MAKALAH BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER
SEJARAH PERKEMBANGAN SEL, KONSEP DAN TEORI SEL, CARA MEMPELAJARI SEL
DISUSUN OLEH : SEPTI DWILESTARI (13304241043) WIDA PANGESTUTI P. (13304241050) ANDRI NUGROHO (13304244001) ANTIKA NUR ADI WIJAYA (13304244015) VENTY AZULIANINGSIH (13304244029)
JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVRSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2014
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sel merupakan unit terkecil dari makhluk hidup. Sel dalam bahasa latin adalah cella, yang berarti ruangan kecil. Penemuan sel dimulai sejak tahun 590 S.M, ketika itu telah ditemukan alatalat pengamat seperti mikroskop. Seperti ysng ditemukan Robert Hooke yang menemukan rungan-ruangan kecil dalam pengamatan sayatan gabus, kemudian menamainya dengan sel. Dengan penemuan sel ini, banyak manfaat bagi penemuanpenemuan selanjutnya. Dalam pengungkapan hakikat sel, telah banyak memunculkan konsep dan teori tentang rangkaian penemuan bagian-bagian sel. Sitologi merupakan cabang biologi yang memusatkan perhatiannya pada gejala alam yang terjadi.
B. Rumusan Masalah 1. Bagaimana sejarah perkembangan sel ? 2. Bagaimana konsep dan teori sel ? 3. Bagaimana cara mempelajari sel ?
C. Tujuan 1. Mengetahui sejarah perkembangan sel. 2. Mengetahui konsep dan teori sel. 3. Mengethui cara bagaimana mempelajari sel.
BAB II PEMBAHASAN A. Sejarah Perkembangan Sel Biologi sel sering dikenal dengan sitologi yang merupakan cabang ilmu biologi yang memusatkan pehatiannya kepada gejala kehidupan pada tingkat sel. Pembelajaran sel sangat membantu dalam memahami masalah kehidupan pada umumnya. Kemajuan dalam bidang pengetahuan biologi sel sejalan dengan kemajuan di bidang ilmu fisika dan kimia. Dengan menggunakan mikroskop elektron struktur sel dapat dipelajari sampai ukuran milimikron. Sedanglan kemajuan dalam bidang kimia dapat digunakan untuk membantu menganalisis struktur molekul sel. (Suryani,2004:1) Usaha untuk mempelajari satuan struktur fungsi kehidupan telah dimulai sejak zaman sejarah kuno, meskipun keterangan yang diberikan masih berdasarkan pandangan belum didasarkan pada hasil eksperimen. Dikemukakan oleh Aristotles dan Parhcelcus bahwa semua hewan dan tumbuhan disusun oleh beberapa elemen yang berulang. Saat itu belum dikenal bahwa elemen tersebut mempunyai kesamaan sifat dasar yang sekarang dikenal sebagai sel. (Suryani,2004:1-2) Adanya rasa keingintahuan yang besar mendorong para ahli untuk mengembangkan ide penggunaan lensa cembung untuk pengamatan obyek biologi yang tidak dapat diamati dengan mata telanjang. Ide ini telah dimulai sejak 600 tahun sebelum masehi yang dilakukan oleh Euclid yang mempelajari sifat refleksi dari benda dengan permukaan yang cembung. (Suryani,2004:2) Kemudian penelitian terus dikembangkan hingga adanya penemuan susunan sel yang dilakukan oleh Robert Hooks (1665) yang menggunakan lensa pembesar sebagai alat bantu untuk mengamati jaringan gabus. Menurut pengamatannya gabus tersusun oleh lubang-lubang kecil seperti sarang lebah yang disebut sel yang masingmasing dipisahkan oleh “diafragma”. Nama sel diambil dari bahasa Yunani “Kytos” yang berarti ruang kosong, sedang bahasa latin dari rung kosong juga “cella”. (Subowo,1995:11)
