Kepentingan Mitosis

Salah satu ciri kebanyakan sel-sel hidup adalah keupayaan mereka untuk sentiasa tumbuh, membahagi dan mati. Ini bermakna mereka dapat membahagi (divide) untuk menghasilkan sel-sel baru yang serupa dengan diri mereka sendiri (self-replicate). Sel yang mati perlu diganti dengan sel baharu.

Setiap sel hidup terbentuk daripada sel yang sedia ada melalui proses pembahagian sel (cell division).

Pembahagian sel melibatkan mitosis dan sitokinesis (cytokinesis).

Pembahagian sel terbahagi kepada dua peringkat:

1. Pembahagian nukleus.
2. Pembahagian sitoplasma atau sitokinesis.

Pembahagian nukleus berlaku melalui proses meiosis dan mitosis.

Meiosis ialah proses pembahagian untuk menghasilkan gamet yag terlibat dalam pembiakan seks.

Mitosis adalah proses pembahagian nukleus sel induk menjadi dua sel anak dengan setiap nukleus anak mengandungi bilangan kromosom dan kandungan genetik yang seiras dengan bilangan kromosom dan kandungan genetik nukleus sel induk.

Mitosis juga adalah proses yang membolehkan sel baharu dibentuk bagi menggantikan sel yang telah mati.

Sitokinesis adalah proses pembahagian sitoplasma menjadi dua.

Selepas proses mitosis dan sitokinesis, dua sel anak (two daughter cell) yang serupa dengan sel induk akan terbentuk.

Kepentingan mitosis

Mitosis menggantikan sel-sel mati. Contohnya, sel kulit dapat hidup selama dua miggu, selepas itu sel baharu dibentuk melalui mitosis.

Mitosis menggantikan dan memperbaiki sel-sel yang rosak. Contohnya, sel hati yang cedera mengalami penjanaan semula melalui proses mitosis bagi menggantikan bahagian yang rosak atau hilang.

Mitosis merupakan asas pembiakan aseks dalam organisma seperti Amoeba sp. Sel anak yang dihasilkan adalah seiras secara genetik dengan sel induk. Jenis pembahagian sel yang melibatkan pembentukan dua organisma baharu disebut belahan dedua (binary fission).

Sel menjalani pembahagian untuk menambahkan bilangan sel dalam badan sesuatu organisma dan seterusnya membolehkan petumbuhan (growth) berlaku dalam organisma multisel.

• Organisma multisel seperti manusia bermula sebagai satu sel tunggal yang dipanggil zigot.
• Zigot keudiannya membahagi untuk membentuk dua sel, kemudia empat sel, lapan sel dan seterusnya sehingga berjuta-juta sel dalam organisma multisel.
• Semua sel yang terbentuk adalah dari segi genetik. Ini bermakna semua sel, sama ada sel hati, sel kulit atau sel otak, mempunyai kandungan genetik yang sama.

Mitosis menyebabkan pembentukan dua nukleus anak yang seiras dari segi genetik antara satu sama lain dan juga dengan nukleus sel induk. Setiap nukleus mengandungi bilangan kromososm dan kandugan genetik yang sama dengan sel induk.

Jenis sel yang menjalani mitosis

Pada tumbuh-tumbuhan

• Mitosis berlaku secara aktif di tisu meristem apeks (apical meristem tissue) di hujung akar dan hujung pucuk.
• Sel meristem juga terdapat di hujug mata tunas, kambium vaskular dan kambium gabus.
• Pembahagian sel yang aktif dalam sel meristem membolehkan tumbuhan membesar dan memanjang dengan cepat.

Pada haiwan

• Pertumbuhan berlaku di seluruh badan dan tidak terhad di kawasan tertentu seperti pada tumbuhan.
• Kulit manusia mempunyai lapisan Malphigi yang menjalani mitosis untuk menghasilkan sel kulit baharu bagi menggantiakan sel yang cedera dan mati. Lapisan Malphigi juga menambahkan luas permukaan kulit semasa proses pertumbuhan.

Variasi Dalam Kehidupan

Variasi (variation) adalah perbezaan ciri (differences in characteristics) antara individu daripada spesies yang sama (same species).

Variasi pada sesuatu organisma membolehkan kita membezakan individu dalam spesies yang sama.

Ia juga meningkatkan kebolehan sesuatu spesies bermandiri (survive) dalam persekitaran yang sentiasa berubah.

Jika terdapat keperluan dan peluang yang wujud, variasi membolehkan sesetengah individu mengeksploitasi (exploit) sumber yang ada di habitat baru.

Variasi juga adalah termasuk perbezaan dari segi morfologi, fisiologi, genetik dan mental (morphology, physiology, genetic and intellectual).

