BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II. 1 Sejarah Penemuan Sel

Sel merupakan suatu bentukan hidup yang terlalu kecil untuk dilihat dan

disentuh. Akan tetapi ribuan publikasi setiap tahunnya yang menjelaskan berbagai

macam aspek dari sel. Tumbuhan, hewan dan mikrobial, terdiri dari sel suatu ruangan

kecil yang dibatasi oleh selaput, berisi cairan pekat. Bentukan hidup yang paling

sederhana Berupa sel-sel soliter yang memperbanyak diri dengan cara membelah.

Organisme tingkat tinggi, seperti mammalia, merupakan organisme selular, yang di

dalamnya terdapat kelompokan sel yang melaksanakan berbagai fungsi khusus, saling

berkaitan dengan sistem komunikasi yang sangat rumit

Sel mempunyai dimensi yang kecil, maka penemuan sel baru terjadi setelah

ditemukan mikroskop alat yang tersusun dari lensa-lensa yang mampu membentuk

bayangan, diperbesar pada objek-objek yang kecil. Evolusi sains

seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang memperluas

indera manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan kajian

awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan gan

penyempurnaan mikroskop pada awal ke 17, sehingga sejarah mikroskop

sejak awal tidak bisa dipisakhan dengan sejarah penemuan sel, yang akan

dijelasan sebagai berikut :

Galileo Galilei (Awal Abad Ke-17)

Dengan alat dua lensa menggambarkan struktur tipis dari mata

serangga. Galilei sebenarnya bukan lah biologiwan pertama yang

mencatat hasil pengamatan biologi melalui mikroskop.

Robert Hooke (1665)

Pada tahun 1665 Robert Hooke, seorang berkebangsaan Inggris, melaporkan

bahwa dari pengamatannya dengan menggunakan mikroskop sederhana

(perbesaran 30x) terhadap irisan batang Quercus suber, ia melihat bahwa

3

4

gabus tersebut mempunyai struktur seperti rumah lebah. la memberi nama

"sel" pada kompertemen yang dilihatnya. Istilah ini berasal dari bahasa latin,

"cellula" berarti bilik kecil.

la berkesimpulan pula bahwa tiap bagian itu menyeluruh dibatasi oleh

dinding, Yang dilihat oleh Robert Hooke itu pada hakekatnya adalah dinding-

dinding sel pada jaringan mati pada tumbuhan, yang semula dihasilkan oleh

sel-sel hidup yang diliputinya. ,

Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723)

Beliau juga membuat mikroskop sederhan berlensa tnggal dan digunakan

untuk melihat mikroba (jasad renik) dala air rendaman jerami, serta bagian

yang mungkin terkandung dalam tubuh makhluk hidup. Beliau

jugamenemukan organisme yang bergerak-gerak di dalam air yang kemudian

di beri nama bakteri sehingga dijuluki sebagai bapak mikrobiologi. Selain itu

beliau juga dijuluki sebagai bapak andrologi (ilmu kelamin pria ) karena

beliau lah yang pertama kali menemukan spermatozoa dalam mani manusia.

Durjadin (1835)

Tahun 1835 Durjadin, menyatakan bahwa di dalam sel terdapat suatu zat yang

kental. Zat inilah yang sekarang dikenal dengan nama protoplasma.

Matthias Von Schleiden (1838)

Pada tahun 1838 Matthias Von Schleiden berkesimpulan bahwa tubuh

tumbuhan tersusun oleh sel-sel, dan bahwa sel-sel embrio tumbuhan timbul

dari suatu sel. Di pertengahan abad 19 tercetuslah konsep yang menyatakan

bahwa semua sel berasal dari sel yang telah ada. Virchow menyatakan

"omnis cellula a cellula"

Thoedore Schwann (1839)

Pada tahun 1839 Thoedore Schwann mempublikasikan laporan yang lebih

komprehensif mengenai dasar sel pada kehidupan hewan, Schwann

menyatakan bahwa semua jaringan, baik otot maupun saraf, elastis atau

kaku, terdiri dari sel-sel, konsep bahwa sel adalah unit elementer universal

5

dari struktur dan fungsi nyarik merupakan dasar "teori sel". Laporan

Sehleiden dan Schwann tersebut, kecuali memberi formulasi "teori sel", juga

memberi perhatian khusus pada inti sel, yang ditemukan beberapa tahun

sebelumnya oleh Robert Brown, hubungannya dengan fungsi sel.

Pada akhir abad ke-19 para ahli mulai menganalisis struktur dan fungsi sel.

