan inti sel. Berarti kromosom itu membelah, demikian pula molekul ADN.

Watson dan Crick mengetahui, bahwa sekali urutan nukleotida tertentu terbentuk pada salah satu pita dari “double helix”, maka urutan nukleotida pada pita komplementernya (pasangannya) dapat diketahui. Misalnya saja salah satu pita dari “double helix” terbaca sebagai 5` … SAATASTTAGA… 3` maka pita pasangannya terbaca sebagai 3`… GTTATGATST… 5`. Oleh karena itu Watson dan Crick berpendapat bahwa apabila dua pita dari “double helix” tertentumelalui suatu proses dapat dilepasberpilinnya dan kemudian dibiarkan dalam dalam larutan yang mengandung nukleotida, maka tiap pita tadi dapat berlaku sebagai contoh untuk terbentuknya pita polinukleotida baru. Proses berlipatgandanya molekul AND dinamakan replikasi AND.

Berdasarkan pengamatan beberapa ahli dikenal beberapa hipotesa mengenai replikasi and, YAITU:

1. Secara semikonservatif. “Double helix” dari molekul ADN yang lama membuka dengan perantaraan enzim, kemudian di samping tiap pita yang lama dibentuk pita ADN baru. Cara ini sesuai pendapat Watson dan Crick.

2. Secara konservatif. Molekul ADN yang lama tetap, artinya “double helix” tidak membuka. Di samping molekul ADN yang lama dibentuk molekul ADN baru.

3. Secara dispersif. Molekul ADN putus menjadi beberapa bagian dan untuk potongan-potongan itu dibentuk ADN baru.

STRUKTUR ARN

Disamping ADN, kebanyakan sel-sel berinti tidak sejati (prokaryotic) maupun yang berinti sejati (eukaryotic), memiliki asam nukleat lain yang sangat penting pula., yang dinamakan asam ribonuleat (ARN). Virus (seperti virus mozaik tembakau dan virus influenza) tidak memiliki AND, melainkan hanya ARN saja. Pada virus ini ARN-lah yang merupakan molekul genetic keseluruhannya dan membawa segala pertanggungan jawab seperti yang dimiliki AND. Karena itu ARN ini dinamakan juga ARN genetic, sedangkan ARN di dalam sel biasa disebut ARN non genetic.

ARN berbeda dengan AND dalam beberapa hal :

1. Ukuran dan bentuk

Pada umumnya molekul ARN lebih pendek dari AND.ADN bentuk double helix, tapi ARN bentuk pita tunggal single strand. Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman (misalnya Reo Virus), ARN berupa pita Double namun tidak berpilin sebagai spiral.

2. Susunan Kimia

Molekul ARN juga merupakan polimer nukleotida. Perbedaannya dengan AND adalah :

1. Gula yang menyusunnya bukan deoksiribosa melainkan ribose.
2. Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin, melainkan urasil (U)

3. Lokasinya

AND umumnya terdapat di dalam kromosom sedangkan ARN tergantung macamnya yaitu:

a. ARN duta (d) nama asingnya messenger RNA ( mRNA), terdapat dalam nucleus. ARN d dicetak oleh salah satu pita AND yang berlangsung dalam nucleus. Jika urutan basa dalam pita AND yang mencetak 5’ -----------3’ dalam ARN d hasil

GTSAT

cetakannya adalah 3’ ------------5’

SAGUA

2. ARN pemindah (ARNp) atau transfer RNA (tRNA) terdapat dalam sitoplasma. Molekul ARn p mempunyai bentuk seperti daun semanggi. Pada beberapa bagian, basa-basa memperlihatkan pasangan, tetapi tidak membentuk double helik.

3. ARN ribosom (ARNr) nama asingnya ribosome rRNA terdapat terutama dalam ribosom. Molekulnya berupa pita tunggal, tidak bercabang dan mempunyai bagian, dimana basa-basa komplomenternya membentuk pasangan-pasangan, tetapi tidak berupa duble helix

4. Fungsinya

AND berfungsi memberi informasi genetic, sedang ARN tergantung macammnya:

1. ARNd bertugas menerima informasi genetic dari AND. Proses ini dinamakan transkripsi dan berlangsung di dalam inti sel
2. ARN p bertugas mengikat asam amino dalam sitoplasma. Sebelum diikat ARN p, asam amino bereaksi dengan ATP (Adenosin triposphat) agar berenergi dan menjadi aktif. ARN p membawa asam amino yang diikat ribosom. Disilah berlangsung perubahan informasi genetic yang dinyatakan oleh urutan basa dari ARN d ke urutan asam amino dalam protein yang dibentuk. Proses perubahan ini dinamakan translasi.
3. ARN r bertugas mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino.Proses ini berlangsung dalam ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.

Artikel lainnya di Analisis Dunia Kesehatan

Read More

Membran lisosom

Untuk menyediakan pH asam bagi enzim hidrolitik, membran lisosom mempunyai pompa H⁺ yang menggunakan energi dari hidrolisis ATP. Membrane lisosom juga sangat terglikosilasi yang dikenal dengan lysosomal-associated membrane proteins (LAMP). Sampai saat ini sudah terdeteksi LAMP-1, LAMP-2, dan CD63/LAMP-3. LAMP berguna sebagai reseptor penerimaan kantong vesikel pada lisosom.

Enzim hidrolitik

Enzim hidrolitik dibuat pada retikulum endoplasma, yang mengalami pemaketan di badan Golgi dan kemudian ke endosom lanjut yang nantinya akan menjadi lisosom. Untuk prosesnya ini, enzim ini mempunyai molekul penanda unik, yaitu manosa 6-fosfat (M6P) yang berikatan dengan oligosakarida terikat-N.
Seluruh glikoprotein yang ditransfer oleh retikulum endoplasma ke cis Golgi memiliki rantai oligosakarida terikat-N yang identik, dengan manosa di ujung terminalnya. Untuk membentuk manosa 6-fosfat, cis Golgi membutuhkan situs pengenalan, yang disebut signal patch, yang memiliki situs H₃N⁺–MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ–...–COO⁻
Pembentukan M6P ini memerlukan dua buah enzim, yaitu GlcNac fosfotransferase yang berfungsi untuk mengikat enzim hidrolitik secara spesifik dan menambah GlcNac-fosfat ke enzim. Kemudian terdapat enzim kedua yang memotong GlcNac sehingga membentuk M6P. Satu enzim hidrolitik mengandung banyak oligosakarida sehingga dapat mengandung banyak residu M6P. Setelah itu, dari cis Golgi, enzim hidrolitik ini akan ditransfer ke trans Golgi.
M6P yang terikat pada enzim hidrolitik akan berikatan pada reseptor protein M6P yang berada pada jaringan trans Golgi. Reseptor ini terikat pada membran dan berguna untuk pemaketan enzim hidrolitik dengan memasukkan enzim tersebut ke vesikel clathrin coats, dan nantinya vesikel tersebut dikirim ke endosom lanjut. Pemaketan ini terjadi pada pH 6,5–6,7, dan dikeluarkan pada pH 6.
Pada endosom, enzim hidrolitik akan terlepas dari reseptor M6P karena adanya penurunan pH (menjadi 5). Setelah terlepas, reseptor M6P akan dibawa oleh vesikel transpor dari endosom kembali ke membran trans Golgi untuk digunakan kembali. Transpor, baik menuju endosom atau kebalikannya, membutuhkan peptida penanda (signal peptide) yang terdapat pada ekor sitoplasmik dari reseptor M6P. Namun demikian, tidak semua molekul dengan M6P dikirim ke lisosom; ada yang 'lolos' dari pengepakan dan ditransfer ke luar sel. Reseptor M6P juga terdapat di membran plasma, yang berguna untuk menangkap enzim hidrolitik yang lolos tersebut dan membawanya kembali ke endosom.