Penelitian yang sama juga dilakukan oleh Grew dan Malpighi terhadap tanaman lain dan mereka menemukan struktur yang juga terdiri dari ruangan-ruangan kecil di tengah-tengah masa homogen dan oleh mereka dinamakan “utricles”. (Subowo,1995:11) Demi perkembangan ilmu biologi sel, pada tahun 1674 Leeuwenhock menyusun mikroskop berdasarkan pengalaman Jans dan Ischarias Jenssen (1590) yang telah menyusun dua lensa cembung dalam satu tabung. Kemudian perkembangan mikroskop sampai pada mikroskop elektron yang dirancang oleh Knoll dan Ruska dari Jerman pada tahun 1932, Marton dari Belgia pada tahun 1934, dan Prebus Millier dari Kanada pada tahun 1934. (Suryani,2004:2) Dengan adanya mikroskop yang telah canggih maka dapat ditemukan kehidupan organisme satu sel antara lain protozoa, bakteria, rotifera, dan lain-lain. Mikroskop juga telah banyak dimodifikasi untuk keperluan ilmu pengetahuan sehingga sekarang telah dikenal mikroskop binokular, fase kontras, ultraviolet, fluoresen dan lain-lain yang tidak hanya digunakan untuk penelitian tingkat sel tetapi juga untuk meneliti komponen dalam sel. (Suryani,2004:2) Berikut adalah daftar beberapa ahli dan penemuannya dalam sejarah perkembangan sel: 1. 590 S.M Euclid mulai mempelajari sifat-sifat reflektif pada benda dengan permukaan cembung. 2. 65 S.M. Seneca mengemukakan bahwa bola gelas yang diisi air dapat membantu melihat benda yang tidak dilihat dengan mata biasa. 3. 127-151 Protoleus melakukan percobaan memperbesar pandangan suatu benda dengan benda berpermukaan cembung. 4. 1485 Da Vinci menyampaikan pentingnya penggunaan lensa untuk mengamati bendabenda kecil.
5. 1590 Jans dan Z. Jansen memadukan dua lensa konveks pada suatu tabung sebagai alat pembesar. 6. 1661 Malpighi meneliti anatomi dan embriologi pada tumbuhan dan hewan. Ia mampu menemukan susunan kapiler yang sejak 30 tahun yang lalu telah dipikirkan oleh Harvey. 7. 1665 Robert Hooke menerbitkan Micrographia yang memuat hasil pengamatannya pada gabus secara mikroskopik. 8. 1672 Grew menerbitkan hasil studinya tentang anatomi tumbuhan. 9. 1674 Antony Van Leeuwenhoek menyusun model mikroskop dengan fokus pendek, dengan alat itu ia menemukan protozoa, bacteria, rotifera dan animalculus. 10. 1759 Wolf menggunakan mikroskop untuk studi embriologi. 11. 1770 Hill memperkenalkan cara pengawetan bahan-bahan dari kayu. Ia menggunakan alum, alkohol dan karmin untuk mempersiapkan preparat mikroskopik. 12. 1780 Adams dan kawan-kawan memperkenalkan mikrotom untuk memotong preparat mikroskopik 13. 1802-1808 Mirbel melakukan observasi pada jaringan tanaman dan sampai pada kesimpulan bahwa tanaman tersusun atas jalinan membrana selular. 14. 1809 J.B. Lamarck menyatakan bahwa dalam kehidupan organisme, sel mempunyai fungsi penting. 15. 1824 R.J.H Dutrochet mengemukakan prinsip sel, bahwa semua hewan dan tumbuhan terdiri dari sel yang tetap bersatu oleh kekuatan adesif. 16. 1686 R. Brown menyatakan bahwa partikel dalam sel mengalami gerakan yang dinamakan gerakan Brown.
