Perkembangan Teori Sel

1. Konsep Tentang Sel

Istilah sel pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke (1667) melalui pengamatan-nya terhadap sayatan gabus dari batang Quercus suber menggunakan mikroskop sederhana. Berdasarkan hasil pengamatan tersebut, Hooke melihat adanya ruang-ruang kecil yang dibatasi oleh dinding tebal. Ruang tersebut akhirnya disebut cella yang bearti kamar berukuran kecil (Gambar 1.)

Gambar 1. Penampang gabus yang menunjukkan adanya ruangan kecil.

Sejak penemuan Hooke tersebut, beberapa ilmuan lainnya saling berlomba untuk mengetahui lebih jauh mengenai sel. Diantaranya. Antonie Van Leeuwenhoex (1632-1723) merupakan ilmuan asal Belanda. Leuuwenhoex adalah ilmuan pertama yang menemukan mikroorganisme bergerak aktif di dalam air sebagai sel hidup. Robert Brown (1773-1858) merupakan Botanis Skotlandia menemukan inti sel dan aliran sitoplasma. Matthias Schleiden (1804-1881) merupakan Botanis Jerman yang dikenal sebagai pencetus teori sel bersama Theodor Schwann dan Rudolf Virchow, yang memberikan kesimpulan bahwa satuan terkecil dari tumbuhan adalah sel. Selain itu, Schleiden juga menemukan adanya hubungan yang erat antara nukleus dan perkembangan sel. 

Menjelang abad ke-20, banyak ilmuan yang pada akhirnya menemukan berbagai jenis struktur di dalam sel. Diantaranya, Benda telah menemukan mitokodria, Golgi menemukan diktiosoma, Bouin menemukan ergastoplasma dan De Duve menemukan adanya lisosom. Semakin meningkatnya teknologi, saat ini lebih jauh diketahui bahwa struktur dan aktivitas sel tidak sesederhana seperti yang diduga sebelumnya. 

2. Struktur Umum Sel

Pada dasarnya organisme yang hidup sekarang berasal dari satu sek induk yang sudah ada pada ribuan juta tahun silam. Dengan seiring waktu berjalan, sel induk secara bertahap melakukan penyesuaian diri terhadap lingkungannya. Terjadinya perubahan struktural dan fungsional tidak dapat dielakkan, yang pada akhirnya menimbulkan dua kelompok besar sel, yaitu sel prokariotik dan eukariotik.

a. Sel Prokariotik

Istilah prokariotik berasal dari bahasa Yunani, Pro yang bearti "sebelum" dan Karyon bearti "inti sel". Hal ini dapat menunjukkan bahwa sel prokariotik tidak memiliki nukleus sejati, dikarenakan materi genetik-nya tersebar di dalam sitoplasma terkait tidak adanya membran nukleus.

Kelompok prokariot mencakup Bakteria (Bacteria), Sianobakteria (Cyanobacteria) dan Mikoplasma. Sebagian besar prokariot berukuran kecil dengan kisaran beberapa mikrometer serta bersifat uniseluler. Secara umum, struktur sel prokariot yang diwakili oleh bakteri terdiri dari (1) dinding sel, (2) membran sel, (3) sitoplasma, (4) ribosom dan (5) materi genetik (DNA/RNA) (Gambar 2).

Gambar 2. Struktur Sel Bakteri 

Struktur kapsul bakteri terletak paling luar yang berbentuk lendir dan berfungsi sebagai pelindung sel. Kapsul tersebut secara kimiawi mengandung polisakarida. Dinding sel bakteri berperan untuk menahan tekanan osmotik sitoplasma sehingga sel tidak mudah rusak atau pecah. Dinding sel bakteri mengandung senyawa mukopeptida atau peptidoglikan yang dapat digunakan sebagai dasar pengelompokan bakteri. Membran plasma mengandung enzim respirasi dan oksida. Di beberapa lokasi tertentu, membran plasma melipat ke dalam membentuk mesosom, yang fungsinya sama dengan mitokondria pada eukariotik. Mesosom disebut juga dengan kondrioid yang secara fungsional terlibat dalam proses pembelahan sel dan fotosintetis untuk bakteria- fotosintetik. Mesosom bakteri bersama dengan ribosom berperan untuk mensintesis protein. Nukleoid merupakan kumpulan materi genetik bakteri. Pada saat proses pembelahan sel, materi genetik dibagi ke sel anakan tanpa mengalami perubahan menjadi kromosom. Beberapa jenis bakteri memiliki alat gerak berupa flagela. Alat gerak tersebut berasal dari granula basal yang terdapat di sitoplasma. Di bagian tengahnya terdapat sebuah filamen yang terdiri dari senyawa protein yang disebut flagelin. 

Gambar 3. Koloni Cyanobacteria

Selain bakteri, kelompok sianobateria juga merupakan mikroorganisme prokariotik yang bersifat uniseluler. Sianobateria atau lebih dikenal dengan alga biru hijau hidup secara soliter atau membentuk koloni berupa benang (Gambar 3). 

