Sejarah Biologi Sel Dan

Sejarah Biologi sel dan molekulerPosted on Juli 20, 2009 by eug3n14

Sejarah Biologi sel

dan   molekuler

Pada awalnya sel digambarkan pada tahun 1665 oleh seorang ilmuwan Inggris Robert Hooke yang telah meneliti

irisan tipis gabus melalui mikroskop yang dirancangnya sendiri. Kata sel berasal dari kata Latin cellulae yang berarti

‘kamar-kamar kecil’. Anton van Leeuwenhoek melakukan banyak pengamatan terhadap benda-benda dan jasad-

jasad renik dan menunjukkan pertama kali pada dunia ada “kehidupan di dunia lain” yang belum pernah dilihat oleh

manusia. Karyanya menjadi dasar bagi cabang biologi yang penting saat ini: mikrobiologi.Perkembangan mikroskop

selama hampir 200 tahun berikutnya telah memberikan kesempatan bagi para ahli untuk meneliti susunan tubuh

makhluk hidup. Serangkaian penelitian telah dilakukan oleh 2 orang ilmuwan dari [[Jerman] yaitu Matthias

Schleiden(ahli tumbuhan, 1804-1881) dan Theodor Schwann (ahli hewan, 1810-1882). Mereka menyimpulkan bahwa

setiap mahluk hidup tersusun atas sel. Selanjutnya pada tahun 1885 seorang ilmuwan Jerman, Rudolf Virchow,

mengamati bahwa sel dapat membelah diri dan membentuk sel-sel baru.

Biologi adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari tentang makhluk hidup . makhluk hidup tersebut terdiri

atas berjuta-juta sel dalam tubuhnya . Sel adalah satu unit dasar dari tubuh manusia dimana setiap organ

merupakan penyatuan dari berbagai macam sel yang dipersatukan satu sama lain oleh struktur-struktur interselluler.

Sel juga merupakan sekumpulan materi yang paling sederhana yang dapat menjalankan proses hidup. Sel

merupakan tingkatan struktur terendah yang mampu melakukan semua aktivitas kehidupan . Walaupun banyak sel

yang berbeda satu sama lainnya, tetapi umumnya seluruh sel mempunyai sifar-sifat dasar yang mirip satu sama lain,

misalnya :

oksigen akan terikat pada karbohidrat, lemak atau protein pada setiap sel untuk melepaskan energi .

mekanisme umum merubah makanan menjadi energi .

setiap sel melepaskan hasil akhir reaksinya ke cairan disekitarnya .

hampir semua sel mempunyai kemampuan mengadakan reproduksi dan jika sel tertentu mengalami

kerusakan maka sel sejenis yang lain akan bergenerasi

Secara umum sel-sel yang menyusun tubuh manusia mempunyai struktur dasar yang terdiri dari membran sel,

protoplasma dan inti sel (nukleus ) . Ketiganya mempunyai komposisi kimia yang terdiri dari air, elektrolit, protein,

lemak dan karbohidrat .

a. Air

Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel

larut dalam air, sedang yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous .

b. Elektrolit

Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat, Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elekrolit

menyediakan bahan inorganis untuk reaksi selluler dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel

c. Protein

Memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai

berikut :

1. Proses enzimatik

2. Proses transport dan penyimpanan

3. Proses pergerakan

4. Fungsi mekanik

5. Proses imunologis

6. Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf

7. Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi

d. Lemak

Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon yang panjang, sedang asam lemak

yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol, merupakan molekul yang sangat hidrofobik. Karena molekul

triasilgliserol ini tidak larut dalam air/larutan garam maka akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa)

yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil ( fosfolipid

dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air, sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air)

sehingga disebut amfifatik.

e. Karbohidrat

Suatu karbohidrat tersusun atas atom C,H, dan O. Karbohidrat yang mempunyai 5 atom C disebut pentosa, 6 atom C

disebut hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel.