17. 1831 R. Brown menerbitkan hasil penelitiannya tentang inti sel pada tumbuhan. 18. 1832 Dumortier mengamati proses pembelahan sel pada algae, yang juga pernah dilaporkan oleh Turpin pada tahun 1826. 19. 1835-1839 H. Von Mohl melakukan penelitian lebih teliti tentang mitosis. Ia menyatakan bahwa pembelahan sel dapat diamati dengan mudah pada objek yang diambil dari ujung-ujung tanaman baik akar maupun batang. 20. 1838 M.J. Schleiden menerbitkan buku yang memuat pengertian tentang genesis jaringan tumbuhan. Ia menemukan nukleoli, dan mengemukakan tentang teori asal. 21. 1839 T. Schwan mengemukakan teori sel pada hewan. 22. 1840 J.E. Purkinje memberikan nama protoplasma untuk substansi dalam sel. 23. 1845 Kolliker mengemukakan bahwa protozoa dan ovum merupakan produk selular dari suatu organisme. 24. 1858 R. Virchow menyatakan bahwa semua sel berasal dari sel yang telah ada. 25. 1858 R. Virchow melakukan studi patologik pada sel. 26. 1816 Schultze menyatakan bahwa sel merupakan akumulasi substansi hidup (protoplasma) yang berada dalam ruang tertentu dan memiliki inti dan membran sel. Konsep protoplasma ini didasarkan pada hasil studinya bahwa ada persamaan isi sel pada protozoa, sel tumbuhan, dan sel hewan.
27. 1863 Waldeyer melaporkan penggunaan hematoksilin untuk pewarnaan kromosom. 28. 1865 G. Mendel menemukan prinsip dasar genetika. 29. 1866 Heckel mengemukakan plastida. 30. 1867 L.ST. George menemukan organela sel yang sekarang dinamakan komplekGolgi. 31. 1869 F. Miescher menemukan nuklein. 32. 1870 W. His membuat mikrotom untuk pemotongan preparat mikroskopik secara serial. 33. 1876 O. Hertwing mengemukakan bahwa fertilisasi merupakan peleburan antara inti spermatozoa dan inti sel telur. 34. 1877 E. Able menemukan minyak emersi untuk objective mikroskop pada pembesaran kuat. 35. 1879 H. Fol melakukan observasi proses penetrasi spermatozoa pada sel telur waktu terjadinya fertilisasi. 36. 1879 W. Flemming mengemukakan terminologi untuk kromatin. 37. 1879 W. Flemming mengemukakan terminologi untuk kromatin. Strasburger
mengemukakan
proses
mitosis
pada
mengemukakan terminologi sitoplasma dan nukleoplasma.
sel
tumbuhan
dan
38. 1882 Strasburger
mengemukakan
proses
mitosis
pada
sel
tumbuhan
dan
mengemukakan terminologi sitoplasma dan nukleoplasma. 39. 1883 W. Roux mengemukakan bahwa di dalam kromosom terdapat satuan-satuan herediter. 40. 1883 E. Van Beneden menunjukkan bahwa gamet mengandung jumlah kromosom sebanyak setengah jumlah kromosom sel badan. 41. 1886 R. Almann mewarna mitokondria dan komponen granular lainnya dalam sel serta mengemukakan pentingnya mitokondria dalam proses respirasi sel. 42. 1887 Van Benedon menemukan sentriol. 43. 1888 T. Boveri menemukan sentriol. 44. 1888 Waldeyer memperkenalkan terminologi untuk kromosom. 45. 1892 A. Weissmann mengemukakan bahwa kromosom merupakan komponen penting dalam inti, dan satuan-satuan herediter terdapat di sepanjang kromosom dalam susunan tertentu. 46. 1892 T. Boveri menemukan proses spermatogenesis dan oogenesis pada Ascaris.
