A. PENGERTIAN BIOLOGI SEL

Secara terminologi biologi sel berasal dari kata bios yang artinya hidup, logos yang artinya

ilmu, dan cella yang artinya sel. Jadi bologi sel adalah ilmu yang mempelajari tentang semua proses

kehidupan yang ada di dalam sel atau suatu cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang struktur

dan fungsional sel.

B. SEJARAH BIOLOGI SEL

Biologi sel dulu juga dinamakan sitologi yaitu cabang biologi yang baru diakui sebagai cabang

disiplin ilmu sejak akhir abad XIX, walaupun penelitian-penelitian mengenai hal ini telah dilakukan

orang beberapa abad sebelumnya.

Ahli filsafat kuno terutama Aristoteles dan Paracelsus (zaman pembaharuan) telah

berpendapat bahwa hewan atau tumbuh-tumbuhan tersusun atas beberapa bagian, unsur-unsur

atau elemen-elemen yang terulang dan elemen ini bergabung membentuk bangunan atau struktur

tertentu dari makhluk hidup seperti membentuk daun, akar pada tanaman, atau membentuk

segmen atau organ pada hewan.

Beberapa abad kemudian, setelah ditemukan lensa pembesar mulailah penggunaan alat-alat

optik yang kemudian berkembang menjadi mikroskop yang akhirnya semakin sempurna. Dengan

menggunakan alat-alat optik ini penelitian terhadap elemen-elemen atau bagian-bagian makhluk

hidup makin meningkat.

Robert Hooke, seorang saintis Inggris, pertama kali menerangkan dan menamakan sel pada

tahun 1665, ketika ia meneliti suatu irisan dari gabus (kulit batang dari pohon oak dengan

menggunakan mikroskop yang memiliki perbesaran 30 kali). Walaupun meyakini bahwa kotak kecil,

atau sel, yang ia lihat hanya dimiliki oleh potongan gabus tersebut, Hooke tidak pernah menyadari

betapa penting penemuannya.

Penyelidikan yang sama dilakukan pula oleh Grew dan Malphigi pada tanaman yang berbeda-

beda dan ternyata ditemukan pula ruang-ruang yang dibatasi oleh dinding selulosa dan kemudian

dinamakan vesikula atau utrikula.

1

Tahun 1674, penerusnya seorang saintis Belanda Anthony van Leeuwenhoek menemukan

organisme yang sekarang kita kenal sebagai organisme uniseluler. Dengan menggunakan butiran-

butiran pasir yang telah ia ubah menjadi kaca pembesar berkekuatan 300 kali,

Leeuwenhoek menemukan suatu dunia mikroba di dalam tetesan-tetesan air kolam dan juga

meneliti sel-sel darah dan sel sperma hewan. Dengan menggunakan mikroskop yang masih sangat

sederhana Leeuwenhoek dapat meneliti sel-sel yang bebas dan melihat adanya bangunan di tengah

sel yang sekarang dikenal sebagai inti sel. Anthony van Leeuwenhoek melakukan banyak

pengamatan terhadap benda-benda dan jasad-jasad renik dan menunjukkan pertama kali pada

dunia ada "kehidupan di dunia lain" yang belum pernah dilihat oleh manusia. Karyanya menjadi

dasar bagi cabang biologi yang penting saat ini yaitu mikrobiologi.

Setelah penelitian-penelitian tersebut di atas, untuk waktu yang cukup lama yaitu lebih dari

satu abad, penelitian tentang sel ini terhenti sehingga perkembangan pengetahuan tentang sel juga

masih sangat terbatas.

Pada abad XIX barulah dimulai penelitian tentang sel terutama tentang isi sel. Pada tahun

1829, Hertwig mengajukan suatu teori yang disebut teori protoplasma yang menyatakan bahwa sel

merupakan kumpulan substansi hidup yang disebut protoplasma yang di dalamnya mengandung inti

(nukleus) dan bagian luarnya dibatasi oleh dinding sel.

Kemudian tahun 1831 Brown mengemukakan bahwa inti sel merupakan komponen dasar dan

tetap dari sel. Dalam inti sel ini juga dikenal adanya protoplasma sehingga untuk membedakan

protoplasma dalam sel dan protoplasma dalam inti digunakan istilah yang berbeda, yaitu sitoplasma

untuk protoplasma dalam sel dan karioplasma untuk protoplasma dalam inti.