Karbohidrat yang tersusun atas banyak unit disebut polisakarida. Polisakarida berperan sebagai sumber energi

cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan

protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel.

Selain itu glikolipid dan glikoprotein menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi

imunologis.

Inti sel ( nukleus )

Inti sel merupakan pusat pengatur berbagai aktifitas sel. Nukleus mengandung DNA dalam jumlah besar

yang disebut gen. Gen yang terdapat pada kromosom berfungsi untuk sintesa RNA yang mengatur karakteristik dari

protein yang diperlukan untuk berbagai aktifitas enzimatik, serta mengatur reproduksi sel. Inti sel terdiri atas

nukleolus, nukleoplasma dan membran inti sel.Membran dari inti sel terdiri 2 lapis, dimana lapisan luar berhubungan

dengan membran retikulum endoplasma. Pada membran inti sel terdapat porus yang mempunyai diameter yang

cukup besar sehingga dapat dilalui oleh molekul protein yang disintesa dalam inti sel.

DNA adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap

organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.

Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak

biru bagi segala aktivitas sel. Di antara perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenis virus (dan virus tidak

termasuk organisme) seperti HIV ( Human Immunodeficiency Virus ) .

DNA berbentuk seperti rantai panjang ganda yang terpilin (double helix); yang terdiri dari : 1) gugus posfat

2) gugus pentose (gula) yaitu deoksiribosa dan 3) basa nitrogen . RNA berbentuk seperti rantai pendek yang tunggal.

basa nitrogen yang terdapat dalam DNA berupa timin,adenin,guanin,dan sitosin;RNA adenin,guanin,sitosin,urasil.

kadar DNA tetap kadar RNA berubah sesuai dengan aktivitas sintesis protein. DNA berperan dalam sintesis protein

dan pewarisan sifat;RNA hanya berperan dalam sintesis protein. DNA hanya terdapat dalam intisel yaitu dalam

kromosom sedangkan RNA bisa ada di dalam inti sel maupun di luar inti sel yaitu di dalam ribosom. perbedaannya

adalah DNA disebut double helix sehingga ia memiliki sepasang rantai genetik,sedangkan RNA hanya memiliki satu

rantai saja . DNA sebagai pengatur segala aktivitas makhluk hidup dan penentu genetik,sdangkan RNA sebagai

bentuk perintah DNA yang salah satu perintahnya yaitu membuat protein pada ribosom .

Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida.

Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer

tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus gula ribosa dari

nukleotida yang lain . Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil tambahan pada cincin gula

ribosa (sehingga dinamakan ribosa). Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timin pada DNA

diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenin, guanin, sitosin, atau urasil untuk suatu

nukleotida.

Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe

dan fungsinya . RNA lebih tidak stabil daripada DNA di dalam sel dan lebih rentan terhadap penguraian oleh enzim

nuklease secara laboratorium . Terdapat 3 jenis RNA yang dibentuk oleh DNA, dimana tiap jenis RNA mempunyai

fungsi yang berbeda, yaitu :

1.Messenger RNA (mRNA), berfungsi membawa kode genetik ke sitoplasma untuk mengatur sintesa protein

2.Transfer RNA (tRNA) untuk transport asam amino menuju ribosom untuk digunakan menyusun molekul protein

3.Ribosomal RNA (rRNA) untuk membentuk ribosom bersama dengan 75 protein lainnya.