Fungsi

Endositosis

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.

Autofagi

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

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).

Lysosomal storage diseases

Lysosomal storage diseases adalah penyakit keturunan yang mempengaruhi metabolisme lisosom, terjadi karena mutasi di gen struktural sehingga kekurangan salah satu enzim hidrolitik aktif yang secara normal ada dalam lisosom. Substrat yang tidak tercerna akan menumpuk dan mengganggu fungsi seluler lainnya. Penyakit ini sangat jarang ditemukan, yaitu sekitar 1 dari 7700 kelahiran manusia. Salah satu contohnya adalah penyakit Pompe.
Penyakit Pompe adalah penyakit genetik neuromuskular yang dapat terjadi pada bayi, anak-anak, dan manusia dewasa, yang membawa gen cacat dari orang tuanya. Gejala penyakit ini adalah perkembangan otot lemah, terutama pada otot untuk bernafas dan bergerak. Pada bayi, penyakit ini juga menyerang otot jantung. Penyebabnya adalah cacat pada gen yang bertanggung jawab untuk membuat enzim acid alpha-glucosidase (GAA) yang terletak pada kromosom 17. Enzim GAA ini hilang atau diproduksi dalam jumlah sedikit. Fungsi enzim ini untuk memecah glikogen, bentuk gula yang disimpan pada otot, sehingga terjadi penumpukan glikogen pada lisosom.

Hal ini karena sel darah putih berfungsi untuk membantu tubuh melawan berbagai penyakit infeksi sebagai bagian dari sistem kekebalan tubuh. Untuk dapat menjalankan fungsinya itu, diperlukan suatu enzim yang dapat menghancurkan dan menghidrolisis berbagai kuman penyakit. Enzim – enzim itu diproduksi pada bagian lisosom. Lisosom adalah organel sel yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan serta untuk merombak dan menghancurkan zat zat yang tidak berguna di dalam sel. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. 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.

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).

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). Fungsi inilah yang merupakan mekanisme utama dari sel darah putih dalam membangun sistem kekebalan tubuh dan melawan kuman penyakit.

Karena lisosom sangat diperlukan dalam menghancurkan dan mencerna berebagai kuman penyakit, maka organel ini sangat aktif pada sel darah putih. Selain itu, jumlahnya juga dominan pada sel - sel darah putih.

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).

Lisosom berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh. Lisosom merupakan kantong yang berbentuk agak bulat dikelilingi membran tunggal yang digunakan sel untuk mencerna makromolekul. Lisosom berisi enzim yang dapat memecahkan (mencerna) polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein. Enzim itu dinamakan lisozim. Lisosom berperan dalam pencernaan intra sel, misalnya pada protozoa atau sel darah putih, juga dalam autofagus.
Pada amoeba dan banyak protista lain makan dengan jalan menelan organisme atau partikel makanan lain yang lebih kecil, suatu proses yang disebut fagositosis (berasal dari bahasa Yunani, phagein yang berarti “memakan” dan kytos yang berarti wadah. Wadah disini yang dimaksud adalah sel). Sebagian sel manusia juga melakukan fagositosis, diantaranya adalah makrofage, sel membantu mempertahankan tubuh dengan merusak bakteri dan penyerang lainnya.
Perusakan sel terprogram oleh enzim lisosomnya sendiri penting dalam perkembangan organisme. Misal, pada waktu kecebong berubah menjadi katak, ekornya diserap secara bertahap. Sel-sel ekor yang kaya akan lisosom mati dan hasil penghancuran digunakan di dalam pertumbuhan sel-sel baru yang berkembang. Pada perkembangan tangan embrio manusia yang semula berselaput hingga lisosom mencerna jaringan diantara jari-jari tangan tersebut sehingga terbentuk jari yang terpisah seperti yang kita punyai sekarang.
Berbagai kelainan turunan yang disebut sebagai penyakit penyimpangan lisosom (lysosomal storage disease) mempengaruhi metabolism lisosom. Seseorang yang ditimpa penyakit penyimpangan ini kekurangan salah satu enzim hidrilitik aktif yang secara normal ada dalam lisosom. Lisosom melahap substat yang tidak tercerna yang mulai mengganggu fungsi seluler lainnya. Pada penyakit Pompe misalnya, hati dirusak oleh akumulasi glikogenakibat ketiadaan enzil lisosomyang dibutuhkan untuk memecah polisakarida. Pada penyakit Tay-Sachs, enzim pencerna lipid hilang atau inaktif, dan otak dirusak oleh akumulasi lipid dalam sel. Untunglah penyakit penyimpangan ini jarang ada pada populasi umum. Pada masa mendatang mungkin kita dapat mengobati penyakit penyimpangan ini dengan menyuntikkan enzim yang hilang bersama dengan molekul adaptor yang menargetkan enzim-enzim untuk penelanan oleh sel dan penggabungan dengan lisosom. Mungkin Anda yang menemukan caranya?!!!
Pembentukan lisosom
Enzim lisosom adalah suatu protein yang diproduksi oleh ribosom dan kemudian masuk ke dalam RE. Dari RE enzim dimasukkan ke dalam membran kemudian dikeluarkan ke sitoplasma menjadi lisosom. Selain ini ada juga enzim yang dimasukkan terlebih dahulu ke dalam golgi. Oleh golgi, enzim itu dibungkus membran kemudian dilepaskan di dalam sitoplasma. Jadi proses pembentukan lisosom ada dua macam, pertama dibentuk langsung oleh RE dan kedua oleh golgi.

Artikel lainnya di Analisis Dunia Kesehatan

Read More

Tanaman Produk Bioteknologi

Siap Menanam atau Mengimpor?

TANAMAN produk bioteknologi telah beberapa diperdagangkan di berbagai negara. Tanaman hasil rekayasa genetika tersebut menyerupai tanaman asalnya, tetapi memiliki sifat-sifat tertentu yang menyebabkan tanaman tersebut lebih baik. Tanaman tersebut memberikan keuntungan bagi petani dan konsumen. Petani memperoleh hasil yang lebih tinggi dan peningkatan keleluasaan dalam pengelolaan tanaman, sedangkan konsumen memperoleh hasil yang lebih menyehatkan, antara lain tanaman yang ditanam dengan penggunaan pestisida lebih sedikit dan atau kandungan nutrisi yang lebih menyehatkan.

