Sejarah Sel

A.      SEJARAH SEL

Sel berasal dari kata 'cella' yang berarti ruangan berukuran kecil maka sel merupakan unit (kesatuan, zahrah) terkecil dari makhluk hidup, yang dapat melaksanakan kehidupan.

Mikroskop Leeuwenhoek

Pada tahun 1633-1723 Antony Van Leeuwenhoek, ilmuwan belanda yang pertama kali melihat sel dengan mikrokop sederhana, tetapi ia belum menyebutnya sel melainkan hewan kecil yang bergerak–gerak dalam air yang diamati dengan mikroskop.

Mikroskop rancangan Robert Hooke menggunakan sumber cahaya lampu minyak.

Pada 1665, seorang ilmuan Inggris, Robert Hooke mengamati sayatan gabus dibawah mikroskop sederhana. Ia menemukan ruang-ruang kecil yang dipisahkan oleh suatu dinding. Selanjutnya, ia menamakan ruang-ruang tersebut sebagai ”sel”.

Dua ratus tahun kemudian, yakni sekitar tahun 1835, seorang ilmuan Prancis yang bernama Felix Dujardin meneliti bahwa sel-sel tersebut tersusun atas substansi berupa cairan. Cairan tersebut dikenal dengan istilah Protoplasma. Istilah Protoplasma kali ini dikemukakan oleh Johannes Purkinje.

Tiga tahun kemudian, Matthias Schleiden, seorang ahli botani dari Jerman melakukan pengamatan secara mikroskopis terhadap tumbuhan dan ditemukanlah sel. Pada waktu yang bersamaan, Theodor Schwann, seorang ahli zoologi Jerman menemukan bahwa hewan pun tersusun atas sel. Kesimpulan dari hasil penemuan Schleiden dan Schwann (1810-1882) adalah sel merupakan komponen dasar semua makhluk hidup.

Rudolf Virchow berpendapat bahwa setiap sel berasal dari sel sebelumnya. Berdasarkan tinjauan tentang sel, dapat diketahui dua batasan sebagai berikut.
1. A.G. Hoewy dan Siekevitz (1963) menyatakan bahwa sel adalah unit aktivitas biologis yang dibatasi oleh membran semipermeabel dan mampu bereproduksi sendiri pada suatu media yang bebas dari sistem kehidupan lain.
2. Menurut definisi umum, sel adalah unit terkecil penyusun makhluk hidup, baik struktural maupun fungsional.

 Berdasarkan kedua definisi tersebut, virus tidak tercakup di dalamnya karena virus merupakan makhluk hidup yang tidak berupa sel. Sel dibedakan menjadi sel Prokariotik (inti sel tidak mempunyai membran) dan sel eukariotik (inti sel dibatasi oleh membran).

Apakah perbedaan antara sel prokariotik dan sel eukariotik? Sel prokariotik tidak memiliki membran inti. Pada sel eukariotik, bagian sel dapat dibedakan menjadi :

1. Dinding sel (pada tumbuhan);

2. Membran sel (tumbuhan dan hewan);

3. Nukleus, yang terdiri atas membran inti, nukleoplasma, nukleolus, dan benang kromatin;
4. Sitoplasma yang terdiri atas matriks sitoplasma, organel sitoplasma, dan inklusio sitoplasma.

Ukuran sel pada setiap organisme memiliki ukuran relatif sama. Perbedaan ukuran tubuh organisme bukan disebabkan oleh perbedaan ukuran sel, melainkan oleh jumlah sel yang dimiliki oleh individu yang bersangkutan.

Ada empat teori tentang sel, yaitu:

• unit struktural terkecil makhluk hidup (Schleiden & T. Schwann)
• unit fungsional terkecil makhluk hidup (Max Schultze)
• unit pertumbuhan terkecil makhluk hidup (Rudolf Virchow)
• unit hereditas terkecil makhluk hidup (Penemuan akhir abad XIX) Berdasarkan membran inti, sel dibagi menjadi 2, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.