Berikut ini adalah gambar sel tumbuhan:

Dan ini adalah gambar sel hewan:

Siklus Sel

Interfase (tidak aktif membelah atau stadium istirahat)

Periode interfase yaitu:

Periode saat sel istirahat setelah menjalani mitosis

Periode pada saat sel secara aktif membentuk protein, lemak, dan potongan-potongan RNA

Periode pada waktu penyalinan DNA

Fase ini memakan waktu 10 s.d 20 jam

Mitosis (pembelahan sel)

Stadium mitosis

Profase –> struktur protein yg tdp pd Sitoplasma sel bergerak kearah kutub yg berlawanan à pecah

membran inti sel à kromosom diluar inti (sitoplama)

Metafase –> Kromosom 2 set pasangan yg berdampingan dibagian tengah sel

Anafase –> mikrotubulus mulai menarik pasangan kromosom agar terpisah

Telofase –> sel terbelah ditengahnya dan terbentuk membran inti yang baru

Fase ini memakan waktu 1 jam

MEIOSIS

Proses dimana sel-sel seks ovarium (oosit primer) atau testis (spermatosit primer)à sel telur atau sperma

yang matang

Replikasi DNA dalam sel seks yg diikuti oleh pembelahan 2 sel –> terbtk 4 sel anak yg masing-masing

hanya memilki 1 pasang kromosom yaitu 23 kromosom.

Selama fertilisasi informasi genetik yang terkandung dalam 23 kromosom telur akan manyatu dalam 23

kromosom sperma –> Embrio dg kromosom total 46

SEJARAH PERKEMBANGAN BIOLOGI SEL

Adnan, Biologi Universitas Negeri Makassar, 2007

A. PENDAHULUAN

Jauh sebelum Robert Hooke mempopulerkan istilah sel, beberapa ahli filsafat Yunani telah mengemukakan pandangannya berkenaan dengan penyusun tubuh makhluk hidup. Aristotles dan Paracelcius telah mengemukakan bahwa tubuh semua hewan dan tumbuhan tersusun atas elemen-elemen sederhana. Elemen-elemen sederhana tersebut secara bersama-sama membentuk struktur makroskopis makhluk hidup (De Robertis et al., 1979). Belakangan, elemen-elemen sederhana tersebut dikenal dengan istilah sel (dari bahasa Yunani, yaitu Cella atau Cellula yang berarti ruang atau kamar kecil).

Sebuah sel dapat berperan sebagai suatu organisme yang dikenal sebagai organisme uniseluler atau organisme bersel satu, misalnya berbagai jenis protozoa. Sel dapat tersusun berkelompok dan berdiferensiasi menjadi berbagai jenis jaringan dan membentuk organ. Selanjutnya, beberapa organ membentuk sistem organ dan pada akhirnya beberapa sistem organ, secara bersama-sama membentuk suatu organisme. Organisme yang dibentuk dinamakan organisme multiseluler.

Pemahaman mengenai sel baik dari aspek ultrastruktur maupun dari aspek fungsionalnya tidak terlepas dari hasil kerja keras sejumlah pakar ilmu pengetahuan. Penelitian-penelitian terus dikembangkan, bahkan dari berbagai sudut pandang dan melibatkan disiplin ilmu-ilmu lain. Penemuan mikroskop sederhana hingga mikroskop elektron telah memberikan sumbangan yang sangat penting dalam perkembangan biologi sel. Kemajuan yang dicapai di bidang kimia organik dan biokimia telah mengantar umat manusia pada pemahaman sel yang lebih mendalam hingga pada tingkatan yang belum pernah diprediksi sebelumnya. Perkembangan pengetahuan di bidang genetika molekuler dan disiplin ilmu yang lain telah mengantar umat manusia pada pemahaman hingga tingkatan rekayasa genetika yang sangat menakjubkan. Melalui pendekatan yang lebih holistik dan integratif, kini biologi sel tampil sebagai sebuah ilmu yang mampu menjadi dasar bagii pengembangan ilmu-ilmu hayati lainnya.

B. SEJARAH PERKEMBANGAN TEORI SEL

Sel merupakan massa protoplasma berbatas membran dengan sistem organisasi yang sangat kompleks. Sel bukan merupakan suatu bangunan statis, melainkan sebuah struktur yang sangat dinamis. Berbagai jenis aktivitas hidup yang berlangsung di dalam tubuh organisme pada dasarnya berlangsung di dalam sel dengan mekanisme sistem yang sangat

harmonis. Aktivitas satu sel menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang sebuah kehidupan yang fungsional.

Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang yang berkebangsaan Belanda merupakan orang pertama yang menemukan mikroskop dan meneliti organisme mikroskopis seperti berbagai Protozoa dan Rotifera yang oleh Beliau diberi nama ”animanculus”, berbagai jenis bakteri, meliputi bakteri basil dan bakteri spiral;. mengamati sperma pada manusia, katak, anjing, kelinci, dan ikan. Beliau juga mengamati pergerakan sel-sel darah di dalam kapiler kaki katak dan daun telinga pada kelinci.

Sumber : http://www.royalsociety.org/downloaddoc.asp dan http://www.tulane.edu/~wiser/cells/

Gambar-1.1 Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), dan mikroskop sederhana serta jenis protozoa hasil temuannya

Marcello Malphigi (1628-1694), seorang berkebangsaan Italia merupakan orang pertama yang menggunakan mikroskop dalam mengamati sayatan jaringan pada organ-organ tertentu, seperti otak, hati, ginjal, limfa, dan paru-paru. Selain itu, dia juga mengamati perkembangan embrio ayam. Dari hasil pengamatannya, dia menyimpulkan bahwa jaringan tersusun atas unit-unit struktural yang ia sebut utricles (De Robertis, 1988).

Sumber : http://www.crimezzz.net/forensichistory/images/MALPIGHI_marcello

Gambar-1.2 Marcello Malphigi (1628-1694)

Robert Hooke (1663) merupakan orang pertama yang memperkenalkan istilah sel berdasarkan hasil pengamatannya pada sayatan sumbat gabus. Ia melaporkan bahwa sumbat gabus terdiri atas ruang-ruang kecil yang diberi nama sel (bahasa Yunani: Cellula yang bermakna ruang-ruang kecil).

Sumber : http://www.tulane.edu/~wiser/cells/ dan http://www.nndb.com/people

Gambar-1.3 Ruang-ruang kecil pada sayatan sumbat gabus, R. Hooke (1663) dan mikroskop sederhana

Rene Dutrochet (1776-1847), seorang yang berkebangsaan Perancis, melaporkan bahwa semua hewan dan tumbuhan terdiri atas kumpulan sel-sel globular. Pada tahun 1831, Robert Brown (1773-1858), seorang yang berkebangsaan Inggris, melaporkan bahwa sel-sel epidermis tumbuhan, serbuk sari, dan kepala putik mengandung suatu struktur yang konstan yang disebut inti. Pada tahun 1840, Johannes E. Purkinye (1787-1869), seorang yang berkebangsaan Cekoslovakia, memperkenalkan istilah protoplasma. Pada tahun 1861, W. Schultze menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik dari kehidupan. Protoplasma adalah substansi hidup yang berbatas membran dimana di dalamnya terdapat inti atau nukleus (Karp, 1984).

Sumber : http://clendening.kumc.edu/dc/pc/hitzig.jpg

Gambar-1.4 Johannes E. Purkinye (1787-1869)

Sumber : http:// home.tiscalinet.ch/biografien/images/schleiden dan

http://home.tiscalinet.ch/biografien/images/

Gambar-1.5 Mathias J. Schleiden(1804-1882), T(1810-1882). Schwann dan R. Virchow(1821-1902)

Pada tahun 1938, Mathias J. Schleiden (1804-1882), seorang ahli pengetahuan berkebangsaan Jerman, melaporkan bahwa tubuh tumbuhan tersusun atas sel. Secara terpisah, pada tahun 1839 Theodore Schwann (1810-1882) yang juga seorang ahli pengetahuan berkebangsaan Jerman, melaporkan bahwa tubuh hewan tersusun atas sel. Schwann kemudian mengusulkan dua azas yang dikenal dengan teori sel, yaitu: Semua organisme terdiri atas sel, dan sel merupakan unit dasar organisasi kehidupan. Sepuluh tahun kemudian R. Virchow (1821-1902) mengusulakn azas ketiga teori sel yang berbunyi: Semua sel berasal dari sel yang telah ada sebelumnya (Omnis cellula e cellulaI) (Sheeler & Bianchi, 1983). Kemudian Louis Pasteur (1908-1895) mengemu-kakan teori biogenesis yang menyatakan bahwa setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya (Omne vivum e vivo). (Thorpe, 1984; Sheeler and Bianchii, 1983; dan Albert et al., 1984)