Tanaman produk bioteknologi yang telah disetujui untuk pangan merupakan tanaman yang dimodifikasi untuk memiliki sifat-sifat seperti ketahanan terhadap penyakit, ketahanan terhadap herbisida, perubahan kandungan nutrisi, dan peningkatan daya simpan.

Kedelai biotek

Kedelai merupakan tanaman penghasil minyak yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Bijinya mengandung asam amino esensial lebih tinggi dibanding dengan daging, sehingga merupakan tanaman pangan yang sangat penting saat ini.

Kedelai toleren herbisida, varietas kedelai toleran herbisida mengandung gen yang memberikan ketahanan terhadap satu atau dua herbisida berspektrum luas, yang ramah lingkungan. Tanaman kedelai hasil modifikasi genetika ini memberikan pengendalian gulma lebih baik dan mengurangi kerusakan tanaman. Selain itu juga meningkatkan efisiensi budi daya dengan optimalisasi hasil melalui pemanfaatan lahan yang efisien, menghemat waktu tanam, dan peningkatan keleluasaan pergiliran tanaman. Penggunaan tanaman kedelai ini juga mendorong adopsi sistem tanam tanpa oleh tanah (TOT), yang merupakan bagian penting dari konservasi lahan.

Varietas kedelai hasil modifikasi genetika tersebut sama seperti varietas kedelai lainnya dalam hal kandungan nutrisi dan komposisinya maupun cara pemrosesannya menjadi pangan dan pakan. Kedelai biotek telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Argentina, Australia, Brasil, Kanada, Uni Eropa, Jepang, Korea, Meksiko, Belanda, Rusia, Switzerland, Uruguay, dan Amerika Serikat.

Tanaman hasil modifikasi genetika mengandung asam oleat yang tinggi, yang merupakan asam lemak tak jenuh tunggal. Menurut ahli gizi, lemak tak jenuh tunggal merupakan lemak yang lebih baik dibanding lemak jenuh yang terdapat pada sapi, babi, keju dan produk ternak lainnya. Minyak yang diproses dari tanaman kedelai ini sama seperti minyak kacang tanah dan minyak zaitun. Kandungan asam oleat pada kedelai umumnya 24 persen. Tetapi, kandungan asam oleat pada kedelai hasil modifikasi genetika ini melebihi 80 persen. Kedelai yang ditingkatkan kandungan asam oleatnya telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di Kanada, Australia, dan Amerika Serikat.

Jagung biotek

Jagung merupakan salah satu dari tiga tanaman pangan utama. Jagung toleran herbisida, varietas jagung ini sama seperti tanaman kedelai toleran herbisida. Memungkinkan petani mendapatkan keleluasaan dalam menggunakan herbisida tertentu untuk mengendalikan gulma yang merusak tanaman.

Jagung yang toleran terhadap herbisida ini telah telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Argentina, Australia, Kanada, Jepang, dan Amerika Serikat.

Jagung tahan hama, jagung yang dimodifikasi untuk tahan hama mampu menghasilkan protein insektisida yang biasa dihasilkan oleh mikroba tanah yang terdapat di alam (Bt), yang memberikan perlindungan tanaman jagung sepanjang musim dari hama penggerek jagung. Protein Bt telah lama digunakan secara aman sebagai agensia pengendali hama lebih dari 40 tahun.

Ini berarti petani tidak perlu lagi menyemprotkan insektisida untuk melindungi tanaman jagung dari hama yang dapat merusak tanaman dan menyebabkan kehilangan hasil. Jagung Bt juga mengurangi kontaminasi toksin yang dihasilkan oleh serangan jamur pada biji yang rusak. Jagung Bt telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Argentina, Australia, Kanada, Denmark, Eropa, Jepang, Belanda, Afrika Selatan, Switzerland, Inggris, dan Amerika Serikat.

Kanola biotek

Kanola merupakan variasi genetik dari rapeseed yang dikembangkan oleh pemulia Kanada untuk kualitas nutrisinya, khususnya kadar lemak rendah. Kanola toleran herbisida berperilaku seperti tanaman lainnya yang dimodifikasi untuk toleran terhadap herbisida. Untuk keuntungannya sama seperti halnya kedelai toleran herbisida. Kanol laurat tinggi, kanola ini memiliki kadar laurat tinggi. Minyak yang diproses dari tanaman ini sama dengan minyak kelapa dan kelapa sawit.

Minyak kanola baru ini dijual pada industri pangan untuk digunakan sebagai pelapis kembang gula cokelat, pemutih kopi, campuran pelapis kue, dan campuran penutup atas. Bahan ini digunakan juga dalam industri kosmetik. Kanola toleran herbisida telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Kanada dan Amerika Serikat. Kanola asam oleat, tipe baru kanola ini mengandung asam oleat tinggi dan sampai saat ini telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di Kanada.

Kapas biotek

Kapas tahan hama, tanaman kapas ini bersifat seperti tanaman jagung tahan hama. Kapas ini menghasilkan suatu protein yang dapat memberikan perlindungan sepanjang musim tanam terhadap ulat penggerek buah kapas. Dengan demikian, kebutuhan pemberian insektisida tambahan untuk pemberantasan hama tersebut dapat dikurangi, bahkan ditiadakan. Kapas Bt telah disetujui untuk digunakan di negara Argentina, Australia, Kanada, Cina, Jepang, Meksiko, Afrika Selatan, dan Amerika Serikat.

Kapas toleran herbisida, kapas ini bersifat seperti tanaman lain yang dimodifikasi untuk toleran terhadap herbisida. Untuk keuntungan sama seperti halnya kedelai toleran herbisida. Kapas toleran herbisida telah disetujui untuk digunakan di negara Australia, Kanada, Jepang, Afrika Selatan, dan Amerika Serikat.

Kentang biotek

Kentang tahan hama, jenis kentang ini bersifat seperti tanaman jagung tahan hama. Sifat ketahanan tersebut memberikan perlindungan tanaman terhadap kumbang kentang Colorado. Dengan demikian, tanaman kentang ini tidak memerlukan tambahan perlindungan terhadap hama tersebut, yang tentu saja akan menguntungkan petani, konsumen, dan lingkungan. Kentang ini telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Kanada, Jepang, dan Amerika Serikat.

Kentang tahan virus, beberapa varietas kentang telah dimodifikasi untuk ketahanan terhadap virus daun menggulung dan virus Y kentang. Seperti halnya vaksinasi pada manusia, tanaman kentang mendapat inokulasi mencegah penyakit virus tersebut, sehingga terlindung melalui bioteknologi terhadap virus tertentu. Selanjutnya ketahanan terhadap virus akan mengurangi pemakaian insektisida yang diperlukan untuk pemberantasan vektor yang menularkan virus. Kentang ini telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Kanada dan Amerika Serikat.