Hal pertama mengenai asal usul sel, Dalam tahun 1855 Robert Remak dan

Rudolf Virchow mengajukan konsep mengenai asal sel; sel-sel hanya dapat

timbul oleh adanya pembelahan sel yang telah ada. Menjelang abad ke-20,

banyak pakar menemukan berbagai jenis struktur atau bentukan di dalam sel.

Misalnya: Benda menemukan mitokondria, Golgi menemukan diktiosom,

Bonim mendapatkan ergastoplasma dan de Duve membuktikan adanya

lisosoma. Dengan kemajuan teknologi dan ditemukannya alat-alat yang

canggih, saat ini di ketahui bahwa struktur dan kegiatan sel tidak

sesederhana seperti yang diduga semula.(anonimous. 2012)

Beberapa teori tentang sel sebagai berikut:

Sel merupakan kesatuan/unit structural makhluk hidup.

Teori ini dikemukakan oleh Matias Jacob Schleiden (1804-1881) dan Thedor

Schwann (1810-1882). Tahun 1889, Schleiden ahli botani berkebangsaan

Jerman mengadakan pegamatan mikroskopis terhadap sel tumbuhan. Pada

waktu bersamaan Schwann melakukan pengamatan yang sama terhadap sel

hewan. Dari hasil pengamatannya mereka menarik kesimpulan sebagai

berikut:

1. Tiap makhuk hidup terdiri dari sel

2. Sel merupakan unti structural terkecil dari makhluk hidup

3. Organisme bersel tunggal terdiri dari sebuah sel, organisme lain yang

tersusun lebih dari satu sel disebut organisme bersel banyak.

Sel sebagai unit fungsional makhluk hidup

Max Schultze (1825-1874) menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar

fisik dari kehidupan. Protoplasma bukanlah hanya bagian struktur sel, tetapi

6

juga merupakan bagian pentingsel sebagai tempat proses hidup terjadi.

Berdasarkan hal ini muncullah teori sel yang menyatakan bahwa sel

merupakan kesatuan fungsional kehidupan.

Sel sebagai unit pertumbuhan makhluk hidup

Rudolph Virchow (1821-1902) berpendapat bahwa omnis cellula ex cellulae

(semua sel berasal dari sel sebelumnya).

Sel sebagai unit hereditas makhluk hidup

Ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong penemuan unit-unit penurunan

sifat yang terdapat dalam nucleus, yaitu kromosom. Dalam kromosom

terdapat gen yang merupakan unit pembawa sifat. Dengan penemuan ini

muncullah teori bahwa sel merupakan unit hereditas makhluk hidup. Berikut

penemuan-penemuan yang mendukung perkembangan teori sel. Robert

Brown (1733-1858) Pada tahun 1820 merancang lensa yang dapat lebih focus

untuk mengamati sel. Titik buram yang selalu ada pada sel telur, sel polen, sel

dari jaringan anggrek yang sedang tumbuh. Titik buram disebut sebagai

nucleus. Felix Durjadin (1835) beranggapan bahwa bagian penting sel adalah

cairan sel yang sekarang disebut protoplasma. Johanes Purkinye (1787-1869)

orang pertama yang mengajukan istilah protoplasma untuk menamai bahan

embrional sel telur (anonymous, 2009)

II. 2 Klasifikasi Sel

Makhluk hidup (organisme) tersusun dari satu sel tunggal (prokariota,

misalnya bakteri, Archaea, serta sejumlah fungi dan Protozoa) atau dari banyak sel

(eukariota, misalnya sel hewan, tumbuhan). Sel-sel prokaryotic mempunyai bentuk

yang berbeda-beda. Berikut ini 4 bentuk dasar prokariota: Coccus (berbentuk sferik),

Bacilli (berbentuk tangkai), Spirochaete (berbentuk spiral) Vibrio (berbentuk koma)

Sel-sel eukariota juga menunjukkan bentuk yang sangat bervariasi; bentuk sesuatu

sel umumnya tergantung pada fungsinya. Sel-sel darah pada Mammalia berbentuk

bikonkaf, suatu keadaan yang bertujuan untuk menambah luas area permukaan

7

untuk efektivitas dalam penggantian CO2 dan O2 dengan lingkungannya. Sel-sel

epitel pada kulit berbentuk rata. Sel-sel yang terkumpul di sekeliling tubulae

berbentuk baji atau hampir seperti kubus, ialah yang terdapat pada pankreas dan

ginjal. Sel-sel otot memanjang atau berbentuk gelendong, memungkinkan adanya

kontraksi dan ekspansi menurut aksis longitudinalnya. Sel-sel saraf mempunyai

perpanjangan yang memungkinkan pengiriman informasi melalui jarak yang jauh,

dan terkoordinasi pada pelbagai bagian pada organisme. Bentuk sel tumbuhan juga

bermacam-macam. Ada yang seperti peluru, kubus, poliedris, prisma, memanjang,

seperki sangat erat hubungannya dengan fungsinya masing-masing.

