Sel (biologi)

Pengertian

Sel merupakan unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara autonom asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi.

Makhluk hidup (organisme) tersusun dari satu sel tunggal (uniselular), misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan protozoa) atau dari banyak sel (multiselular). Pada organisme multiselular terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel penyusunnya, yang menjadi dasar bagi hirarki hidup.

Struktur sel dan fungsi-fungsinya secara menakjubkan hampir serupa untuk semua organisme, namun jalur evolusi yang ditempuh oleh masing-masing golongan besar organisme (Regnum) juga memiliki kekhususan sendiri-sendiri. Sel-sel prokariota beradaptasi dengan kehidupan uniselular sedangkan sel-sel eukariota beradaptasi untuk hidup saling bekerja sama dalam organisasi yang sangat rapi.


Sejarah penemuan sel

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 bahasa Latin cellula yang berarti rongga/ruangan.


Pertumbuhan dan perkembangan sel

Pertumbuhan dan perkembangan umumnya terjadi pada organisme multiseluler yang hidup.

Siklus sel
Siklus sel adalah proses duplikasi secara akurat untuk menghasilkan jumlah DNA kromosom yang cukup banyak dan mendukung segregasi untuk menghasilkan dua sel anakan yang identik secara genetik. Proses ini berlangsung terus-menerus dan berulang (siklik)

Pertumbuhan dan perkembangan sel tidak lepas dari siklus kehidupan yang dialami sel untuk tetap bertahan hidup. Siklus ini mengatur pertumbuhan sel dengan meregulasi waktu pembelahan dan mengatur perkembangan sel dengan mengatur jumlah ekspresi atau translasi gen pada masing-masing sel yang menentukan diferensiasinya.

Fase pada siklus sel
1. Fase S (sintesis): Tahap terjadinya replikasi DNA
2. Fase M (mitosis): Tahap terjadinya pembelahan sel (baik pembelahan biner atau pembentukan tunas)
3. Fase G (gap): Tahap pertumbuhan bagi sel.
1. Fase G0, sel yang baru saja mengalami pembelahan berada dalam keadaan diam atau sel tidak melakukan pertumbuhan maupun perkembangan. Kondisi ini sangat bergantung pada sinyal atau rangsangan baik dari luar atau dalam sel. Umum terjadi dan beberapa tidak melanjutkan pertumbuhan (dorman) dan mati.
2. Fase G1, sel eukariot mendapatkan sinyal untuk tumbuh, antara sitokinesis dan sintesis.
3. Fase G2, pertumbuhan sel eukariot antara sintesis dan mitosis.

Fase tersebut berlangsung dengan urutan S > G2 > M > G0 > G1 > kembali ke S. Dalam konteks Mitosis, fase G dan S disebut sebagai Interfase.


Regenerasi dan diferensiasi sel
Regenerasi sel adalah proses pertumbuhan dan perkembangan sel yang bertujuan untuk mengisi ruang tertentu pada jaringan atau memperbaiki bagian yang rusak.

Diferensiasi sel adalah proses pematangan suatu sel menjadi sel yang spesifik dan fungsional, terletak pada posisi tertentu di dalam jaringan, dan mendukung fisiologis hewan. Misalnya, sebuah stem cell mampu berdiferensiasi menjadi sel kulit.

Saat sebuah sel tunggal, yaitu sel yang telah dibuahi, mengalami pembelahan berulang kali dan menghasilkan pola akhir dengan keakuratan dan kompleksitas yang spektakuler, sel itu telah mengalami regenerasi dan diferensiasi.

Empat proses esensial pengkonstruksian embrio
Regenerasi dan diferensiasi sel hewan ditentukan oleh genom. Genom yang identik terdapat pada setiap sel, namun mengekspresikan set gen yang berbeda, bergantung pada jumlah gen yang diekspresikan. Misalnya, pada sel retina mata, tentu gen penyandi karakteristik penangkap cahaya terdapat dalam jumlah yang jauh lebih banyak daripada ekspresi gen indera lainnya.