”Squash” biotek

Squash tahan virus, squash kuning berleher panjang hasil modifikasi genetika memiliki ketahanan terhadap virus mosaik semangka dan virus mosaik kuning zucchini. Varietas baru ini memiliki protein selubung dari kedua virus tersebut. Pendekatan biotek ini dilakukan tanpa pemberantasan kutu aphis sehingga dapat mengurangi atau meniadakan pemakaian insektisida. Squash ini disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di negara Kanada dan Amerika Serikat.

Pepaya biotek

Pepaya tahan virus, pepaya yang dikembangkan di Hawaii ini memiliki gen virus yang mengode protein selubung dari virus bercak cincin pepaya. Protein tersebut memberikan perlindungan tanaman pepaya terhadap virus tersebut. Pepaya ini bersifat seperti tanaman kentang tahan virus hasil modifikasi genetika. Pepaya ini telah disetujui untuk digunakan sebagai bahan pangan di Amerika Serikat.

Keuntungan ekonomi

Petani telah mendapatkan bagian besar keuntungan finansial dari tanaman produk bioteknologi. Keuntungan utama yang telah tercatat di Amerika Serikat untuk musim tanaman 1999-2001 mencakup penggunaan insektisida kimia yang lebih sedikit dan peningkatan hasil.

Di negara maju telah terbukti bahwa penggunaan tanaman produk bioteknologi memberikan keuntungan yang nyata. Tanaman generasi pertama tersebut telah memberikan keuntungan yang nyata.

Tanaman generasi pertama (peningkatan ketahanan terhadap hama) telah membuktikan kemampuannya dalam meningkatkan hasil, mengurangi biaya budi daya, meningkatkan keuntungan, serta membantu melindungi lingkungan. Sekarang penelitian dipusatkan pada generasi kedua (peningkatan kandungan nutrisi atau sifat lain) untuk mendukung standar industri. Varietas baru ini harus terbukti bermanfaat bagi berjuta-juta rakyat di negara yang mengalami kekurangan gizi.