Pada tahun 1839, hampir dua abad setelah penemuan Hooke dan Leeuwenhoek, sel akhirnya

diakui sebagai unit kehidupan yang terdapat di mana saja oleh Matthias Schleiden (ahli Botani) dan

Theodor Schwann (ahli zoologi) dari Jerman. Schwann akhirnya diakui sebagai Bapak dari sitologi

modern karena teorinya yang dikenal dengan nama teori sel. Dalam teori ini dikatakan bahwa semua

makhluk hidup terdiri dari sel-sel. Kemampuan sel untuk membelah diri menghasilkan sel-sel yang

2

baru adalah dasar bagi semua reproduksi dan bagi pertumbuhan dan perbaikan organisme-

organisme multiseluler, termasuk manusia. Teori sel ini merupakan teori yang sangat mendasar

dalam pengembangan biologi sel sehingga

Sejak dikemukakannya teori sel ini kemudian penelitian-penelitian di bidang biologi sel

bertambah meningkat dan banyak ditemukan berbagai penemuan di bidang biologi sel maupun di

bidang ilmu lain yang berkaitan erat dengan biologi sel.

Berdasarkan jumlah sel yang menyusun tubuh makhluk hidup maka Haeckel membagi dunia

hewan menjadi dua kelompok besar yaitu: Protozoa (mempunyai sel tunggal) dan Metazoa

(mempunyai sel banyak).

Penemuan-penemuan penting lainnya dalam bidang biologi sel banyak dikemukakan oleh para

ahli diantaranya penelitian tentang pembelahan sel banyak dikemukakan oleh para ahli diantaranya

penelitian tentang pembelahan sel oleh Fleming pada hewan dan Strassburger pada tanaman,

sampai terungkapnya proses kariokinesis oleh Schleiden tahun1878 dan penemuan kromosom oleh

Waldeyer tahun 1890.

Biologi sel telah mengalami kemajuan pesat pada tahun 1950-an dengan pengenalan

mikroskop elektron. Penelitian-penelitian dalam bidang biologi sel berkembang terus sehingga

berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut dapat dicapai kesimpulan-kesimpulan yang penting

diantaranya:

a) Setiap sel terbentuk atau berasal dari pembelahan sel yang sudah ada.

b) Terdapat kesamaan yang mendasar dalam hal komposisi kimia dan aktivitas metabolisme.

c) Fungsi makhluk hidup secara keseluruhan ditentukan oleh aktivitas dan interaksi dari unit-unit

sel yang ada.

Sel merupakan massa protoplasma berbatas membran dengan sistem organisasi yang sangat

kompleks. Sel bukan merupakan suatu bangunan statis, melainkan sebuah struktur yang sangat

dinamis. Berbagai jenis aktivitas hidup yang berlangsung di dalam tubuh organisme pada dasarnya

berlangsung di dalam sel dengan mekanisme sistem yang sangat harmonis. Aktivitas satu sel

3

menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang

sebuah kehidupan yang fungsional. Berikut ini merupakan beberapa materi yang dibahas dalam

cabang ilmu biologi sel.

C. Struktur dan fungsi Bagian-Bagian Sel

Berdasarkan struktur nukleusnya, sel dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotik

dan sel eukariotik

a. Sel Prokariotik

Sel prokariotik yaitu sel yang tidak memiliki membran inti. Makhluk hidup uniseluler

termasuk golongan sel prokariotik, contoh bakteri (Bacteria) dan sianobakteri (Cyanobacteria).

Struktur sel prokariotik sebagai berikut.

a) Dinding sel tersusun dari peptidoglikan, lipid, dan protein. Dinding sel berfungsi sebagai

pelindung dan pemberi bentuk tubuh.

b) Membran plasma tersusun dari molekul lipid atau protein. Membran plasma berfungsi

sebagai pelindung molekuler sel terhadap lingkungan di sekitarnya.

c) Sitoplasma tersusun dari air, protein, lipid, mineral, dan enzim-enzim. Enzim-enzim untuk

mencerna makanan secara intraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel.

d) Mesosom berfungsi sebagai penghasil energi. Pada membran mesosom terdapat enzim-

enzim pernapasan yang berperan dalam reaksi-reaksi oksidasi untuk menghasilkan energi.

e) Ribosom berfungsi sebagai tempat berlangsungnya sintesis protein.

f) DNA tersusun dari gula deoksiribosa, fosfat, dan basabasa nitrogen. DNA berfungsi sebagai

pembawa informasi genetik yaitu sifat-sifat yang harus diwariskan kepada keturunannya.

g) RNA merupakan persenyawaan hasil transkripsi DNA. RNA berfungsi membuat kode-kode

genetik sesuai pesanan DNA, kemudian akan diterjemahkan dalam bentuk urutan asam

amino dalam proses sintesis protein.