47. 1898 C. Golgi menemukan komplek golgi pada sel saraf. 48. 1907 Harrison mengembangkan teknik baru dalam kulturisasi dan studi sel terpisah dalam kesatuan organismenya. 49. 1914 R. Feulgen mengembangkan teknin pewarnaan DNA. 50. 1944 Avery dkk. mengemukakan bahwa DNA adalah material genetik. 51. 1953 Wilkins mengemukakan pola defraksi sinar-X dari DNA. 52. 1953 J. D. Watson dan F. H. C. Crick merumuskan model konfigurasi DNA. (Djohar, 1985 : 2-4)
B. Konsep dan Teori Sel Sel merupakan struktur atau unit dasar dalam kehidupan, semua organisme terdiri dari kumpulan sel. Dengan di adakannya berbagaimacam penelitian menghasilkan berbagai teori dan konsep tentang sel. Teori lain yang juga menjadi awal terbentuknya konsep sel sekarang ini adalah teori abiogenesis yang dikemukakan oleh Aristoteles. Teori ini menyatakan bahwa kehidupan dapat muncul secara spontan dari benda mati. Teori ini juga deperkuat dengan adanya temuan olah Antonie Van Leeuwenhoek yang mengamati mikroorganisme menggunakan mikroskop pada rendaman jarami.
Rudolf Virchow (1858) mengemukakan teori biogenesis yaitu bahwa sel berasal dari sel yang hidup sebelumnya (omnis cellula e cellula) teori ini mengembangkan pengertian teorisel yang tidak hanya menyatakan bahwa sel adalah unit dasar bentuk dan fungsi kehidupan.tetapi juga merupakan unit dasar herediter. Matthias Schleiden dan Theodor Schwann
mengemukakan bahwa sel
merupakan contoh dramatis dari kesatuan yang mendasari makhluk hidup. Sedangkan Rudolf Virchow mengemukakan bahwa sel baru terbentuk dari pembelahan sel yang ada sebelumnya. Seorang sarjana bernama Schwann (1839) mengemukakan teori sel, yaitu bahwa sel merupakan sebuah organisme, hingga hewan dan tumbuh-tumbuhan merupakan kumpulan sel dan organisme (Subowo,1995:11). Oleh karena itu banyak berkembang berbagai macam ilmu pengetahuan sebagai penerapan teori sel dalam sitologi. Dari pendapat pendapat tersebut Schleiden, Schwann, dan Virchow menyatukan konsep bahwa (1) semua makhluk hidup tersusun atas sel dan (2) semua sel berasal dari sel yang lain (Solomon, 2008: 74). Menurut pendapat de Roberties, dkk teori sel diatas telah didahului oleh beberapa konsep yang dikemukakan oleh Mirble pada tahun 1802, Oken pada tahun 1805, Lamarck 1809, serta Ditroch dan Torpin pada tahun 1826. Konsep dan teori sel terus dikembangkan, seiring dengan berkembangnya ilmu-ilmu biologi. Salah satu teori awal mengenai terbentuknya sel adalah teori naturalistik. Teori ini bermula dengan terdapatnya molekul-molekul hidrogen, metana, amonia, dan air. Dengan adanya tenaga yang berasal dari aliran listrik halilintar dan radiasi-radiasi sinar kosmis molekul-molekul tersebut mengalami proses kimiawi dan selanjutnya mengalami proses biologis sehingga terbentuk protovirus dan sel awal. Protovirus akan berkembang menjadi virus, sedangkan sel awal akan berkembang menjadi organisme yang ada pada saat ini. (Suhardi,1983:1) C. Cara Mempelajari Sel Sel merupakan unit terkecil yang mampu melaksanakan aktivitas kehidupan (solomon). Sel juga memiliki sistem organisasi molekuler dan biokimiawi yang berfungsi untuk menyimpan menterjemahkan informasi, mensintesis protein, serta menggunakan sumber energi untuk melakukan kegiatan (yoni, 2004:5)
Selain berukuran kecil, sel memiliki kerumitan tersendiri dalam organisasinya, sehingga menyulitkan para pneliti untuk mempelajarinya. Menurut Subowo (1995), metode-metode yang digunakan dalam megkaji sel antara lain : 1. Mikroskopi Saat