Artikel lainnya di Analisis Dunia Kesehatan

Read More

Sumber dan Macam Bahan Pencemar Air

Pencemaran air terjadi apabila dalam air terdapat berbagai macam zat atau kondisi (misal Panas) yang dapat menurunkan standar kualitas air yang telah ditentukan, sehingga tidak dapat digunakan untuk kebutuhan tertentu. Suatu sumber air dikatakan tercemar tidak hanya karena tercampur dengan bahan pencemar, akan tetapi apabila air tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan tertentu, Sebagai contoh suatu sumber air yang mengandung logam berat atau mengandung bakteri penyakit masih dapat digunakan untuk kebutuhan industri atau sebagai pembangkit tenaga listrik, akan tetapi tidak dapat digunakan untuk kebutuhan rumah tangga (keperluan air minum, memasak, mandi dan mencuci). Sumber penyebab terjadinya Pencemaran Air Ada beberapa penyebab terjadinya pencemaran air antara lain apabila air terkontaminasi dengan bahan pencemar air seperti sampah rumah tangga, sampah lembah industri, sisa-sisa pupuk atau pestisida dari daerah pertanian, limbah rumah sakit, limbah kotoran ternak, partikulat-partikulat padat hasil kebakaran hutan dan gunung berapi yang meletus atau endapan hasil erosi tempat-tempat yang dilaluinya. Bahan Pencemar air Pada dasarnya Bahan Pencemar Air dapat dikelompokkan menjadi: a) Sampah yang dalam proses penguraiannya memerlukan oksigen yaitu sampah yang mengandung senyawa organik, misalnya sampah industri makanan, sampah industri gula tebu, sampah rumah tangga (sisa-sisa makanan), kotoran manusia dan kotoran hewan, tumbuh-tumbuhan dan hewan yang mati. Untuk proses penguraian sampah-sampah tersebut memerlukan banyak oksigen, sehingga apabila sampah-sampah tersbut terdapat dalam air, maka perairan (sumber air) tersebut akan kekurangan oksigen, ikan-ikan dan organisme dalam air akan mati kekurangan oksigen. Selain itu proses penguraian sampah yang mengandung protein (hewani/nabati) akan menghasilkan gas H2S yang berbau busuk, sehingga air tidak layak untuk diminum atau untuk mandi. C, H, S, N, + O2 —–> CO2 + H2O + H2S + NO + NO2 Senyawa organik b) Bahan pencemar penyebab terjadinya penyakit, yaitu bahan pencemar yang mengandung virus dan bakteri misal bakteri coli yang dapat menyebabkan penyakit saluran pencernaan (disentri, kolera, diare, types) atau penyakit kulit. Bahan pencemar ini berasal dari limbah rumah tangga, limbah rumah sakit atau dari kotoran hewan/manusia. c) Bahan pencemar senyawa anorganik/mineral misalnya logam-logam berat seperti merkuri (Hg), kadmium (Cd), Timah hitam (pb), tembaga (Cu), garam-garam anorganik. Bahan pencemar berupa logam-logam berat yang masuk ke dalam tubuh biasanya melalui makanan dan dapat tertimbun dalam organ-organ tubuh seperti ginjal, hati, limpa saluran pencernaan lainnya sehingga mengganggu fungsi organ tubuh tersebut. d) Bahan pencemar organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yaitu senyawa organik berasal dari pestisida, herbisida, polimer seperti plastik, deterjen, serat sintetis, limbah industri dan limbah minyak. Bahan pencemar ini tidak dapat dimusnahkan oleh mikroorganisme, sehingga akan menggunung dimana-mana dan dapat mengganggu kehidupan dan kesejahteraan makhluk hidup. e) Bahan pencemar berupa makanan tumbuh-tumbuhan seperti senyawa nitrat, senyawa fosfat dapat menyebabkan tumbuhnya alga (ganggang) dengan pesat sehingga menutupi permukaan air. Selain itu akan mengganggu ekosistem air, mematikan ikan dan organisme dalam air, karena kadar oksigen dan sinar matahari berkurang. Hal ini disebabkan oksigen dan sinar matahari yang diperlukan organisme dalam air (kehidupan akuatik) terhalangi dan tidak dapat masuk ke dalam air. f) Bahan pencemar berupa zat radioaktif, dapat menyebabkan penyakit kanker, merusak sel dan jaringan tubuh lainnya. Bahan pencemar ini berasal dari limbah PLTN dan dari percobaan-percobaan nuklir lainnya. g) Bahan pencemar berupa endapan/sedimen seperti tanah dan lumpur akibat erosi pada tepi sungai atau partikulat-partikulat padat/lahar yang disemburkan oleh gunung berapi yang meletus, menyebabkan air menjadi keruh, masuknya sinar matahari berkurang, dan air kurang mampu mengasimilasi sampah. h) Bahan pencemar berupa kondisi (misalnya panas), berasal dari limbah pembangkit tenaga listrik atau limbah industri yang menggunakan air sebagai pendingin. Bahan pencemar panas ini menyebabkan suhu air meningkat tidak sesuai untuk kehidupan akuatik (organisme, ikan dan tanaman dalam air). Tanaman, ikan dan organisme yang mati ini akan terurai menjadi senyawa-senyawa organik. Untuk proses penguraian senyawa organik ini memerlukan oksigen, sehingga terjadi penurunan kadar oksigen dalam air. Secara garis besar bahan pencemar air tersebut di atas dapat dikelompokkan menjadi: a) Bahan pencemar organik, baik yang dapat mengalami penguraian oleh mikroorganisme maupun yang tidak dapat mengalami penguraian. b) Bahan pencemar anorganik, dapat berupa logam-logam berat, mineral (garam-garam anorganik seperti sulfat, fosfat, halogenida, nitrat) c) Bahan pencemar berupa sedimen/endapan tanah atau lumpur. d) Bahan pencemar berupa zat radioaktif e) Bahan pencemar berupa panas Parameter dan standar kualitas air Telah Anda ketahui bahwa sumber air dikatakan tercemar apabila mengandung bahan pencemar yang dapat mengganggu kesejahteraan makhluk hidup (hewan, manusia, tumbuh-tumbuhan) dan lingkungan. Akan tetapi air yang mengandung bahan pencemar tertentu dikatakan tercemar untuk keperluan tertentu, misalnya untuk keperluan rumah tangga belum tentu dapat dikatakan tercemar untuk keperluan lain. Dengan demikian standar kualitas air untuk setiap keperluan akan berbeda, bergantung pada penggunaan air tersebut, untuk keperluan rumah tangga berbeda dengan standar kualitas air untuk keperluan lain seperti untuk keperluan pertanian, irigasi, pembangkit tenaga listrik dan keperluan industri. Dengan demikian tentunya parameter yang digunakan pun akan berbeda pula. Sesuai dengan bahan pencemar yang terdapat dalam sumber air, maka parameter yang biasa digunakan untuk mengetahui standar kualitas air pun berdasarkan pada bahan pencemar yang mungkin ada, antara lain dapat dilihat dari: a) warna, bau, dan/atau rasa dari air. b) Sifat-sifat senyawa anorganik (pH, daya hantar spesifik, daya larut oksigen, daya larut garam-garam dan adanya logam-logam berat). c) Adanya senyawa-senyawa organik yang terdapat dalam sumber air (misal CHCl3, fenol, pestisida, hidrokarbon). d) Keradioaktifan misal sinar ß. e) Sifat bakteriologi (misal bakteri coli, kolera, disentri, typhus dan masih banyak lagi). 2. Pengaruh Pencemaran Air terhadap Kehidupan Akuatik, Hewan dan Tumbuh-tumbuhan Darat dan Tubuh Manusia Pengaruh pencemaran air terhadap kehidupan akuatik Banyak macam makhluk yang hidup dalam air antara lain bermacam-macam ikan, buaya, penyu, katak, mikroorganisme, ganggang, tanaman air dan lumut. Kesemuanya termasuk dalam kehidupan akuatik. Apabila sumber air tempat kehidupan akuatik tercemar, maka siklus makanan dalam air terganggu dan ekosistem air/kehidupan akuatik akan terganggu pula. Misal organisme yang kecil/lemah seperti plankton banyak yang mati karena banyak keracunan bahan tercemar, ikan-ikan kecil pemakan plankton banyak yang mati karena kekurangan makanan, demikian pula ikan-ikan yang lebih besar pemakan ikan-ikan kecil bila kekurangan makanan akan mati. Kehidupan akuatik dapat pula terganggu karena: a) Perairan kekurangan kadar oksigen atau sinar matahari yang disebabkan air menjadi keruh oleh pencemaran tanah/lumpur. b) Permukaan perairan tertutup oleh lapisan bahan pencemar minyak atau busa deterjen, sehingga sinar matahari dan oksigen yang diperlukan untuk kehidupan akuatik tidak dapat menembus permukaan air masuk ke dalam air. c) Berkurang/habisnya kadar oksigen dalam proses pengairan bahan pencemar senyawa organik. d) Permukaan air tertutup oleh tanaman air seperti enceng gondo sebagai bahan pencemar yang tumbuh subur oleh adanya bahan pencemar berupa makanan penyubur tanaman seperti senyawa-senyawa fosfat, nitrat. e) Peningkatan suhu air karena adanya bahan pencemar panas dari industri-industri yang menggunakan air sebagai pendingin, atau sebagai air bangunan dari pembangkit tenaga listrik. 3. Pengaruh pencemaran air terhadap hewan, tumbuh-tumbuhan dan tubuh manusia Diantara sekian banyak bahan pencemar air ada yang beracun dan berbahaya dan dapat menyebabkan kematian. Telah anda pelajari bahwa bahan pencemar air antara lain ada yang berupa logam-logam berat seperti arsen (As), kadmium (Cd), berilium (Be), Boron (B), tembaga (Cu), fluor (F), timbal (Pb), air raksa (Hg), selenium (Se), seng (Zn). Ada juga yang berupa oksida-oksida karbon (CO dan CO2), oksidaoksida nitrogen (NO dan NO2), oksida-oksida belerang (SO2 dan SO3), H2S, asam sianida (HCN), senyawa/ion klorida, partikulat padat seperti asbes, tanah/lumpur, senyawa hidrokarbon seperti metana, dan heksana. Bahan-bahan pencemar ini terdapat dalam air, ada yang berupa larutan ada pula yang berupa partikulat-partikulat, yang masuk melalui bahan makanan yang terbawa ke dalam pencernaan atau melalui kulit. Bahan pencemar unsur-unsur di atas terdapat dalam air di alam ataupun dalam air limbah. Walaupun unsur-unsur diatas dalam jumlah kecil esensial/diperlukan dalam makanan hewan maupun tumbuh-tumbuhan, akan tetapi apabila jumlahnya banyak akan bersifat racun, contoh tembaga (Cu), seng (Zn) dan selenium (Se) dan molibdium esensial untuk tanaman tetapi bersifat racun untuk hewan. Air merupakan kebutuhan primer bagi kehidupan di muka bumi terutama bagi manusia. Oleh karena itu apabila air yang akan digunakan mengandung bahan pencemar akan mengganggu kesehatan manusia, menyebabkan keracunan bahkan sangat berbahaya karena dapat menyebabkan kematian apabila bahan pencemar itu tersebut menumpuk dalam jaringan tubuh manusia. Bahan pencemar yang menumpuk dalam jaringan organ tubuh dapat meracuni organ tubuh tersebut, sehingga organ tubuh tidak dapat berfungsi lagi dan dapat menyebabkan kesehatan terganggu bahkan dapat sampai meninggal. Selain bahan pencemar air seperti tersebut di atas ada juga bahan pencemar berupa bibit penyakit (bakteri/virus) misalnya bakteri coli, disentri, kolera, typhus, para typhus, lever, diare dan bermacam-macam penyakit kulit. Bahan pencemar ini terbawa air permukaan seperti air sungai dari buangan air rumah tangga, air buangan rumah sakit, yang membawa kotoran manusia atau kotoran hewan. 4. Penanggulangan terhadap terjadinya pencemaran air dan pengolahan limbah Penanggulangan terjadinya pencemaran air Untuk mencegah agar tidak terjadi pencemaran air, dalam aktivitas kita dalam memenuhi kebutuhan hidup hendaknya tidak menambah terjadinya bahan pencemar antara lain tidak membuang sampah rumah tangga, sampah rumah sakit, sampah/limbah industri secara sembarangan, tidak membuang ke dalam air sungai, danau ataupun ke dalam selokan. Tidak menggunakan pupuk dan pestisida secara berlebihan, karena sisa pupuk dan pestisida akan mencemari air di lingkungan tanah pertanian. Tidak menggunakan deterjen fosfat, karena senyawa fosfat merupakan makanan bagi tanaman air seperti enceng gondok yang dapat menyebabkan terjadinya pencemaran air. Pencemaran air yang telah terjadi secara alami misalnya adanya jumlah logam-logam berat yang masuk dan menumpuk dalam tubuh manusia, logam berat ini dapat meracuni organ tubuh melalui pencernaan karena tubuh memakan tumbuh-tumbuhan yang mengandung logam berat meskipun diperlukan dalam jumlah kecil. Penumpukan logam-logam berat ini terjadi dalam tumbuh-tumbuhan karena terkontaminasi oleh limbah industri. Untuk menanggulangi agar tidak terjadi penumpukan logam-logam berat, maka limbah industri hendaknya dilakukan pengolahan sebelum dibuang ke lingkungan. Proses pencegahan terjadinya pencemaran lebih baik daripada proses penanggulangan terhadap pencemaran yang telah terjadi. Pengolahan limbah Limbah industri sebelum dibuang ke tempat pembuangan, dialirkan ke sungai atau selokan hendaknya dikumpulkan di suatu tempat yang disediakan, kemudian diolah, agar bila terpaksa harus dibuang ke sungai tidak menyebabkan terjadinya pencemaran air. Bahkan kalau dapat setelah diolah tidak dibuang ke sungai melainkan dapat digunakan lagi untuk keperluan industri sendiri. Sampah padat dari rumah tangga berupa plastik atau serat sintetis yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme dipisahkan, kemudian diolah menjadi bahan lain yang berguna, misalnya dapat diolah menjadi keset. Sampah organik yang dapat diuraikan oleh mikroorganisme dikubur dalam lubang tanah, kemudian kalau sudah membusuk dapat digunakan sebagai pupuk.