Pengekspresian gen itu sendiri mempengaruhi jumlah sel, jenis sel, interaksi sel, bahkan lokasi sel. Oleh karena itu, sel hewan memiliki 4 proses esensial pengkonstruksian embrio yang diatur oleh ekspresi gen, sebagai berikut:

Proliferasi sel
menghasilkan banyak sel dari satu sel
Spesialisasi sel
menciptakan sel dengan karakteristik berbeda pada posisi yang berbeda
Interaksi sel
mengkoordinasi perilaku sebuah sel dengan sel tetangganya
Pergerakan sel
menyusun sel untuk membentuk struktur jaringan dan organ

Pada embrio yang berkembang, keempat proses ini berlangsung bersamaan. Tidak ada badan pengatur khusus untuk proses ini. Setiap sel dari jutaan sel embrio harus membuat keputusannya masing-masing, menurut jumlah kopi instruksi genetik dan kondisi khusus masing-masing sel.

Sel tubuh, seperti otot, saraf, dsb. tetap mempertahankan karakteristik karena masih mengingat sinyal yang diberikan oleh nenek moyangnya saat awal perkembangan embrio.

Sel-sel khusus
* Sel Tidak Berinti, contohnya trombosit dan eritrosit (Sel darah merah). Di dalam sel darah merah, terdapat Haemoglobin sebagai pengganti nukleus (inti sel).
* Sel Berinti Banyak, contohnya Paramecium sp dan sel otot
* Sel hewan berklorofil, contohnya euglena sp. Euglena sp adalah hewan uniseluler berklorofil.
* Sel pendukung, contohnya adalah sel xilem. Sel xilem akan mati dan meninggalkan dinding sel sebagai "tulang" dan saluran air. Kedua ini sangatlah membantu dalam proses transpirasi pada tumbuhan.

MIKROSKOP

Mikroskop adalah alat yang dapat digunakan untuk melihat suatu benda yang jaraknya dekat dengan ukuran yang sangat kecil (mikron) untuk diperbesar agar dapat dilihat secara detil. Sifat bayangan yang terjadi yaitu maya, terbalik dan diperbesar. Biasanya digunakan untuk melihat bakeri, sel, virus, dan lain-lain.

Macam-Macam Mikroskop

1. Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya memiliki perbesaran maksimal 1000 kali. Mikroskop memeiliki kaki yang berat dan kokoh agar dapat berdiri dengan stabil. Mikroskop cahaya memiliki tiga dimensi lensa yaitu lensa objektif, lensa okuler dan lensa kondensor. Lensa objektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop.Lensa okuler pada mikroskop bias membentuk bayangan tunggal (monokuler) atau ganda (binikuler). Paada ujung bawah mikroskop terdapat dudukan lensa obektif yang bias dipasangi tiga lensa atau lebih. Di bawah tabung mikroskop terdapat meja mikroskop yang merupakan tempat preparat. Sistem lensa yang ketiga adalah kondensor. Kondensor berperan untuk menerangi objek dan lensa mikroskop yang lain.

Pada mikroskop konvensional, sumber cahaya masih barasal dari sinar matahari yang dipantulkan oleh suatu cermin dataar ataupun cukung yang terdapat dibawah kondensor.

Cermin in akan mengarahkan cahaya dari luar kedalam kondensor. Pada mikroskop modern sudah dilengkapai lampu sebagai pengganti cahaya matahari.

Lensa objektif bekerja dalam pembentukan bayangan pertama. Lensa ini menentukan struktur dan bagian renik yang akan menentukan daya pisah specimen, sehingga mampu menunjukkan struktur renik yang berdekatan sebagai dua benda yang terpisah.Lensa okuler, merupakan lensa likrskop yang terdpat dibagian ujung atas tabung, berdekatan dengan mata pengamat. Lensa ini berfugsi untuk memperbesar bayangan yang dihasilkan oleh lensa objektif. Perbesran bayangan yang terbentuk berkisar antara 4-25 kali.Lensa kondensor berfungsi untukk mendukung terciptanya pencahayaan padda objek yang akan difokus, sehinga pengaturrnnya tepat akan diperoleh daya pisah maksimal, dua benda menjadi satu. Perbesaran akan kurang bermanfatjika daya pisah mikroskop kurang baik. (Mikroskop wikipeda 27/09/2007).