ditemukannya
mikroskop,
jaringan
tumbuhan
dan
hewan
dikelompokkan menjadi kelompok sel, hal ini dikenal dengan doktrin sel yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann pada tahun 1935. Sebuah sel sebagian besar terdiri atas air, akibatnya apabila ada sel segar diamati dimikroskop maka sel tersebut tidak akan terlihat. Oleh sebab itu agar peneliti bisa melihat struktur dari sel tersebut maka sel itu diberi warna dengan zat warna organik tertentu. Ada 2 macam mikroskop yang digunakan dalam metode mikroskopi ini, yaitu mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Mikroskop cahaya menggunakan gelombang cahaya sebagai sumber penerangan, sedangkan mikroskop elektron menggunakan berkas elektron sebagai penerangannya sehingga bayangan yang dihasilkan lebih besar daripada mikroskop cahaya. 2. Biakan sel Sebuah sel mampu bertahan hidup, membelah iri, dan bahkan dapat menunjukkan ciri-ciri diferensiasi selama dalam sel biakan apabila sel tersebut mendapatkan suatu kondisi yang sesuai. Akan tetapitidak semua sel mampu menguasai teknik biakan, hal ini dikarenakan setiap sel memerlukan jenis kondisi yang berbeda-beda. 3. Fraksinasi sel dan isinya Dengan metode mikroskopi kita mampu menjelaskan dengan pasti dimana letak sususan norganel-organel di dalam sel, diperlukan analisis kimia untuk mengetahui lebih dalam mengenai struktur molekul
yang
bersangkutan, yaitu dengan menggunakan cara pemisahan (fraksinasi). Teknik
pemisahan
meupakan pemisahan
menggunakan
proses
sentrifugasi.
Sentrifugasi
komponen-komponen sel dengan cara diputar
dengan kecepantan yang tinggi.
4. Pelacakan molekul Dalam metode ini, pelacakan molekul menggunakan sinar radioaktif. Metode ini digunakan untuk mengetahui kondisi / keadaan kimia di dalam sel ketika sel yang bersangkutan masih hidup.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan 1. Sejarah perkembangan sel ini sudah dimulai sejak zaman sejarah kuno, kemudian berkembang dengan adanya penemuan struktur sel oleh Robert Hooke pada sayatan gabus. Setelah itu berbagai alat-alat bantu untuk mempelajari sel terus berkembang mulai dari mikroskop sederhana hingga mikroskop elektron, sehingga mempermudah mempelajari sel secara keseluruhan. 2. Dari berbagai pendapat para ahli mengenai konsep dan teori sel dapat ditarik kesimpulan bahwa sel adalah unit terkecil dari makhluk hidup. . Aktivitas satu sel menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang sebuah kehidupan yang fungsional. 3. Cara atau metode-metode dalam mempelajari sel menorut Subowo (1995) ada lima yaitu: Mikroskopi, Biakan sel, Fraksinasi sel dan isinya, Teknik DNA rekombinan, Pelacakan molekul
B. Saran 1. Pembelajaran sel sekarang ini sebaiknya lebih memanfaatkan kemajuan teknologi, sehingga pengetahuan tentang sel lebih mudah didapat. 2. Dalam bidang penelitian sebaiknya juga mengoptimalkan penggunaan teknologi sehingga hasil penelitian yang diperoleh lebih lengkap dan jelas.
DAFTAR PUSTAKA Alberts, B, dkk. 1994. Biologi Molekuler Sel Edisi Kedua 1:Mengenal Sel. Jakarta: Gramedia Campbell, Neil A, dkk. 2002. Biologi Edisi kelima Jilid I. Jakarta: Erlangga Djohar. 1985. Biologi Sel 1. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta Martin, Solomon B. 2008. Biology Eight Edition. USA: Thomson Brooks/Cole Subowo. 1995. Biologi Sel. Bandung: Angkasa Suryani, Yoni.2004.Biologi Sel dan Molekuler.Yogyakarta: JICA