Sumber : http://art-random.main.jp/samescale/

Gambar-1.6 L. Pasteur (1808-1895)

Berdasarkan penelitian-penelitian yang dilakukan para ilmuwan tersebut diambil suatu kesimpulan, yaitu: sel merupakan kesatuan struktural dari makhluk hidup, sel merupakan kesatuan fungsional dari makhluk hidup, dan sel merupakan kesatuan hereditas dari makhluk hidup. Namun, dalam lingkup yang lebih kompleks, teori sel mengandung makna (Villee et al., 1985), yaitu:

1. Semua makhluk hidup terdiri atas sel;2. Sel yang baru dibentuk, berasal dari pembelahan sel sebelumnya;3. Semua sel memiliki kemiripan yang mendasar dalam hal komposisi kimia dan aktivitas

metabo-lismenya;4. Aktivitas dari suatu organisme dapat dimengerti sebagai aktivitas kolektif, dan interaksi-

interaksi dari unit-unit seluler bergantung satu dengan yang lainnya.

Sumber : http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/stomTS.gif

Gambar-1.7 Oragnisasi kehidupan tingkat individu

Menurut De Robertis et al., (1975), sebuah sel harus memenuhi beberapa kriteria yaitu :

1. Memiliki membran plasma;2. Mengandung materi genetic yang penting untuk mengkode berbagai jenis RNA,

termasuk untuk sintesis protein;3. Mengandung “mesin biosintesis” tempat di mana sintesis berlangsung.

C. PERKEMBANGAN BIOLOGI SEL

Beberapa pemenang hadiah Nobel untuk bidang Biologi Sel serta bidang-bidang lain yang menunjang perkembangan biologi sel ditunjukkan pada Tabel-1.

Tabel-1.1

Pemenang hadiah Nobel dan sumbangannya terhadap per-kembangan Biologi Sel (Sheeler & Bianchi, 1983).

Tahun N a m a Kontribusi

1906 K. Landstainer S. Ramon Y.

Mempelajari organisasi sistim saraf, khususnya struktur sel-sel saraf

1908 E. MetchnikoffP. Ehrlick

Fagositosis bakteri selama infeksi, prosedur pewarnaan bakteri, & studi mengenai imunitas

1915 R. Wilstatter Mempelajari klorofil dan pigmen-pigmen lain pada tumbuhan

1922 A.V. HillO. Mayerhoff

Metabolisme pada jaringan otot, hubungan antara metabolisme otot dengan asam laktat

1926 T. Svedberg Sifat-sifat koloid, khususnya protein

1930 K. Landstainer Pengelompokan darah pada ma- nusia dan mempelajari aglutinin seluler

1933 T.H. Morgan Peranan kromosom dalam pewa-risan sifat-sifat menurun

1935 H. Spemann Peranan organizer selama perkem-bangan telur

1936 H. DaleO. Loewi

Mempelajari transmisi impuls-impuls saraf

1946 H.J. Miller Mempelajari mutasi gen yang dihasilkan melalui penyinaran sinar X

1947 C.F. CoriG.T. Cori

Mempelajari metabolisme glikogen

Tabel-1.1(Lanjutan)