B.        STRUKTUR SEL

-          Struktur Sel Eukariotik

Tidak seperti prokariota, sel eukariota(bahasa Yunani, eu, 'sebenarnya' dankaryon) memiliki nukleus. Diameter sel eukariota biasanya 10 hingga 100 µm, sepuluh kali lebih besar daripada bakteri. Sitoplasma eukariota adalah daerah di antara nukleus dan membran sel. Sitoplasma ini terdiri dari medium semicair yang disebut sitosol, yang di dalamnya terdapat organel-organel dengan bentuk dan fungsi terspesialisasi serta sebagian besar tidak dimiliki prokariota. Kebanyakan organel dibatasi oleh satu lapis membran, namun ada pula yang dibatasi oleh dua membran, misalnya nukleus.

Selain nukleus, sejumlah organel lain dimiliki hampir semua sel eukariota, yaitu (1) mitokondria, tempat sebagian besar metabolisme energi sel terjadi; (2) retikulum endoplasma, suatu jaringan membran tempat sintesis glikoprotein dan lipid; (3) badan Golgi, yang mengarahkan hasil sintesis sel ke tempat tujuannya; serta (4) peroksisom, tempat perombakanasam lemak dan asam amino. (5) Lisosom, yang menguraikan komponen sel yang rusak dan benda asing yang dimasukkan oleh sel, ditemukan pada sel hewan, tetapi tidak pada sel tumbuhan. (6) Kloroplas, tempat terjadinya fotosintesis, hanya ditemukan pada sel-sel tertentu daun tumbuhan dan sejumlah organisme uniseluler. Baik sel tumbuhan maupun sejumlah eukariota uniseluler memiliki satu atau lebih vakuola, yaitu organel tempat menyimpan nutrien dan limbah serta tempat terjadinya sejumlah reaksi penguraian.

Jaringan protein serat sitoskeleton mempertahankan bentuk sel dan mengendalikan pergerakan struktur di dalam sel eukariota. Sentriol, yang hanya ditemukan pada sel hewan di dekat nukleus, juga terbuat dari sitoskeleton.

Dinding sel yang kaku, terbuat dari selulosa dan polimer lain, mengelilingi sel tumbuhan dan membuatnya kuat dan tegar. Fungi juga memiliki dinding sel, namun komposisinya berbeda dari dinding sel bakteri maupun tumbuhan. Di antara dinding sel tumbuhan yang bersebelahan terdapat saluran yang disebut plasmodesmata.

Sel Eukariotik memiliki membran nukleus dan sistem endomembran. Berikut struktur sel eukariotik:

1. Sel tumbuhan terdiri dari: nukleus, RE kasar, RE halus, ribosom, kompleks golgi, , membran plasma, mikrotubulus, mikrofilamen, mitokondria, badan mikro, kloroplas, vakuola, dinding sel.
2. Sel hewan terdiri dari: (membran nukleus, nukleoplasma+DNA, nukleolus) nukleus, vesikula, lisosom, RE kasar, RE halus, kompleks golgi, vesikula, sentriol, mitokondria, membran plasma, mikrofilamen, mikrotubulus.

-          Struktur Sel Prokariotik

Pada sel prokariota (dari bahasa Yunani, pro, 'sebelum' dan karyon, 'biji'), tidak ada membran yang memisahkan DNA dari bagian sel lainnya, dan daerah tempat DNA terkonsentrasi di sitoplasma disebut nukleoid. Kebanyakan prokariota merupakan organisme uniseluler dengan sel berukuran kecil (berdiameter 0,7–2,0 µm dan volumenya sekitar 1 µm³) serta umumnya terdiri dari selubung sel, membran sel, sitoplasma, nukleoid, dan beberapa struktur lain.