2. Mikroskop Stereo

Mikroskop stereo merupakan jenis mikroskop yang hanya bisa digunakan untuk benda yang berukuran relative besar. Mikroskop stereo memiliki perbesasran 7 hingga 30 kali. Benda yang diamati dengan mikroskop ini dapat dilihat secara 3 dimensi. Komponen utama mikroskop stereo hamper sama dengan mikroskop cahaya. Lensa terdiri atas lensa okuler dan lensa objektif. Beberapa perbedaan dengan mikroskop cahaya adalah: (1) ruang ketajaman lensa mikroskop stereo jauh lebih tinggi dibandinhkan denan mikroskop cahaya ssehingga kita dapat melihat bentuk tiga dimensi benda yang diamati, (2) sumber cahaya berasal dari atas sehingga objek yang tebbbbbbbal dapat diamati. Perbesaran lensa okuler biasannya 3 kali, sehingga prbesaran objek total minimal 30 kali. Pada bagian bawah mikroskop terdapat meja preparat. Pada daerah dekat lenda objektif terdapat lampu yang dihubungkan dengan transformator. Pengaturan focus objek terletak disamping tangkai mikroskop, sedangkan pengaturan perbesaran terletak diatas pengatur fokos. (Mikroskop wikipeda 27/09/2007).

3. Mikroskop Elektron

Adalah sebuah mikroskop yang mampu melakuakan peambesaran obyek sampai duajuta kali, yang menggunakan elektro statik dan elektro maknetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar serta memiliki kemampuan p[embesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus dari pada mikroskop cahaya. Mikroskop electron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektro maknetikmyang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya.

Macam –macam mikroskop elektron:

Ø Mikroskop transmisi elektron (TEM)

Ø Mikroskop pemindai transmisi elektron (STEM)

Ø Mikroskop pemindai electron

Ø Mikroskop pemindai lingkungan electron (ESEM)

Ø Mikroskop refleksi elektron (REM) (Mikroskop wikipeda 27/09/2007)

4. Mikroskop Ultraviolet

Suatu variasi dari mikroskop cahaya biasa adalah mikroskop ultraviolet. Karena cahaaya ultraviolet memiliki panjang gelombang yang lebih pendek dari pada cahaya yang dapat dilihat, penggunaan cahaya ultra violet untuk pecahayaan dapat meningkatkan daya pisah menjadi 2 kali lipat daripada mikroskop biasa. Batas daya pisah lalu menjadium. Karena cahaya ultra violet tak dapat di;lihat oleh nata manusia, bayangan benda harus direkam pada piringan peka cahaya9photografi Plate). Mikroskop ini menggunakan lensa kuasa, dan mikroskop ini terlalu rumit serta mahal untuk dalam pekerjaan sehari-hari. (Volk, Wheeler, 1988, mikrobiologidasar, Jakarta. Erlangga.

5. Mikroskop Pender (Flourenscence Microscope)

Mikroskop pender ini dapat digunakan untuk mendeteksi benda asing atau Antigen (seperti bakteri, ricketsia, atau virus) dalam jaringan. Dalam teknk ini protein anttibodi yang khas mula-mula dipisahkan dari serum tempat terjadinya rangkaian atau dikonjungsi dengan pewarna pendar. Karena reaksi Antibodi-Antigen itu besifat khas, maka peristiwa pendar akanan terjadi apabila antigen yang dimaksut ada dan dilihat oleh antibody yang ditandai dengan pewarna pendar. (Volt, Wheeler, 1988. mikrobiologi dasas, Jakarta. Erlangga).

6. Mikroskop medan-gelap

Mikroskop medan gelapdigunakan untuk mengamati bakteri hidup khususnya bakteri yang begitu tipis yang hamper mendekai batas daya mikrskop majemuk. Mikroskop medan-Gelap berbeda dengan mikroskop cahaya majemuk biasa hanya dalam hal adanya kondensor khusus yang dapat membentuk kerucut hampa berkas cahaya yang dapat dilihat. Berkas cahaya dari kerucut hampa ini dipantulkan dengan sudut yang lebih kecil dari bagian atas gelas preparat. (Volk, Wheeler, 1988. Mikrobiologi Dasar.,.Jakarta. Erlangga).