(anonimous,2013)

Gambar 1 eukariotika dan prokariotik

II. 3 Sifat, Keistimewaan dan Organisasi Sel

Seperti telah diuraikan oleh Schleiden dan Schwann, sel-sel dapat dianggap

sebagai "unit-unit kehidupan". Dapat diduga bahwa semua bentuk kehidupan,

8

terlepas dari sifatnya, mempunyai dasar seluler. Sel-sel mempunyai sifat

semiotonomi dapat diambil dari organisma multisel dan tetap hidup dan sehat di

luar organisma tersebut. Terbukti pula bahwa sel-sel dari organisma manapun,

termasuk manusia, dapat dibudidaya di luar tubuh (in vitro) dengan kondisi tertentu

yang memungkinkannya tetap hidup, sampai lama setelah organisma asalnya mati.

Misalnya, sel-sel manusia telah dibudidayakan untuk kurun waktu puluhan tahun,

dan dapat disiapkan bagi peneliti dengan hanya mengambilnya dari freezer.

Aktivitas organisma multisel ternyata merupakan refleksi sifat-sifat sel-sel

yang menyusunnya. Organisma mengambil makanan, mencernakan dan

mengasimilasinya, dan melepaskan bahan yang tidak dipergunakan; organisma

mengambil oksigen dan melepas karbondioksida; dalam tubuhnya keadaan air dan

garam diaturnya; organisma tubuh, berkembang biak, dan bergerak, organisma juga

bereaksi terhadap rangsangan dari luar, menggunakan energi untuk mengadakan

aktivitas mewariskan sifat-sifat genetik kepada keturunannya, dan akhirnya mati.

Suatu organisma merupakan jumlah (kumpulan) bagian-bagiannya, dan

aktivitasnya merupakan jumlah aktivitas sel-sel yang menyusunnya. Namun, dapat

pula dikatakan bahwa organisma adalah jauh lebih dari sekedar kumpulan sel-

selnya. Secara umum setiap sel memiliki

• membran sel,

• sitoplasma,

• inti sel atau nukleus.

II. 4 Sifat Kimia dan Komposisi

Secara umum setiap sel memiliki membran sel, sitoplasma, inti sel atau

nukleus. Dari analisis kimia sel terdiri dari air, protein, lemak, asam nukleat,

karbohidrat untuk tumbuhan.

Air

air yang terdapat di dalam sel dikelompokkan menjadi tiga kelompok. Air

intramolekuler, yaitu molekul air yang merupakan bagian dari molekul-molekul air

9

protein, yang berjumlah sekitar 4% dari air selular. Air terikat, merupakan molekul-

molekul air yang terikat pada protoplasma dan memerlukan tenaga cukup besar

untuk memisahkannya. Air intramolekuler tidak dapat dihilangkan tanpa merusak

protoplasma. 

Peran air di dalam sel sangat penting. Air berfungsi sebagai pelarut dan

mengangkut senyawa-senyawa serta molekul-molekul baik yang diperlukan oeh sel

maupun sisa metabolisme yang akan di keluarkan dari dalam sel. Di, samping itu

berbagai reaksi enzimatik memerlukan air sebagai agen reaksi.

DI dalam air bebas, terlarut berbagai jenis senyawa kimia. Senyawa-senyawa

terbagi dalam 3 kelompok: yang pertama adalah garam-garam mineral terutama yang

mengandung K, Na, Fe, dan lain-lain. Kelompok kedua adalah senyawa-senyawa

organik yang terlarut, dan yang ketiga yaitu gas-gas terlarut: O2, CO2, N2 yang berasal

dari udara (Issoegianti, 1993).

Protein

Hampir sebagian besar sel memiliki bobot kering yang tersusun dari lebih

50% protein. Dari jumlah tersebut tampak bahwa protein merupakan komponen sel

yang sangat penting. Protein tersusun unsur-unsur: karbon, hidrogen, oksigen, dan

nitrogen. Protein berfungsi sebagai penyusun strutural sel, penyimpanan, transportasi,

pengiriman signal, pergerakan, proteksi serta dapat pula berfungsi sebagai katalisator

untuk mempercepat terjadinya reaksi di dalam sel.