Tahun N a m a Kontribusi

1948 A. Tisellius Mempelajari sifat-sifat kimia protein, perkembangan elektro-poresis

1952 A. MortenR. Synge

Perkembangan prosedur kroma-tografi untuk pemisahan substansi-substansi biologis

1953 H.A. Krebs Mempelajari siklus asam trikar-boksilat atau siklus Krebs

F.A. Lipman Mempelajari mengenai Koenzim A

1954 L. Pauling Mempelajari ikatan kimia, khusus-nya mengenai ikatan peptida pada protein.

1958 G.W. BeadleE.L. TatumJ. Lederberg

Mempelajari mengenai organisasi dan aksi gen pada bakteri, konsep satu gen satu enzim

F. Sanger Analisis struktur protein

1959 S. OchoaA. Kornberg

Mempelajari sintesis ARN dan AND

1961 M. Calvin Mempelajari mengenai asimilasi CO2 pada tumbuhan; siklus Calvin

1962 J.D. WatsonF.H.C. CrickM. Wilkins

Mempelajari mengenai struktur gen, model ADN heliks ganda

1962 M.F. PerutzJ.C. Kendrew

Mempelajari mengenai struktur protein globular, khususnya miog-lobin dan hemoglobin

Tabel-1.1 (Lanjutan)

Tahun N a m a Kontribusi

1963 J. EcclesA. HodgkinsA. Huxley

Peranan ion sodium dan potasium dalam penghantaran impuls saraf sepanjang membran sel saraf

1964 K. BlochE. Lynen

Mempelajari mengenai metabolis-me kolesterol dan asam-asam lemak

1965 F. JacobA. LwoffJ. Monad

Menemukan gen-gen yang meng-atur aksi gen-gen lain; konsep operon

1969 M. DelbruchH.D. HerskeyS.E. Luria

Mempelajari mengenai virus seba-gai vector penyakit

1970 L.F. Leloir Mempelajari peranan gula nukleo-tida dalam sintesis karbohidrat

J. AxelrotU. von EulerB. Katz

Mempelajari mekanisme penyim-panan dan pelepasan neurohu-morf dalam transmisi impuls saraf

1971 E.A. Sutherland Mekanisme aksi hormon; peranan

Camp

1972 M. EdelmanR.R. Porter

Mempelajari mengenai immunoglobulin

C.B. AnfinsenS. MooreW.H. Stein

Mempelajari ribonuklease; kompo-sisi asam amino pada protein

1974 A. ClaudeC. de DuveG. Palade

Isolasi dan karakterisasi dari organel-organel sub seluler dan partikel-partikel lain.

H.O. SmithD. Nathens

Engineering; menemukan enzim-enzim restriksi; dan membuat pemetaan urutan DNA

Tabel-1.1 (Lanjutan)

Tahun N a m a Kontribusi

P. Mitchel Mempelajari mengenai bioener-getika

1975 H. TeminR. DulbeccoD. Baltimore

Mempelajari mengenai interaksi virus tumor dan sel, menemukan reverse transcriptase

1980 P. BergF. Sanger

Mempelajari mengenai gen splicing; menentukan urutan-urutan nukleo-tida dari gen.

D. SIFAT DAN KEISTIMEWAAN SEL

Seperti telah diuraikan oleh Schleiden dan Schwann, sel-sel dapat dianggap sebagai “unit-unit kehidupan“. Dapat diduga bahwa semua bentuk kehi-dupan, terlepas dari sifatnya, mempunyai dasar seluler. Sel-sel bersifat semiotonom, hal ini dapat ditunjukkan de-ngan cara mengisolasi sel-sel dari organisme multiseluler dan dan menumbuhkannya di luar organisme tersebut. Sejumlah percobaan menunjukkan bahwa sel-sel dari organisme manapun, termasuk manusia, dapat dibudi-dayakan di luar tubuh (in vitro) dengan kondisi tertentu yang memungkinkannya tetap hidup, sampai lama setelah organisme asalnya mati. Misalnya, sel-sel manusia telah dibudidayakan untuk kurun waktu puluhan tahun, dan dapat disiapkan bagi peneliti dengan hanya mengambil-nya dari freezer.