PENCEMARAN AIR

Dapatkah Anda bayangkan jika di dunia ini tidak ada air, ya tentu saja tidak pernah ada kehidupan seperti yang ada sekarang ini. Air memang mutlak diperlukan dalam kehidupan manusia dan mahluk hidup lainnya. Tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Demikian juga dalam kehidupan kita sehari-hari, air sangat diperlukan untuk berbagai kegiatan di dalam rumah tangga, juga untuk pertanian, transportasi serta rekreasi. Di dalam industri, air digunakan antara lain sebagai bahan pengolah, pendingin dan pembangkit tenaga.

Air merupakan pelarut yang baik, sehingga air di alam tidak pernah murni akan tetapi selalu mengandung berbagai zat terlarut maupun zat tidak terlarut serta mengandung mikroorganisme atau jasad renik.Apabila kandungan berbagai zat maupun mikroorganisme yang terdapat di dalam air melebihi ambang batas yang diperbolehkan, kualitas air akan terganggu, sehingga tidak bisa digunakan untuk berbagai keperluan baik untuk air minum, mandi, mencuci atau keperluan lainya. Air yang terganggu kualitasnya ini dikatakan sebagai air yang tercemar.

Air Yang Tercemar

Sebelum membahas tentang pencemaran air baiklah kita bicarakan terlebih dahulu apakah pencemaran lingkungan itu? Menurut UU Republik Indonesia No 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, yang dimaksud dengan pencemaran lingkungan hidup yaitu; masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup, oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukkannya. Demikian pula dengan lingkungan air yang dapat pula tercemar karena masuknya atau dimasukannya mahluk hidup atau zat yang membahayakan bagi kesehatan. Air dikatakan tercemar apabila kualitasnya turun sampai ke tingkat yang membahayakan sehingga air tidak bisa digunakan sesuai peruntukannya.

Berdasarkan PP no 82 tahun 2001 pasal 8 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, klasifikasi dan kriteria mutu air ditetapkan menjadi 4 kelas yaitu:

Kelas 1 : yaitu air yang dapat digunakan untuk bahan baku air minum atau peruntukan lainnya mempersyaratkan mutu air yang sama

Kelas 2 : air yang dapat digunakan untuk prasarana/ sarana rekreasi air, budidaya ikan air tawar, peternakan, dan pertanian

Kelas 3 : air yang dapat digunakan untuk budidaya ikan air tawar, peternakan dan pertanian

Kelas 4 : air yang dapat digunakan untuk mengairi pertanaman/ pertanian

Beberapa parameter yang digunakan untuk menentukan kualitas air diantaranya adalah :

Air Yang Tercemar > DO/ Dissolved Oxygen (Oksigen Terlarut)

Yang dimaksud adalah oksigen terlarut yang terkandung di dalam air, berasal dari udara dan hasil proses fotosintesis tumbuhan air. Oksigen diperlukan oleh semua mahluk yang hidup di air seperti ikan, udang, kerang dan hewan lainnya termasuk mikroorganisme seperti bakteri.

Agar ikan dapat hidup, air harus mengandung oksigen paling sedikit 5 mg/ liter atau 5 ppm (part per million). Apabila kadar oksigen kurang dari 5 ppm, ikan akan mati, tetapi bakteri yang kebutuhan oksigen terlarutnya lebih rendah dari 5 ppm akan berkembang.

Apabila sungai menjadi tempat pembuangan limbah yang mengandung bahan organik, sebagian besar oksigen terlarut digunakan bakteri aerob untuk mengoksidasi karbon dan nitrogen dalam bahan organik menjadi karbondioksida dan air. Sehingga kadar oksigen terlarut akan berkurang dengan cepat dan akibatnya hewan-hewan seperti ikan, udang dan kerang akan mati. Lalu apakah penyebab bau busuk dari air yang tercemar? Bau busuk ini berasal dari gas NH3 dan H2S yang merupakan hasil proses penguraian bahan organik lanjutan oleh bakteri anaerob.

Air Yang Tercemar > BOD (Biochemical Oxygen Demand)

BOD (Biochemical Oxygen Demand) artinya kebutuhan oksigen biokima yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi oksidasi oleh bakteri. Sehingga makin banyak bahan organik dalam air, makin besar B.O.D nya sedangkan D.O akan makin rendah. Air yang bersih adalah yang B.O.D nya kurang dari 1 mg/l atau 1ppm, jika B.O.D nya di atas 4ppm, air dikatakan tercemar.

Air Yang Tercemar > COD (Chemical Oxygen Demand)

COD (Chemical Oxygen Demand) sama dengan BOD, yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi kimia oleh bakteri. Pengujian COD pada air limbah memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengujian BOD.