Sel prokariotik mempunyai membran plasma, sitoplasma yang mengandung ribosom, mesosom, kromator (pigmen) dan materi inti (DNA dan RNA). Sel prokariotik tidak mempunyai membran inti dan sistem endomembran seperti retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Selain itu tidak memiliki mitokondria dan kloroplas. Yang termasuk sel prokariotik adalah bakteri dan alga biru. Berikut bagian struktur sel bakteri Escherichia coli:

• pilus
• ribosom
• kapsul
• dinding sel
• membran plasma
• daerah nukleoid (DNA)
• mesosom
• flagela

-          Struktur sel hewan

Organel

• Nukleus
• Nukleolus (di dalam nukelus)
• retikulum endoplasma (RE) kasar
• RE halus
• Ribosom
• Sitoskeleton
• Golgi apparatus
• Sitoplasma
• Mitokondria
• Vesikel
• Lisosom
• Sentrosom
• Sentriol
• Vakuola(kecil)

Struktur tambahan

• Membran plasma
• Flagella
• Cillia

-          Struktur sel Tumbuhan

Organel

• Nukleus
• Nukleolus (di dalam nukelus)
• retikulum endoplasma (RE) kasar
• RE halus
• Ribosom
• Sitoskeleton
• Golgi apparatus (diktiosom)
• Sitoplasma
• Mitokondria
• Vesikel
• Kloroplas dan plastida lainnya
• Vakuola sentral (besar)
• Tonoplas (membran sentral vakuola)
• Peroksisom dan Glioksisom

Struktur tambahan

• Membran plasma
• Flagella (hanya pada sel gamet)
• Dinding sel
• Plasmodesmata

C.      PERBEDAAN SEL HEWAN DAN SEL TUMBUHAN

Sel Hewan

1.      Vakuola (kecil)

2.      Sentriol

3.      Lisosom

4.      Silia

Sel Tumbuhan

1.      Dinding Sel

2.      Vakuola (besar)

3.      Plastida

Transpor lewat membran

Transpor lewat membran dibedakan atas:

1. Transpor pasif, tanpa bantuan energi dari sel (difusi, difusi terfasilitasi dan osmosis).
2. Transpor aktif, dengan menggunakan energi dari sel (endositosis, eksositosis dan pompa natrium kalium).

Fungsi Organela-organela Sel Tumbuhan

a.       Membran Plasma

Membran plasma merupakan selaput tipis yang terdapat dibagian terluar sel. 

Membran Plasma Tersusun atas lemak (lipid) dan protein (lipoprotein).

Fungsi: sebagai pembatas antara sel dan lingkungan luarnya, melindungi isi sel agar tidak keluar meninggalkan sel, mengatur pertukaran zat yang masuk atau keluar sel,  melakukan seleksi terhadap zat-zat yang akn masuk atau meninggalkan sel dan sebagai tempat berlangsungnya reaksi–reaksi kimia serta sebagai reseptor (penerima rangsang) dari luar.

b.      sitoplasma

Sitoplasma merupakan daerah yang terletak antara inti sel (nukleus) dan membran plasma. Sitoplasma Tersusun atas:

• cairan: sitosol
• padatan: berupa organela-organela

Fungsi: tempat berlangsungnya reaksi metabolisme sel.

c.       Nukleus

 Nukleus Merupakan organel terbesar, berbentuk bulat, membran rangkap. Di dalam nukleus terdapat nukleoplasma, yang terdiri atas benang 'kromatin' yang tersusun atas DNA, RNA dan protein. Selain itu terkadang terbentuk nukleolus. Fungsi: pengendali seluruh aktivitas sel, pengatur pembelahan sel dan pembawa informasi genetik.

d.   Retikulum Endoplasma

 Retikulum Endoplasma (RE) Berbentuk benang-benang jala meliputi:

• RE kasar: terdapat ribosom, berfungsi untuk transpor & sintesis protein.
• RE halus: tidak terdapat ribosom, berfungsi untuk transpor & sintesis lemak & steroid.

e.       Ribosom

Ribosom Tersusun dr protein & RNA, berbentuk bulat & tidak bermembran. Ribosom dibagi menjadi dua, yaitu ribosom bebas yang terletak pada sitosol dan ribosom terikat menempel pada bagian luar RE kasar. Fungsi: tempat berlangsungnya sintesis protein.

f.       Badan Golgi

Kompleks Golgi Terdiri atas membran berbentuk kantong pipih. Kompleks golgi termasuk komponen organel sel terbesar didalam sitoplasma yang tersebar diseluruh sitoplasma dan dapat berhubungan satu dengan yang lainya sehingga membentuk suatu struktur kompleks seperti jala.  Pada sel tumbuhan, kompleks golgi disebut diktiosom.