Aktivitas organisme multiseluler ternyata merupa-kan refleksi sifat-sifat sel-sel yang menyusunnya. Organis-me mengambil makanan, mencerna, mengasimilasi, dan melepaskan bahan yang tidak diperlukan. Organisme mengambil oksigen dan melepaskan karbondioksida. Di dalam tubuh organisme, kadar garam diatur sedemikian rupa agar tetap dalam keadaan homeostasis; organisme tumbuh, berkembang biak, bergerak, dan juga bereaksi terhadap rangsangan dari luar, menggunakan energi un-tuk mengadakan aktivitas, mewariskan sifat-sifat genetik kepada keturunannya, dan akhirnya mati.

Suatu organisme merupakan jumlah atau kumpulan bagian-bagiannya, dan aktivitasnya merupakan jumlah aktivitas sel-sel yang menyusunnya. Namun, dapat pula dikatakan bahwa organisme adalah jauh lebih dari sekedar kumpulan sel-selnya.

E. BENTUK SEL

Sel mempunyai bentuk yang sangat bervariasi, baik di antara sel-sel yang menyusun tubuh makhluk hidup yang sama maupun yang menyusun makhluk hidup yang berbeda. Beberapa sel tidak memiliki bentuk yang tetap, tetapi berubah-ubah sesuai dengan aktivitasnya. Sel amoeba dan sel darah putih termasuk contoh tipe sel yang bentuknya dapat berubah-ubah. Sel-sel yang lain memiliki bentuk yang khas atau tetap, atau bentuk-bentuk peralihan yang spesifik untuk setiap jenis makhluk hidup. Spermatozoa pada manusia memiliki bentuk yang tetap, namun demikian, sperma pada manusia memiliki bentuk yang berbeda dengan sperma pada hewan lain seperti mencit.

Bentuk-bentuk sel terutama bergantung pada (i) adaptasi fungsionalnya, (ii) tekanan permukaan, (iii) viskositas protoplasma, (iv) tekanan mekanik oleh sel-sel yang ada di sekitarnya, dan (v) rigiditas membran plasma. Selain itu, mikrotubuli memiliki peranan yang sangat penting dalam menentukan bentuk dari suatu tipe sel (De Robertis et al., 1975).

Umumnya sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan berbentuk polihedral. Bila sel diisolasi dalam lingkungan cair, maka ia dapat berubah bentuk menjadi bulat. Bentuk bulat merupakan bentuk dasar sel. Macam-macam bentuk sel antara lain berbentuk gepeng, bentuk kubus, dan bentuk selindris. Umumnya bentuk-bentuk tersebut dijumpai pada sel-sel epitel. Sel darah merah pada manusia memiliki bentuk bikonkaf; sel-sel otot berbentuk memanjang; sel-sel bakteri memiliki bentuk yang bulat, spiral atau bentuk batang; sel-sel xylem dan floem pada tumbuhan mengalami modifikasi sedemikian rupa sehing-ga memungkinkan melaksanakan fungsinya sebagai jalur angkutan untuk berbagai jenis substansi. Sel-sel saraf memiliki bentuk yang sesuai untuk melaksanakan fungsi-nya dalam menghantarkan impuls-impuls saraf (Sheeler & Bianchi, 1983).

Sumber : http://homepages.ius.edu/dpartin/Lecture3cells.ppt#257,1,Lecture

Gambar-1.8 Sel Saraf (Partin D, 2007)

Sumber : http://homepages.ius.edu/dpartin/Lecture3cells.ppt#257,1,Lecture

Gambar-1.9 Sel Darah Merah (Partin D, 2007)

Gambar-1.10. Berbagai bentuk sel bakteri. (a) Bakteri bentuk kokus, (b) Bakteri bentuk spiral, dan (c) Bakteri bentuk batang (Sheeler & Bianchi, 1983).