Keunggulan itu antara lain :

· Sanggup menguji air limbah industri yang beracun yang tidak dapat diuji dengan BOD karena bakteri akan mati.

· Waktu pengujian yang lebih singkat, kurang lebih hanya 3 jam

Air Yang Tercemar > Zat Padat Terlarut

Air alam mengandung zat padat terlarut yang berasal dari mineral dan garam-garam yang terlarut ketika air mengalir di bawah atau di permukaan tanah. Apabila air dicemari oleh limbah yang berasal dari industri pertambangan dan pertanian, kandungan zat padat tersebut akan meningkat. Jumlah zat padat terlarut ini dapat digunakan sebagai indikator terjadinya pencemaran air. Selain jumlah, jenis zat pencemar juga menentukan tingkat pencemaran. Air yang bersih adalah jika tingkat D.O nya tinggi, sedangkan B.O.D dan zat padat terlarutnya rendah.

Penyebab dan Dampak Pencemaran Air

Apa sajakah sumber-sumber pencemaran air? Sumber pencemaran air yang paling umum adalah :

· Limbah Pemukiman

· Limbah Pertanian

· Limbah Industri

Selain itu, yang terdapat pada daerah tertentu yaitu :

· Limbah Pertambangan

Penyebab dan Dampak Pencemaran Air> Limbah Pemukiman

Limbah pemukiman mengandung limbah domestik berupa sampah organik dan sampah anorganik serta deterjen. Sampah organik adalah sampah yang dapat diuraikan atau dibusukkan oleh bakteri. Contohnya sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dan daun-daunan. Sedangkan sampah anorganik sepertikertas, plastik, gelas atau kaca, kain, kayu-kayuan, logam, karet, dan kulit. Sampah-sampah ini tidak dapat diuraikan oleh bakteri (non biodegrable). Sampah organik yang dibuang ke sungai menyebabkan berkurangnya jumlah oksigen terlarut, karena sebagian besar digunakan bakteri untuk proses pembusukannya. Apabila sampah anorganik yang dibuang ke sungai, cahaya matahari dapat terhalang dan menghambat proses fotosintesis dari tumbuhan air dan alga, yang menghasilkan oksigen. Tentunya anda pernah melihat permukaan air sungai atau danau yang ditutupi buih deterjen. Deterjen merupakan limbah pemukiman yang paling potensial mencemari air. Pada saat ini hampir setiap rumah tangga menggunakan deterjen, padahal limbah deterjen sangat sukar diuraikan oleh bakteri.

Sehingga tetap aktif untuk jangka waktu yang lama. Penggunaan deterjen secara besar-besaran juga meningkatkan senyawa fosfat pada air sungai atau danau. Fosfat ini merangsang pertumbuhan ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhan ganggang dan eceng gondok yang tidak terkendali menyebabkan permukaan air danau atau sungai tertutup sehingga menghalangi masuknya cahaya matahari dan mengakibatkan terhambatnya proses fotosintesis.

Jika tumbuhan air ini mati, akan terjadi proses pembusukan yang menghabiskan persediaan oksigen dan pengendapan bahan-bahan yang menyebabkan pendangkalan.

Penyebab dan Dampak Pencemaran Air> Limbah Pertanian

Pupuk dan pestisida biasa digunakan para petani untuk merawat tanamannya. Namun pemakaian pupuk dan pestisida yang berlebihan dapat mencemari air. Limbah pupuk mengandung fosfat yang dapat merangsang pertumbuhan gulma air seperti ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhan gulma air yang tidak terkendali ini menimbulkan dampak seperti yang diakibatkan pencemaran oleh deterjen.

Limbah pestisida mempunyai aktifitas dalam jangka waktu yang lama dan ketika terbawa aliran air keluar dari daerah pertanian, dapat mematikan hewan yang bukan sasaran seperti ikan, udang dan hewan air lainnya. Pestisida mempunyai sifat relatif tidak larut dalam air, tetapi mudah larut dan cenderung konsentrasinya meningkat dalam lemak dan sel-sel tubuh mahluk hidup disebut Biological Amplification, sehingga apabila masuk dalam rantai makanan konsentrasinya makin tinggi dan yang tertinggi adalah pada konsumen puncak. Contohnya ketika di dalam tubuh ikan kadarnya 6 ppm, di dalam tubuh burung pemakan ikan kadarnya naik menjadi 100 ppm dan akan meningkat terus sampai konsumen puncak.

Penyebab dan Dampak Pencemaran Air> Limbah Industri

Limbah industri sangat potensial sebagai penyebab terjadinya pencemaran air. Pada umumnya limbah industri mengandung limbah B3, yaitu bahan berbahaya dan beracun. Menurut PP 18 tahun 99 pasal 1, limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat mencemarkan atau merusak lingkungan hidup sehingga membahayakan kesehatan serta kelangsungan hidup manusia dan mahluk lainnya. Karakteristik limbah B3 adalah korosif/ menyebabkan karat, mudah terbakar dan meledak, bersifat toksik/ beracun dan menyebabkan infeksi/ penyakit. Limbah industri yang berbahaya antara lain yang mengandung logam dan cairan asam. Misalnya limbah yang dihasilkan industri pelapisan logam, yang mengandung tembaga dan nikel serta cairan asam sianida, asam borat, asam kromat, asam nitrat dan asam fosfat. Limbah ini bersifat korosif, dapat mematikan tumbuhan dan hewan air. Pada manusia menyebabkan iritasi pada kulit dan mata, mengganggu pernafasan dan menyebabkan kanker.

Logam yang paling berbahaya dari limbah industri adalah merkuri atau yang dikenal juga sebagai air raksa (Hg) atau air perak. Limbah yang mengandung merkurei selain berasal dari industri logam juga berasal dari industri kosmetik, batu baterai, plastik dan sebagainya. Di Jepang antara tahun 1953- 1960, lebih dari 100 orang meninggal atau cacat karena mengkonsumsi ikan yang berasal dari Teluk Minamata. Teluk ini tercemar merkuri yang bearasal dari sebuah pabrik plastik. Senyawa merkuri yang terlarut dalam air masuk melalui rantai makanan, yaitu mula-mula masuk ke dalam tubuh mikroorganisme yang kemudian dimakan yang dikonsumsi manusia. Bila merkuri masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pencernaan, dapat menyebabkan kerusakan akut pada ginjal sedangkan pada anak-anak dapat menyebabkan Pink Disease/ acrodynia, alergi kulit dan kawasaki disease/ mucocutaneous lymph node syndrome.

Penyebab dan Dampak Pencemaran Air> Limbah Pertambangan

Limbah pertambangan seperti batubara biasanya tercemar asam sulfat dan senyawa besi, yang dapat mengalir ke luar daerah pertambangan. Air yang mengandung kedua senyawa ini dapat berubah menjadi asam. Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang/ kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya AIR SADAH, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbuih. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbuih sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam bisa menyebabkan korosi dan melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan dapat memusnahkan kehidupan akuatik.