Struktur sel prokariotik lebih sederhana dari sel eukariotik. Contoh organisme yang tubuhnya

tersusun atas sel prokariotik adalah Escherichia Coli

4

b. Sel Eukariotik

Sel eukariotik yaitu sel yang memiliki membran inti dan sistem endomembran. Sistem

endomembran yaitu organelorganel bermembran seperti retikulum

endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, dan lisosom. Sel hewan dan sel tumbuhan

tergolong sel eukariotik. Struktur sel eukariotik terdiri atas tiga komponen utama yaitu

membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel. Adapun keterangan mengenai struktur

selnya sebagai berikut.

a) Membran Plasma

Membran plasma merupakan bagian terluar sel yang melindungi protoplasma.

Membran plasma bersifat selektif permeabel, artinya hanya dapat dilalui molekul-molekul

tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion. Membran plasma

berfungsi melindungi isi sel, mengatur ke luar masuknya berbagai zat, dan sebagai tempat

reaksi respirasi dan oksidasi. Membran plasma terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid

(lipoprotein). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid, glikolipid, dan sterol. Lapisan protein

membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan

yaitu lapisan protein perifer dan integral.

b) Sitoplasma

Sitoplasma adalah cairan sel yang berada di luar membran inti. Komponen utama

penyusun sitoplasma sebagai berikut.

1) Cairan seperti gel yang disebut sitosol.

2) Substansi genetik simpanan dalam sitoplasma.

3) Sitoskeleton yang berfungsi sebagai kerangka sel.

4) Organel-organel sel.

c) Organel Sel

Di dalam sel terdapat banyak struktur kecil yang disebut organel. Organel-organel

sel terdapat dalam sitoplasma. Macam-macam organel penyusun sel sebagai berikut.

5

1) Nukleus (Inti Sel)

Nukleus merupakan organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter

sekitar 10 µm. Nukleus berfungsi sebagai pengendali seluruh kegiatan sel dan pembawa

informasi genetik.

Inti sel terdiri atas beberapa bagian, yaitu membran, kromatin, anak inti (nukleolus), dan

cairan inti (nuclear sap). Cairan inti merupakan cairan yang di dalamnya terdapat nukleolus

dan kromatin. Kromatin mengandung materi genetik berupa DNA serta protein. Ketika sel

membelah, kromosom dapat terlihat sebagai bentuk tebal dan memanjang. Kromosom

adalah cetak-biru (blue print) sel. Kromosom mengatur kapan dan bagaimana sel

membelah diri, menghasilkan protein-protein tertentu, serta berdiferensiasi.

Nukleus merupakan struktur yang jelas terlihat pada saat sel belum membelah diri.

Nukleus terlibat dalam pembentukan ribosom–suatu organel sel yang berperan dalam

pembentukan protein. Nukleus mengatur sintesis protein dalam sitoplasma dengan

mengirimkan pesan genetik dalam bentuk ribonucleic acid (RNA). RNA ini disebut

messengerRNA (mRNA). Pembentukan mRNA terjadi di nukleus berdasarkan instruksi yang

diberikan DNA. Setelah itu, mRNA membawa pesan genetik ke sitoplasma melalui pori

membran inti untuk diterjemahkan di ribosom menjadi protein. Protein ini akan digunakan

untuk menggantikan protein yang hilang, membentuk enzim, atau mengirimkan sinyal

pada bagian sel yang lain. Membran inti memiliki struktur yang sama dengan struktur

membran sel. Di membran inti, terdapat pori atau lubang-lubang yang memungkinkan

keluar-masuknya benda atau zat tertentu. Dengan kata lain, melalui lubang-lubang

tersebut, inti sel ‘berkomunikasi’ dengan bagian-bagian sel serta sel yang lain.

2) Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma merupakan jaringan yang tersusun oleh membran yang

berbentuk seperti jala. Terdapat dua tipe retikulum endoplasma yaitu RE kasar dan RE

6

halus. RE kasar adalah RE yang ditempeli ribosom dan tampak berbintil-bintil. RE halus

adalah RE yang tidak ditempeli ribosom. RE memiliki beberapa fungsi berikut.

a) Mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE halus).

b) Menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar).

c) Transportasi molekul-molekul (RE kasar dan RE halus).

d) Menetralkan racun (detoksifikasi).

3) Ribosom

Pada permukaan dalam membran retikulum endoplasma sel eukariotik tersebar

organel-organel. Salah satu organel tersebut adalah ribosom. Ribosom berperan penting

dalam proses pembentukan protein. Pada sel yang aktif, terdapat ribosom dalam yang

banyak. Selain di RE, ribosom banyak terdapat juga di anak inti (nukleolus).

4) Kompleks Golgi

Kompleks Golgi tersebar dalam sitoplasma dan merupakan salah satu komponen

terbesar dalam sel yang berbentuk seperti kantung yang pipih, dibatasi oleh membran.

Kompleks Golgi mempunyai beberapa fungsi yaitu

a) Tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa, hemiselulosa, dan pektin.

b) Membentuk membran plasma.

c) Membentuk kantong sekresi untuk membungkus zat yang akan dikeluarkan sel.

d) Membentuk akrosom pada sperma, kuning telur pada sel telur, dan lisosom.

e) Menambahkan molekul glukosa ketika proses sintesis glikoprotein.

5) Mitokondria

Mitokondria memiliki dua jenis membran yaitu membran luar dan membran

dalam. Kedua membran ini bersifat kuat, fleksibel, stabil, dan tersusun dari lipoprotein.

Membran dalam membentuk tonjolan-tonjolan yang disebut krista. Tonjolan-tonjolan

tersebut berfungsi untuk memperluas permukaan agar penyerapan oksigen lebih efektif.

7

Ruangan dalam mitokondria berisi cairan yang disebut matriks mitokondria. Di

dalam matriks mitokondria terdapat enzim pernapasan, DNA, RNA, dan protein.

Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi, fosforilasi

oksidatif, dan sistem transfer elektron.

6) Lisosom

Lisosom adalah organel sel yang hanya ditemukan pada sel-sel hewan. Lisosom

berbentuk kantung yang dibatasi oleh membran. Di dalam lisosom terdapat enzim yang

berperan dalam dekomposisi atau penguraian sebagian besar sel. Organel sel lisosom

digunakan oleh sel untuk mencerna molekul-molekul besar. Pada makhluk hidup satu sel,

seperti Amoeba, vakuola makanan bersama lisosom bersatu. Kemudian, enzim yang

terdapat dalam lisosom mencerna makanan tersebut.

7) Sentriol

Organel sel sentriol terdapat pada sel hewan dan jamur. Sel-sel tumbuhan tinggi

tidak memiliki sentriol. Sentriol adalah dua buah organel yang berperan dalam pembelahan

sel. Setiap sentriol terdiri atas sembilan triplet mikrotubulus yang susunannya membentuk

cincin.

8) Plastida

Salah satu organel sel yang khas pada tumbuhan adalah plastida. Plastida

merupakan organel sel menyerupai kantung yang dibatasi oleh dua lapis membran.

Plastida terdapat beberapa macam, yaitu kloroplas, kromoplas, dan leukoplas. Ketiganya

dibedakan berdasarkan pigmen yang dikandungnya.

9) Vakuola

Vakuola merupakan organel sel yang terdapat di tumbuhan. Vakuola berisi air

yang terlarut di dalamnya berbagai mineral, gula, asam-asam organik dan bahan-bahan

lain. Sel-sel muda memiliki beberapa vakuola yang berukuran kecil. Namun, pada sel

dewasa satu vakuola yang berukuran besar terkadang mendominasi sel.

8

10) Badan Mikro (Perioksisom)

Perioksisom adalah organel kecil, sferikal yang terikat pada membran serta

mengandung enzim destruktif. Perioksisom berfungsi untuk melindungi sel dari

pengaruh hidrogen perioksida yang merusak. Perioksisom juga berfungsi dalam

metabolisme lipid.