Contoh variasi pada manusia adalah seperti berikut:

1) Variasi morfologi

• Ketinggian.
• Corak cap ibu jari (fingerprint).
• Kebolehan menggulung lidah (roll tongue).
• Bentuk cuping telinga (ear lobes).
• Berat badan.
• Kehadiran lesung pipit (dimples).
• Warna kulit.
• Jenis rambut.
• Warna rambut.

2) Variasi fisiologi

• Tekanan darah.
• Kumpulan darah.
• Kebolehan merasa PTC.

3) Variasi genetik

• Albinisme (albinism).
• Buta warna (colour blindness).

4) Variasi mental

• Kepintaran IQ (intelligence).

Contoh variasi corak cap ibu jari pada manusia.

Unsur Kimia Dalam Sel

Setiap benda hidup dan bukan hidup terdiri daripada unsur. 

Unsur (element) adalah bahan yang terdiri daripada atu jenis atom yang tidak boleh diuraikan kepada bahan yang lebih ringkas oleh tindak balas kimia.

Sel (cell) adalah merupakan unit asas kehidupan. Oleh itu, ia mengandungi bahan kimia dalam protoplasmanya (protoplasm). 

Sel terdiri daripada pelbagai unsur yang hadir dalam kuantiti yang berbeza.

Hanya terdapat kira-kira 25 unsur utama yang penting untuk organisma hidup. Unsur-unsur ini boleh dikelaskan kepada tiga kategori mengikut keperluan relatifnya dalam sel.

1. Unsur utama yang membentuk 96% jumlah jisim tubuh manusia. 
   Unsur-unsurnya adalah hidrogen (H), karbon (C), oksigen (O) dan nitrogen (N).
   
   
2. Unsur lain yang membentuk 4% jumlah jisim tubuh manusia. 
   Unsur-unsurnya adalah natrium (Na), kalium (K), magnesium (Mg), kalsium (Ca), fosforus (P), sulfur (S) dan klorin (Cl).
   
   
3. Unsur surih yang membentuk kurang daripada 0.01% jumlah jisim tubuh manusia. 
   Unsur-unsurnya adalah zink (Zn), ferum (Fe), kuprum (Cu), mangan (Mn), kobalt (Co) dan iodin (I). 

Walaupun unsur surih (trace element) diperlukan dalam kuantiti yang amat kecil, namun begitu unsur-unsur ini amat penting kepada sel.

Unsur karbon, hidrogen dan oksigen terdapat dengan banyak dalam sel kerana sel mengandungi peratus air yang tinggi dan kebanyakan sebatian dalam sel terdiri daripada karbon, hidrogen dan oksigen.

Sebatian (compounds) yang terdapat dalam organisma hidup boleh dibahagikan kepada dua, iaitu:

1. Sebatian organik (organic compounds).
   Sebatian yang mengandungi unsur karbon dan berasal daripada organisma hidup. Contoh sebatian organik dalam sel adalah seperti karbohidrat, protein, lipid dan asid nukleik. Sebatian organik disintesis oleh sel sendiri.
   
   
2. Sebatian tak organik (inorganic compounds).
   Sebatian yang tidak mengandungi unsur karbon. Contoh sebatian tak organik yang terdapat dalam sel ialah air, asid, bes dan garam mineral. Sebatian ini tidak disintesis oleh sel sendiri tetapi diperolehi dari persekitaran luar.

Unsur-unsur yang terdapat dalam sebatian kimia:

• Karbohidrat. 
  Unsur-unsurnya adalah karbon, hidrogen dan oksigen.
  
  
• Protein. 
  Unsur-unsurnya adalah karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur dan fosforus.
  
  
• Lipid. 
  Unsur-unsurnya adalah karbon, hidrogen dan oksigen.
  
  
• Asid nukleik. 
  Unsur-unsurnya adalah karbon, hidrogen, oksigen, fosforus dan nitrogen.
  
  
• Air. 
  Unsur-unsurnya adalah hidrogen dan oksigen.

Fungsi unsur-unsur dalam sel haiwan dan sel tumbuhan adalah seperti berikut:

Unsur	Fungsi
	Sel haiwan	Sel tumbuhan
Hidrogen, karbon, oksigen, nitrogen	Sintesis sebatian organik seperti karbohidrat, protein, lipid dan asid nukleik.	Sintesis sebatian organik seperti karbohidrat, protein, lipid dan asid nukleik.
Sulfur	Komponen bagi sesetengah protein.	Komponen bagi sesetengah protein.
Natrium	Mengekalkan tekanan osmosis dalam sel. Membantu dalam penghantaran impuls saraf.	Tidak diperlukan.
Magnesium	Terlibat dalam sintesis protein. Bertindak sebagai pengaktif (kofaktor) bagi sesetengah enzim.	Diperlukan dalam sintesis klorofil. Mengaktifkan enzim dalam sel.
Kalsium	Diperlukan dalam pembentukan tulang dan gigi. Membantu pengecutan sel otot. Membantu pembekuan darah.	Diperlukan dalam pembentukan dinding sel berselulosa. Mengekalkan sifat separa telap membran plasma.
Fosforus	Membantu pembentukan tulang dan gigi. Membantu pengecutan sel otot. Diperlukan dalam pembentukan adenosina trifosfat (ATP) Komponen penting asid nukleik (DNA dan RNA)	Merangsang pembentukan biji benih dan bunga. Mempercepat pembahagian sel. Diperlukan dalam pembentukan ATP. Diperlukan dalam sintesis asid nukleik.
Kalium	Diperlukan dalam pengecutan otot. Diperlukan untuk penghantaran impuls saraf.	Mensintesis karbohidrat dan buah. Mengaktifkan enzim.
Klorin	Diperlukan untuk sintesis asid hidroklorik yang menetapkan pH dalam perut dan memusnakan patogen yang memasuki perut.	Fotolisis air yang melibatkan pembebasan oksigen semasa proses fotosintesis.
Ferum	Terlibat dam sintesis hemoglobin dalam sel darah merah untuk mengangkut oksigen. Diperlukan dalam pembentukan enzim respirasi.	Diperlukan dalam sintesis klorofil. Bertindak sebagai pembawa elektron dalam mekanisme fotosintesis dan respirasi.

Kebanyakan unsur dalam sel wujud sebagai ion. Misalnya, ion natrium, ion magnesium, ion klorida, ion kalium dan ion kalsium.

Protein membentuk kira-kira 15% protoplasma dan merupakan komponen yang penting bagi struktur sel.

Lipid membentuk sehingga kira-kira 15% protoplasma dan tidak larut dalam air.

Karbohidrat dihasilkan semasa fotosintesis (photosynthesis) dan wujud dalam beberapa bentuk.

Kebanyakan organisma menggunakan empat jenis unit binaan asas atau molekul iaitu, karbohidrat, protein, lipid dan asid nkleik untuk membentuk semua struktur biologi.

Struktur Membran Plasma

Menurut model mozek bendalir (fluid mosaic model) yang dikemukan oleh S.J. Singer dan G.L. Nicholson, membran plasma adalah terdiri daripada protein dan fosfolipid (phospholipid).

Molekul fosfolipid terdiri daripada:

1. Bahagian kepala berkutub (polar head) yang bersifat hidrofilik (tertarik kepada air).
2. Bahagian ekor tak berkutub (non polar tails) yang bersifat hidrofobik (tidak tertarik kepada air).

Struktur molekul fosfolipid dan dwilapisan fosfolipid.

Membran plasma terdiri daripada dua lapisan/dwilapisan fosfolipid (phospholipid bilayer). Bahagian kepala molekul fosfolipid di lapisan luar menghala ke arah bendalir di persekitaran luar, manakala bahagian kepala fosfolipid di lapisan dalam menghala ke arah sitoplasma.

Bahagian ekor setiap molekul fosfolipid yang membentuk dwilapisan adalah menghadap antara satu sama lain.

Dwilapisan fosfolipid membentuk satu penghalang atau membran antara bendalir interstis dengan bendalir dalam sel (bendalir intrasel).

Pelbagai jenis molekul protein tersebar di antara dwilapisan fosfolipid ini.

Molekul protein yang membentuk liang (pore) atau terusan dipanggil protein liang (pore protein) dan molekul protein yang berfungsi sebagai pembawa dipanggil protein pembawa (carrier protein).

Sesetengah protein dan lipid yang mempunyai rantai karbohidrat yang terikat pada permukaan luar masing-masing dikenali sebagai glikoprotein (glycoprotein) dan glikolipid (glycolipid).

Dwilapisan fosfolipid juga mengandungi kolestrol yang menghubungkan asid-asid lemak bersama.

Kolestrol (cholesterol) menstabilkan dan menguatkan membran plasma serta menjadikannya lebih fleksibel tetapi kurang telap terhadap bahan larut air seperti ion. Tanpa kolestrol, membran plasma akan bersifat terlalu bendalir pada suhu badan dan mungkin akan pecah dan terurai.

Struktur membran plasma.

Model mozek bendalir yang dikemukakan oleh S.J. Singer dan G.L. Nicholson merupakan model struktur membran plasma yang kini diterima oleh ahli sains.

Berdasarkan model mozek bendalir;

• Fosfolipid, protein dan komponen membran yang lain bebas bergerak dan tidak statik. Ini menyebabkan membran bersifat bendalir yang dinamik dan fleksibel.
• Protein berkeadaan terapung-apung dalam dwilapisan fosfolipid dan membentuk satu corak mozek yang sentiasa berubah-ubah.
• Oleh itu, model yang dicadangkan oleh Singer dan rakannya dikenali sebagai model mozek bendalir.