Struktur Sianobakteria terdiri dari seludang gelatin, dinding sel, membran plasma yang berlipat-lipat membentuk lamelasoma dan mengandung pigmen fotosintetik (Gambar 4). Bahan genetik Sianobakteria terdapat dalam DNA yang berbentuk sirkuler. Mikroorganisme tersebut tidak memiliki organela seperti pada sel Eukariotik diantaranya mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma dan badan golgi. Satu-satunya organela sel yang ditemukan adalah ribosom. Struktur tersebut mengandung RNA yang bertanggung jawab dalam proses sintesis protein.

Sianobakteria bersifat autotrof terkait kemampuannya dalam berfotosintesis. Klorofil yang diperlukan dalam proses fotosintesis tidak terkadung dalam kloroplas, melainkan lamela fotosintesis yang berupa lipatan di dalam membran sel yang disebut tilakoid.

Gambar 4. Struktur Cyanobacteria

Kelompok prokriotik lainnya adalah Mycoplasma atau yang disebut juga PPLO (Pleuropneuonia-Like Organism). Mikroorganisme tersebut bersifat parasit dengan genom terkecil dari prokariotik lainnya yang hidup bebas. Mycoplasma diyakini hasil dari evolusi degeneratif bakteri gram negatif, sehinga menimbulkan banyaknya gen lelulur yang hilang atau berkurang. Mycoplasma diketahui dapat menimbulkan penyakit pada manusia yang banyak ditemukan di saluran pernapasan dan urogenital. Struktur Mycoplasma dapat dilihat pada Gambar 5. Mycoplasma bersifat pleomorfik, dikarenakan tidak memiliki dinding sel yang keras, namun sebagai penggantinya terdapat unit selaput berlapis 3 yang mengandung lipoprotein (sterol). Pada manusia beberapa spesies Mycoplasma yang sering menimbulkan penyakit, diantaranya M. pneumoniae, M. hominis, M. genitalium.

Gambar 5. Struktur  Sel Mycoplasma

b. Sel Eukariotik

Berbeda dengan prokariotik, sel eukariotik merupakan sel yang memiliki membran inti dan sistem endomembran seperti retikulum endoplasma, badan golgi, mitokondria dan lisosom. Sel-sel eukariotik mencakup sel tumbuhan dan hewan. Secara umum, struktur sel eukariotik terdiri dari membran plasma, sitoplasma dan organel-organel sel (Gambar 6).

Gambar 6. Struktur Sel Eukariotik Secara Umum

Terdapat beberapa perbedaan struktur sel pada tumbuhan dan hewan, diantaranya pada sel hewan tidak dijumpai dinding sel dan kloroplas. Pada tumbuhan memiliki dinding sel yang menjadikan sel tumbuhan bersifat lebih kaku dibandingkan sel hewan. Dinding sel pada tumbuhan terletak di bagian terluar sel yang berupa selaput bertesktur kaku. Adapun organel-organel lainnya baik pada sel tumbuhan maupun hewan mempunyai kesamaan baik jenis maupun fungsinya (Gambar 7).

Gambar 7. Struktur Sel Hewan dan Tumbuhan

Berikut Jenis dan Fungsi Organela Sel 

1. Membran Plasma

Bersifat permeabel deferensial yang secara selektif dapat melakukan substansi ekstraseluler dan melepaskan berbagai produk sel.

2. Dinding Sel

Dinding selulosa yang tebal mengelilingi membran sel yang berfungsi memberikan kekuatan dan kekauan pada sel.

3. Nukleus

Bagian	Fungsi
Kromosom	Pemegang semua intruksi hereditas yaitu pengatur berbagai proses seluler
Nukleus	Pensintesis RNA ribosomal
Nukleoplasma	Berisi bahan-bahan pembentuk RNA dan molekul duta sebagai perantara antara nukleus dan sitoplasma
Membran nukleus	Mengatur kontunuitas selektif antara material nukleus dan sitoplasma

4. Sitoplasma

Bagian	Fungsi
Retikulum Endoplasma (RE)	- Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus) - Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar) - Transformasi molekul-molekul (RE kasar dan halus) - Menetralkan racun (detoksifikasi)
Ribosom	Lokasi sintesis protein
Sentriol	Membentuk kutub-kutub dalam proses pembelahan sel, mempunyai kemampuan bereplikasi.
Mitokondria	Memproduksi energi (daur kreb, rantai transport elektron dsb).
Plastida	Lokasi penimbunan zat amilum, pigmen, produk selular lainnya
Badan Golgi	Memproduksi enzim-enzim pencerna intraseluler
Vakuola	Menyimpan kelebihan air, limbah, pigmen-pigmen terlarut
Hialoplasma	Mengandung enzim-enzim untuk glikolisis dan berbagai material struktural (gula, asam amino, air, vitamin, nukleotida).