F. UKURAN SEL

Sel memiliki ukuran yang sangat bervariasi, ter-gantung pada tipe sel. Pada umumnya, sel hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop dengan sedikit pengecualian seperti sel telur pada burung unta yang memiliki diameter hingga beberapa cm. Pada umumnya, mata manusia tidak mampu memisahkan dua titik yang dipisahkan kurang dari 0,1 mm atau 100 m. Sementara itu, umumnya sel memiliki ukuran yang lebih kecil dari 0,1 mm. Kisaran ukuran sel ditunjukkan pada Gambar-1.11.

Bentuk dan ukuran sel berhubungan dengan fung-sinya. Ukuran minimal sebuah sel harus cukup mengan-dung DNA, protein dan struktur-struktur internal agar ia mampu survive dan bereproduksi. Ukuran maksimal se-buah sel dibatasi oleh kebutuhan area permukaan yang cukup untuk memperoleh nutrien dari lingkungan dan membuang sisa metabolisme. Walaupun sel -sel yang besar mempunyai suatu area permukaan lebih besar dibandingkan sel kecil, mereka relatif mempunyai area permukaan yang sama bila dibandingkan dengan sel-sel yang sederhana pada volume yang sama. Sebab sel yang besar mempunyai suatu area permukaan jauh lebih kecil bila dibandingkan dengan volumenya, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk memberikan pelayanan terhadap semua bagian sitoplasma lebih banyak dibandingkan dengan sel-sel ukurannya lebih kecil (Anonim, 2007a).

Gambar-1.11 Kisaran Ukuran Sel (Partin, 2007)

Komponen-komponen sel tertentu tidak dapat di-amati dengan menggunakan mikroskop cahaya. Oleh sebab itu, untuk mengamati komponen-komponen seluler, diperlukan alat bantu berupa mikroskop elektron. Beberapa besaran yang biasa digunakan dalam mempelajari sel ditunjukkan pada Tabel-1.2 dan Tabel-1.3.

Tabel-1.2Besaran-besaran yang biasa digunakan dalam mempelajari sel (Sheeler & Bianchi, 1983)

1 meter (m) = 39,4 inci (in)

1 meter (m) = 100 centimeter (cm)

1 centimeter (cm) = 10 milimeter (mm)

1 milimeter (mm) = 1000 mikrometer atau micron (m)

1 mikro meter (m) = 1000 nanometer atau milimikron (m)

1 nanometer (nm) = 10 Amstrong (Å)

Tabel-1.3Batas-batas pengamatan sistem biologi pada berbagai tingkat dimensi (De Robertis et al.,

1975)

Dimensi Bidang Struktur Metode

> 0,1 mm atau 100 m

Anatomi Organ mata dan lensa sederhana

100 m – 10 m Histologi Jaringan Mikroskop cahaya

10 m - 0,2 m atau 200 nm

Bakteri Mikroskop cahaya

200 nm – 1 nm Morfologi,Submikroskopis,Ultra struktur,Biologi molekuler

Komponen-komponensel, virus

Mikroskop polarisasi, mikroskop elektron

< 1 nm Molekul dan atom Susunan atom

Difraksi sinar X

LATIHAN

Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan cermat

1. Dalam hal apakah sel yang ditemukan R. Hooke berbeda dengan sel yang di kenal sekarang ini ?

2. Jelaskan sebuah penemuan yang menggunakan teori sel sebagai pijakan sehingga tampak bahwa penemuan tentang sel memberikan sumbangan yang besar bagi kemaslahatan umat manusia. !

3. Jelaskan minimal lima faktor yang berpengaruh terhadap bentuk sel !4. Manakah yang lebih kompleks aktivitas biokimia yang berlangsung di dalam sebuah sel

amuba dibandingkan dengan sel-sel di dalam tubuh kalian ?5. Buatlah sebuah peta konsep menganai sejarah perkembangan teori sel?6. Mengapa ukuran sebuah sel harus kecil?