BAB IV Sel SEbagai Struktur Dasar Kehidupan (BIOLOGI UMUM)

BAB IV

Sel Sebagai Struktur Dasar Kehidupan

Semua organisme disusun oleh sel atau sejumlah sel. Sel-sel penyusun organisme tersebut merupakan suatu kesatuan hidup terkecil, artinya bahwa semua kegiatan hidup organisme merupakan manifestasi dari proses-proses metabolisme dan reproduksi dari pada sel.

A. Sejarah dan Teori Sel

Biologi sel atau sitologi merupakan sains biologi yang mempelajari tentang sel. Adapun bagian yang dipelajari tersebut meliputi morfologi, biokimia, sitokimia, fisiologi dan sifat-sifat genetiknya.

1. Sejarah Sel

Studi mengenai biologi sel tidak dapat dipisahkan dari penemuan mikroskop. Permulaan biologi sel dapat dikatakan pada abad ke-15 ketika da Vinci pada tahun 1485 menggunakan lensa untuk melihat objek-objek kecil. Mikroskop sederhana telah diciptakan oleh Galileo pada tahun 1610. KOmponen/ susunan mikroskop pertama telah dibuat oleh Robert Hooke (1665). Dia mengamati sayatan tipis gabus di bawah mikroskop, yang ternyata bahwa gabus tersebut disusun oleh bagian-bagian yang menyerupai kotak. Kotak-kotak tersebut selanjutnya dinamakan sel (Latin, cella=rongga yang kosong). Antoni V Leeuwenhoek (1723), membuat mikroskop sederhana dan mempelajari struktur bakteri, protozoa, spermatozoa, sel darahdan sebagainya.

Pada abad ke-19 sel-sel telah diamati secara ekstensif dengan menggunakan mikroskop. Pada awal abad ke-19 ini telah diketahui bahwa seluruh organ binatang disusun oleh jaringan-jaingan seperto otot, tulang keras, tulang rawan dan lemak.

Demikian pula batang, akar, daun dan organ-organ lain pada tumbuhan tinggi disusun oleh jaringan yang berbeda. Pada tahun 1824, orang Inggris, H.J.Deutrochet menyatakan “bahwa seluruh jaringan-jaringan organic, sesungguhnya adalah sel-sel bulat kecil yang tampak disatukan hanya oleh kekuatan adesif sederhana, dengan demikian seluruh jaringan tumbuhan dan binatang sesungguhnya merupakan jaringan-jaringan sel yang mengalami bermacam-macam modifikasi”.

2. Teori Sel

Tahun 1838, seorang ahli botani bangsa Jerman bernama M. I. Schleiden mempelajari sel-sel tumbuhan. Ia menyatakan bahwa “sel adalah organisme, dan seluruh binatang maupun tumbuhan merupakan kesatuan dari organisme tersebut yang tersusun menurut hokum-hukum atau aturan-aturan tertentu”.

Tahun 1839, seorang ahli zoology bangsa Jerman lainnya yang bernama T. Schwann menyatakan “kami telah melihat bahwa seluruh organisme disusun oleh bagian-bagian tertentu yang disebut sel”. Kedua pendapat tersebut selanjutnya dijadikan dasar untuk membuat teori sel.

Teori sel mengatakan bahwa seluruh makhluk hidup dari mulai yang palingsederhana yaitu organisme bersel satu sampai kepada tumbuhan atau binatang yang berderajat tinggi disusun oleh sel, dan tiap-tiap sel dapat berperan secara bebas tetapi merupakan bagian integral dari organisme secara keseluruhan.

Teori sel ini walaupun telah diterima dan dapat menjelaskan teka-teki biologi, tetapi tetap tidak lepas dari kesalahan. Sebagai contoh Schwann mempercayai bahwa sel dapat dihasilkan secara spontan melalui proses analog dengan proses pembentukan kristal. Tetapi studi tentang perkembangan embrio bahwa selama pertumbuhannya, sel-sel mengalami duplikasi sendiri mel;alui pembelahan sel.

Pengamatan ini selanjutnya disimpulkan oleh Rudolf Virchow yang menyatakan bahwa “adanya suatu sel harus berasal dari sel yang ada sebelumnya, sama seperti binatang yang hanya akan ada dari binatang sebelumnya dan tumbuhan hanya berasal dari tumbuhan sebelumnya”, dalam kata lain adanya sel tidak secara spontan.

Tigapuluh tahun berikutnya ahli-ahli sitologi seperti Remak, Henle, Purkinje, Von Mohl, Max Schultze dan Nageli memperbaiki bermacam-macam kesalahan dari teori sel tersebut.

Apakah teori sel ini berlaku bagi semua organisme hidup? Berbagai penyelidikan sitologi ternyata menunjukkan bahwa ada makhluk hidup yang tubuhnya tidak disusun oleh sel yang sesungguhnya (true cell).

Sel yang sesungguhnya didefinisikan sebagai kumpulan dari protoplasma yang memiliki inti dan dibatasi oleh selaput plasma.