Protein memiliki struktur yang sangat kompleks. Meskipun memiliki susunan

yang sangat kompleks, semua protein disusun dari kumpulan 20 macam asam amino

yang sama. Berdasarkan struktur molekulnya, protein diklasifikasikan sebagai

berikut: protein fibrosa dengan contoh: kolagen, fibrin, aktin dan sebagainya. Selain

itu protein digolongkan pula sebagai sebagai protein struktural dan fungsional.

Protein-protein struktural antara lain membentuk membentuk kerangka sel atau

sitoskelet. Selain itu protein struktural dijumpai pula sebagai penyusun kolagen pada

kulit, rawan dan tulang, keratin pada kuku, rambut dan sebagainya.Protein fungsional

10

merupakan protein yang terlibat langsung dalam metabolisme sel, mudah terurai dan

terakit kembali. Protein mencakup enzim-enzim yang merupakan katalisator pada

proses metabolisme, hormon, hemoglobin dan sebagainya (Issoegianti, 1993).

Lemak

Lipid atau lemak meruapan satu molekul biologis yang besar. Kelompok lipid

memiliki ciri yang penting yaitu tidak memiliki atau sangat kecil afinistasnya

terhadap air. Ciri ini ilah yang sering diistilahkan dengan sifat hidrofobik. asam

lemak, lemak netral, fosfolipid, glikolipid, terpen dan steroid. Asam lemak memiliki

dua daerah yaitu: 1) rantai karbon yang bersigfat hidrofobik, tidak larut atau sedikit

larut air, kurang reaktif tetapi sangat larut dalam pelarut organik non polar seperti

aseton, benzene dan kloroform, 2) gugus asam karboksilat, yang mengion di dalam

larutan, larut dalam air dan mudah bereaksi membentuk ester. Asam lemak

merupakan sumber makanan. Terdapat dalam sitoplasma berupa tetesan-tetesan

gliserida yang terdiri dari tiga rantai asam lemak yang masing-masing terikat pada

gliserol. Selain sebagai sumber makanan dan tenaga, peranan asam lemak yang

terpenting adalah sebagai penyususn selaput plasma, selaput tipis ini sebagian besar

dari fosfolipid.

Setiap molekul fosfolipid memiliki ekor hidrofilik yang terdiri dari dua buah

rantai asam lemak dan gugus kepala yang bersifat polar dan hidrofilik. Molekul

fosfolipid sesungguhnya adalah detergen. Tetesan fosfolipid pada air akan

membentuk lapisan tipis di permukaan air tersebut. Selaput ini terdiri dari satu lapis

molekul-molekul fosfolipid pada berkaitan ekor dengan ekor membentuk dwilapisan

fosfolipid yang merupakan struktur dasar selaput plasma

 

Kabohidrat

Karbohidrat seringkali disebut sakarida, karena terdiri dari rantai molekul gulsa

yang disebut monosakarida. Beberapa molekul. Beberapa molekul mengandung

11

unsur nitrogen dan sulfur. Dua molekul monosakarida saling berkaitan disebut

disakarida. Babarapa buah disakarida dan trisakarida membentuk polisakarida.

Polisakarida merupakan untaian monosakarida yang sangat panjang. Untaian ini

dapat lurus maupun bercabang-cabang. Polisakarida dapat berupa selulosa

pembentuk dinding sel tumbuhan, asma hialuronat yang merupakan salah satu

substansi antar sel pada jaringan ikat, amilum, dan glikogen (Issoegianti, 1993).

Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan suatu polemer yang tersusun atas monomer-

monomer yang disebut dengan nukleotida. Fungsi utama nukleotida adalah

penyuimpan informasi (DNA), sintesisn protein (RNA), dan transfer energi (ATP and

NAD). Nukleotida mengandung gulsa, basa nitrogen, dan fosfat. Gula berupa ribose

atau deoksi ribose. Keduanya dibedakan atas dasar ada tidaknya oksigen pada

deoksiribosa. Selain itu, keduanya merupakan cincin pentosa.

Terdapat lima macam basa nitrogen. Purin (Adenin dan Guanin) memiliki

struktur cincin ganda, sedangkan pirimidin (sitosine, Timin dan Urasil) merupakan

cincin tunggal.

 Asam deoksiribosa (DNA) merupakan pembawa sifat apda 99% mahluk

hidup. Basa pada DNA terdiri dari C, G, A and T. Fungsi DNA adalah penyimpan

informasi genetik (Issoegianti, 1993).