Selain pertambangan batubara, pertambangan lain yang menghasilkan limbah berbahaya adalah pertambangan emas. Pertambangan emas menghasilkan limbah yang mengandung merkuri, yang banyak digunakan penambang emas tradisional atau penambang emas tanpa izin, untuk memproses bijih emas. Para penambang ini umumnya kurang mempedulikan dampak limbah yang mengandung merkuri karena kurangnya pengetahuan yang dimiliki.

Biasanya mereka membuang dan mengalirkan limbah bekas proses pengolahan pengolahan ke selokan, parit, kolam atau sungai. Merkuri tersebut selanjutnya berubah menjadi metil merkuri karena proses alamiah. Bila senyawa metil merkuri masuk ke dalam tubuh manusiamelalui media air, akan menyebabkan keracunan seperti yang dialami para korban Tragedi Minamata.

Mencegah/Mengurangi Dampak Pencemaran Air

Limbah atau bahan buangan yang dihasilkan dari semua aktifitas kehidupan manusia, baik dari setiap rumah tangga, kegiatan pertanian, industri serta pertambangan tidak bisa kita hindari. Namun kita masih bisa mencegah atau paling tidak mengurangi dampak dari limbah tersebut, agar tidak merusak lingkungan yang pada akhirnya juga akan merugikan manusia.
Untuk mencegah atau paling tidak mengurangi segala akibat yang ditimbulkan oleh limbah berbahaya; setiap rumah tangga sebaiknya menggunakan deterjen secukupnya dan memilah sampah organik dari sampah anorganik. Sampah organik bisa dijadikan kompos, sedangkan sampah anorganik bisa didaur ulang. Pemerintah bekerjasama dengan World Bank, pada saat ini tengah mempersiapkan pemberian insentif berupa subsidi bagi masyarakat yang melakukan pengomposan sampah kota.

Beberapa manfaat pengomposan sampah antara lain :

· Mengurangi sampah di sumbernya

· Mengurangi beban volume di TPA

· Mengurangi biaya pengelolaan

· Menciptakan peluang kerja

· Memperbaiki kondisi lingkungan

· Mengurangi emisi gas rumah kaca

· Penggunaan kompos mendukung; Produk organik > Green Consumerism dan more sustain land use.

Penggunaan pupuk dan pestisida secukupnya atau memilih pupuk dan pestisida yang mengandung bahan-bahan yang lebih cepat terurai, yang tidak terakumulasi pada rantai makanan, juga dapat megurangi dampak pencemaran air.

Setiap pabrik / kegiatan industri sebaiknya memiliki Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL), untuk mengolah limbah yang dihasilkannya sebelum dibuang ke lingkungan sekitar. Dengan demikian diharapkan dapat meminimalisasi limbah yang dihasilkan atau mengubahnya menjadi limbah yang lebih ramah lingkungan.

Mengurangi penggunaan bahan-bahan berbahaya dalam kegiatan pertambangan atau menggantinya dengan bahan-bahan yang lebih ramah lingkungan. Atau diharuskan membangun Instalasi Pengolahan Air Limbah pertambangan, sehingga limbah bisa diolah terlebih dahulu menjadi limbah yang lebih ramah lingkungan, sebelum dibuang keluar daerah pertambangan.

Cara Memperoleh Air Bersih

Air yang kita minum harus bersih sesuai standar, demikian juga air yang kita gunakan untuk mandi, mencuci, memasak, juga harus bersih. Bersih disini artinya bersih dari segi fisik, kimiawi dan biologis. Bersih secara fisik artinya jernih, tidak berwarna, tawar dan tidak berbau.

Secara kimiawi air yang kualitasnya baik adalah yang memiliki pH netral, tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3) dan ion-ion logam, serta bahan organik. Sedangkan bersih secara biologis artinya tidak mengandung mikroorganisme seperti bakteri baik yang patogen/ menyebabkan penyakit atau yang apatogen.

Ada 2 cara untuk mendapatkan air bersih dalam skala terbatas yaitu :

· Tanpa Bahan Kimia, dan

· Dengan Menambahkan Bahan Kimia.

Kedua cara penjernihan air ini melalui 2 tahap, yaitu tahap pengendapan dan tahap penjernihan. Media penyaring yang digunakan adalah; pasir, arang batok, ijuk dan kerikil. Pada cara yang kedua, ditambahkan bahan kimia berupa tawas, kapur dan kaporit ke dalam bak pengendap untuk membantu menggumpalkan zat kimia pencemar.

Cara Memperoleh Air Bersih> Tanpa Bahan Kimia

Cara ini biasanya digunakan untuk sumber air terbuka dengan menggunakan 3 macam bak yaitu bak pengendap, bak penyaring dan bak penampung air bersih, yang ukurannya tergantung volume air yang akan dialirkan. Mula-mula air dari sumbernya dialirkan ke bak pengendap. Selanjutnya lewat saluran bambu yang pada bagian ujungnya di beri kawat kasa, dari bak pengendap air dialirkan ke dalam bak penyaring melalui parit yang berbelok-belok dan berbatuan untuk mendapatkan kandungan oksigen. Atau jika tidak mungkin parit dapat diganti dengan saluran bambu. Bak penyaring ini telah diisi dengan media penyaring, yang disusun berturut-turut dari bagian dasar bak berupa batu setinggi 10 cm, kerikil 10 cm, pasir halus setinggi 20 cm, arang 5 cm, ijuk 10 cm, pasir halus 15 cm dan lapisan paling atas diisi ijuk lagi setinggi 10 cm. Setelah melewati bak penyaring air di tampung di dalam bak penampung air bersih.

Untuk keperluan minum dan masak, air ini tetap harus dimasak agar kumannya mati.

Cara Memperoleh Air Bersih> Dengan Menambahkan Bahan Kimia

Pada cara kedua ini digunakan 2 buah Drum yang berukuran sama yang dilengkapi dengan keran air, sebagai bak pengendap dan bak penyaring. Tinggi keran air dari dasar drum kira-kira 5-10 cm (harus lebih tinggi dari lumpur yang akan terkumpul). Tetapi drum bisa juga diganti dengan gentong. Setelah air kotor masuk ke drum pengendap, masukkan 1 gr tawas/ 1 gr kapur/ 2,5 gr kaporit untuk setiap 10 liter air, lalu diaduk perlahan ke satu arah. Pengadukan sebaiknya dilakukan pada malam hari sehingga pengendapan berlangsung sempurna pada keesokan paginya.

Pada drum yang berfungsi sebagai bak pengendap diberi media penyaring yang terdiri dari kerikil setinggi 5 cm di bagian dasar, kemudian berturut-turut ke atas diberi arang batok setinggi 10 cm, ijuk setinggi 10 cm dan pasir halus setinggi 20 cm. Ketika air yang dialirkan dari drum pengendap melewati media penyaring ini, air akan dijernihkan lagi melalui proses penyaringan. Sehingga ketika kran dibuka akan diperoleh air yang bersih. Apabila air yang keluar dari drum kedua sudah tidak jernih, media penyaring harus dicuci atau diganti dengan yang baru.

Artikel lainnya di Analisis Dunia Kesehatan

Read More