Virus merupakan makhluk hidup yang tidak memiliki protoplasma dan inti, tetapi ia hanya memiliki DNA atau RNA sebagai materi genetic. Bakteri dan ganggang biru juga tidak memiliki sel yang sesungguhnya. Pada bakteri dan ganggang biru, materi-materi intinya tidak diikat atau dibatasi oleh selaput inti. Oleh karena itu materi inti tersebut secara langsung berhubungan dengan sitoplasma. Lebih jauh lagi, ganggang tertentu seperti Vaucheria dan fungi tertentu seperti Rhizopus tidak dapat dijelaskan melalui teori sel karena tubuhnya tidak mempunyai sekat sel memiliki banyak inti yang tersebar. Contoh-contoh ini merupakan perkecualian dari teori sel.

B. Teori Protoplasma dan Teori Organisme

Perkembangan sains dan teknologi yang begitu pesat khususnya dibidang biologi, mendorong manusia untuk lebih banyak lagi mengetahui alam kehidupan ini.

Dengan ditemukannya mikroskop yang lebih canggih seperti mikroskop cahaya dan mikroskop electron, pengamatan terhadap sel untuk mengetahui rahasia kehidupan, ternyata perhatian manusia sekarang ini telah lebih beralih kepada bagian-bagian atau komponen-komponen yang terdapat di dalam sel tersebut.

Penelitian-penelitian yang dilakukan oleh manusia terhadap sel tersebut akihirnya memunculkan teori-teori baru untuk mengganti atau memperbaiki teori lama yang dianggap sudah tidak sesuai lagi.

1. Teori Protoplasma

Pada pertengahan abad ke-19, beberapa ahli biologi mulai mengenal betapa pentingnya cairan keruh yang terdapat di dalam sel. Purkinie (1839) memberi nama isi sel tersebut dengan protoplasma. Pada tahun 1892 O. Hertwig mengemukakan “teori protoplasma”, suatu teori yang sebelumnya telah diajukan oleh M. Schultze (1861) tetapi masih dalam bentuk kasar. Teori protoplasma menyatakan bahwa semua makhluk hidup termasuk binatang dan tumbuhan disusun oleh protoplasma. Menurut teori ini sel merupakan akumulasi dari substansi hidup atau protoplasma yang memliki inti dan terdapat dalam suatu ruangan yang dibatasi oleh selaput luar.

Pada abad-19, setelah ditemukannya mikroskop cahaya banyak perbaikan telah dilakukan dan banyak materi atau komponen-komponen sel telah diselidiki. Pada tahun 1867 George menyelidiki tentang adanya golgi kompleks di dalam sitoplasma. Selanjutnya pada tahun 1871 Miescher menemukan asam nukleat, dan tahun 1879 Fol mengemati penetrasi spermatozoon terhadap sel telur. MAsih dalam tahun 1879, Fleming memperkenalkan istilah kromatin dan menggambarkan tentang pembelahan kromosom. Selain itu pada tahun 1882 Fleming juga menggambarkan pembelahan mitosis pada sel binatang dan tumbuhan. Dia juga yang mengemukakan tentang hubungan antara asam nukleat dan kromatin.

Pembelahan sel pada tumbuhan ditemukan oleh Strasburger pada tahun 1882, selain itu istilah sitoplasma dan nukleoplasma diberikan oleh Strasburger. Tahun 1883 Metchnikoff mengamati dan memberi nama peristiwa fagositosis. Istilah kromosom telah diperkenalkan oleh Waldeyer tahun 1888. Benda (1898) memberi nama mitokondria, dan pada tahun 1898 ini pula Golgi menggambrakan golgi kompleks sebagai sparatus atau organel yang terdapat di dalam sel. Karena pada seperempat abad terakhir banyak penyelidikan-penyelidikan penting yang telah dibuat di dalam biologi, maka periode tersebut umumnya disebut sebagai “periode klasikal” dari sitologi.

Pada abad ke-20 bermacam-macam mikroteknik telah banyak dilakukan dalam penyelidikan sitologi. Sebagai contoh metode kimia jaringan (histochemical) dan kimia sel (cytochemical) telah banyak dilakukan, bermacam-macam komponen sel telah dapat dipisahkan melalui alat pemusing. Selain itu metode-metode kultur jaringan juga telah banyak dilakukan sehingga memungkinkan untuk studi mengenai sel hidup. Lebih dari itu mikroton ultra (alat untuk menyayat preparat), mikroskop electron, mokroskop sinar X dan sebagainya telah memungkinkan kesempatan baru bagi ahli-ahli biologi untuk menyelidiki sel-sel dan komponen-komponennya secara lebih mendetil. Adanya penelitian dengan menggunakan alat-alat tersebut maka validitas tentang teori sel dan teori protoplasma menjadi kabur atau samara-samar. Oleh karena itu kedua teori tersebut selanjutnya disempurnakan oleh teori baru lainnya yang disebut teori organisme.