Jumlah badan golgi berfariasi menurut tipe, fungsi dan tahap pertumbuhan sel. Contohnya pada saat pembentukan dinding sel baru, sel tumbuhan memiliki banyak badan golgi yang terbentuk dari tengah ketepi dinding sel. Badan golgi tersebut dapat menghasilkan vesikel yang mengandung materi penyusun dinding sel.

 Fungsi: sekresi polisakarida, protein & lendir (musin).

g.      Mitokondria

Mitokondria Memiliki membran rangkap (luar & dlm). Membran dlm berlekuk-lekuk membentuk krista. Fungsi; sebagai pernapasan (respirasi) sel yang menghasilkan energi.

h.    Mikrotubulus

Mikrotubulus merupakan organel sel yang terbentuk tabung atau silinder. Tersusun atas protein tubulin. Fungsi: punyusun spindel, sentriol, silia & flagela.

i.      Mikrofilamen

Mikrofilamen merupakan struktur organel sel yang terdiri atas serat-serat protein dengan jenis yang beragam. Mikrofilamen tersusun atas protein aktin. Fungsi: dalam gerakan sel, sitoplasma, kontraksi otot & pembelahan sel.

j.      Dinding Sel

 Dinding Sel merupakan organel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan.pada dinding sel terdapat lubang berupa saluran-saluran yang disebut plasmodemata yang berfungsi menghubungkan satu sitoplasma dengan sitoplasma lainnya sehingga tumbuhan dapat membentuk rangkaian hidup yang besar. Tersusun atas protein selulose, hemiselulose, pektin & lignin. Fungsi: memberi bentuk sel, melindungi bagian sebelah dalam, & mengatur transportasi zat.

k.     Badan Mikro

Badan mikro merupakan organel sel yang berukuran kecil ( berdiameter 0,3-15 µm)  yang dilapisi oleh satu membran. Badan mikro terdiri atas:

• Peroksisom: mengandung enzim katalase.
• Glioksisom: mengandung enzim katalase & oksidase.

l.       Plastida Organela

Plastida hanya terdapat pada sel tumbuhan dan ganggang. Plastida Organela yang mengandung pigmen, meliputi:

Gambaran umum kloroplas.

• Kloroplas: plastida yang mengandung pigmen klorofil/hijau. Fungsinya yaitu sebagai tempat fotosintesis.
• Kromoplas: plastida yang mengandung pigmen merah, jingga, kuning.
• Leukoplas: plastida yang tidak mengandung pigmen.

m.  Vakuola

 

Vakuola merupakan organel sel berupa kantung bermembran ganda. Vakuola yang berukuran kecil disebut vesikel. Vakuola memiki struktur dan fungsi yang bervariasi dan dapat ditemukan pada sel tumbuhan dan sel hewan.                                            Pada sel tumbuhan, vakuola berukuran besar dengan jumlah sedikit dan mengisi hingga 90% volume sel. Vakuola dibungkus oleh tonoplas, yaitu membran tunggal yang mengatur pertukaran materi antara sitoplasma dengan cairan didalamnya. Vakuola pada tumbuhan berfungsi untuk menyimpan zat-zat makanan, zat sisa metabolisme yang berbahaya bagi sel, serta menjaga tekanan internal air (tekanan turgor) sel.

Pada beberapa protista (protozoa) dan spons, vakuola bersifat spesifik. Vakuola dapat berupa vakuola kontraktil dan vakuola makanan. Vakuola kontraktil berguna untuk mengatur tekanan osmosis cairan sel, sedangkan vakuola makanan berguna untuk menyimpan atau mencerna makanan.

DAFTAR PUSTAKA

Biologi Kelas IX ( BSE ) karangan Purnomo, Sudjino, Trijoko, Suwarni hadisusanto, (2010), "Sejarah Penemuan Sel" . http://amintabin.blogspot.com/2010/01/sejarah-sel.html, tanggal diambil 8 oktober 2012.

Amien, M. P. & S. Maryam. 2003. Biologi 2 Untuk SMA Kelas XI: Menyongsong Kurikulum 200. Balai Pustaka: Jakarta, tanggal diambil 11 oktober 2012.