7. Mikroskop Fase kontras

Cara ideal untuk mengamati benda hidup adalah dalam kadaan alamiahnya : tidak diberi warna dalam keadan hidup, namun pada galibnya fragma bend hidup yang mikroskopik (jaringan hewan atau bakteri) ttembus chaya sehingga pada masing-masing tincram tak akan teramati, kesulitan ini dapat diatasi dengan menggunakan mikroskop fasekontras. Prinsip alat ini sangat rumit.. apabila mikroskop biasa digunakan nuklus sel hidup yang tidak diwwarnai dan tidak dapat dilihat, walaupun begitu karena nucleus dalam sel, nucleus ini mengubah sedikit hubungan cahaya yang melalui meteri sekitar inti. Hubungan ini tidak dapaat ditangkap oleh mata manusia disebut fase. Namun suatu susunan filter dan diafragma pada mikroskop fase kontras akan mengubah perbedaan fase ini menjadi perbedaan dalam terang yaitu daerah-daerah terang dan bayangan yang dapat ditangkap oleh mata dngan demikian nucleus (dan unsure lain0 yang sejauh ini tak dapap dilihat menjadi dpat dilihat (Volk, Wheeler, 1988, Mikrobiologi dasar, Jakarta. Erlangga).

Bagian-bagian Mikroskop

• Lensa Okuler
• Tabung Mikroskop
• Tombol pengatur fokus kasar
• Tombol pengatur fokus halus
• Revolver
• Lensa Objektif
• Lengan Mikroskop
• Meja Preparat
• Penjepit Objek Glass
• Kondensor
• Diafragma
• Reflektor/cermin
• Kaki Mikroskop

Fungsi Bagian-bagian Mikroskop

1. Lensa Okuler
untuk memperbesar benda yang dibentuk oleh lensa objektif

2. Tabung Mikroskop
Untuk mengatur fokus, dapat dinaikkan dan diturunkan

3. Tombol pengatur fokus kasar
Untuk mencari fokus bayangan objek secara cepat sehingga tabung mikroskop turun atau naik dengan cepat

4. Tombol pengatur fokus halus
Untuk memfokuskan bayangan objek secara lambat, sehingga tabung mikroskop turun atau naik dengan lambat

5. Revolver
Untuk memilih lensa obyektif yang akan digunakan

6. Lensa Objektif
Untuk menentukan bayangan objektif serta memperbesar benda yang diamati. Umumnya ada 3 lensa objektif dengan pembesaran 4x, 10x, dan 40x.

7. Lengan Mikroskop
Untuk pegangan saat membawa mikroskop

8. Meja Preparat
Untuk meletakkan objek (benda) yang akan diamati

9. Penjepit Objek Glass
Untuk menjepit preparat di atas meja preparat agar preparat tidak bergeser.

10. Kondensor
Merupakan lensa tambahan yang berfungsi untuk mengumpulkan cahaya yang masuk dalam mikroskop

11. Diafragma
Berupa lubang-lubang yang ukurannya dari kecil sampai selebar lubang pada meja objek. Berfungsi untuk mengatur banyak sedikitnya cahaya yang akan masuk mikroskop

12. Reflektor/cermin
Untuk memantulkan dan mengarahkan cahaya ke dalam mikroskop. Ada 2 jenis cermin, yaitu datar dan cekung. Bila sumber cahaya lemah, misalkan sinar lampu, digunakan cermin cekung tetapi bila sumber cahaya kuat, misalnya sinar matahari yang menembus ruangan, gunakan cermin datar.

13. Kaki Mikroskop
Untuk menjaga mikroskop agar dapat berdiri dengan mantap di atas meja.

Satuan yang biasanya digunakan pada objek yang dilihat melalui mikroskop adalah Mikron ( 1 milimeter = 1000 mikron )

Perbesaran total didapat dari hasil perkalian perbesaran lensa objektif dengan lensa Okuler.
Misalnya:
Pengamatan menggunakan lensa objectif dengan pembesaran 45 kali dan lensa okuler perbesaran 10 kali
maka perbesaran total adalah = 10 x 45 = 450 kali ukuran semula.

Cara kerja Mikroskop

Mikroskop sederhana terdiri daridua buah lensa positif (cembung). Lensa positif yang berdekatan dengan mata disebut lensa okuler. Lensa ini berfungsi sebagai lup. Lensa positif yang berdekatan dengan bendadisebut lensa objektif.Jarak titik api lensa objektiflebih kecil dari padajarak titik api lensa okuler. Cara Menggunakan Mikroskop Benda yang akan diamati diletakkan di antara F dan 2F dari lensa objektif. Bayangan yang dihasilkan bersifat nyata, diperbesar, dan terbalik. Bayangan ini akan menjadi bendabagi lensa okuler. Sifat bayangan yang yang dihasilkan lensa okulerini adalah maya, diperbesar, dan terbalik dari pertama. Bayangn ini merupakan bayangan akhir dari mikroskop yang kita lihat