11) Sitoskeleton

Sitoskeleton adalah struktur rangka sel berbentuk jalinan serabut halus yang

membentang di dalam sitoplasma. Fungsi sitoskeleton antara lain untuk mendukung

pergerakan sel, menjaga kestabilan bentuk sel, memberi bentuk sel, memberi

kekuatan mekanik sel, membantu pergerakan kromosom saat sel membelah.

12) Dinding Sel

Salah satu organel sel lagi yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan adalah

dinding sel. Dinding sel berada di bagian luar membran sel. Ketika sel

menyerap air, dinding sel berfungsi mencegah sel menggembung melewati

batas maksimum. Dinding sel biasanya terbuat dari selulosa. Tidak seperti

organel sel lain yaitu membran sel, dinding sel memiliki pori yang dapat

melewatkan hamper berbagai jenis zat. Pada beberapa jenis tumbuhan

dewasa, selnya membentuk dinding sekunder.

9

Daftar Pustaka

dr. Juwono Biologi, dr. Achmad pulfa Juniarto. 2003. Biologi Sel. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran

EGC.

Ir. Triwibowo Yuwono, Ph.D.. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Erlangga

Ethel Sloane. 2004. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: : Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Suryati, S.Si. 2011. Metode Belajar Kilat Biologi. Yogyakarta: Quantum Ilmu

Koes Irianto. 2013. Anatomi dan Fisologi. Bandung: Alfabeta

www.belajar-pintar.blogspot.com

www.ilmupedia.com/akademik/biologi/sejarah-biologi-sel.html

pohonpencil.blogspot.com

http;//FARMASI/SEMESTER 1/BIOLOGI SEL/Organel Sel.htm

13) Nukleus (Inti Sel); merupakan organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter

sekitar 10 µm. Nukleus berfungsi sebagai pengendali seluruh kegiatan sel dan pembawa

informasi genetik. Inti sel terdiri atas beberapa bagian, yaitu membran, kromatin, anak inti

(nukleolus), dan cairan inti (nuclear sap). Cairan inti merupakan cairan yang di dalamnya terdapat

nukleolus dan kromatin. Kromatin mengandung materi genetik berupa DNA serta protein.

14) Retikulum Endoplasma; merupakan jaringan yang tersusun oleh membran yang berbentuk

seperti jala. Terdapat dua tipe retikulum endoplasma yaitu RE kasar dan RE halus. RE kasar adalah

RE yang ditempeli ribosom dan tampak berbintil-bintil. RE halus adalah RE yang tidak ditempeli

ribosom. RE memiliki beberapa fungsi, yaitu mensintesis lemak dan kolesterol (RE kasar dan RE

halus), menampung protein yang disintesis oleh ribosom (RE kasar), untuk transportasi molekul-

molekul (RE kasar dan RE halus) dan untuk menetralkan racun (detoksifikasi).

15) Ribosom; merupakan Salah satu organel yang tersebar pada permukaan dalam membran

retikulum endoplasma sel eukariotik. Ribosom berperan penting dalam proses pembentukan

10

protein. Pada sel yang aktif, terdapat ribosom dalam yang banyak. Selain di RE, ribosom banyak

terdapat juga di anak inti (nukleolus).

16) Kompleks Golgi

Kompleks Golgi tersebar dalam sitoplasma dan merupakan salah satu komponen

terbesar dalam sel yang berbentuk seperti kantung yang pipih, dibatasi oleh membran. Kompleks

Golgi mempunyai beberapa fungsi, yaitu tempat sintesis polisakarida seperti mukus, selulosa,

hemiselulosa, dan pektin,membentuk membran plasma, membentuk kantong sekresi untuk

membungkus zat yang akan dikeluarkan sel, membentuk akrosom pada sperma, kuning telur

pada sel telur, dan lisosom serta menambahkan molekul glukosa ketika proses sintesis

glikoprotein.

17) Mitokondria; memiliki dua jenis membran yaitu membran luar dan membran dalam. Kedua

membran ini bersifat kuat, fleksibel, stabil, dan tersusun dari lipoprotein. Membran dalam

membentuk tonjolan-tonjolan yang disebut krista. Tonjolan-tonjolan tersebut berfungsi untuk

memperluas permukaan agar penyerapan oksigen lebih efektif. Ruangan dalam mitokondria

berisi cairan yang disebut matriks mitokondria. Di dalam matriks mitokondria terdapat enzim

pernapasan, DNA, RNA, dan protein. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi

sel, dehidrogenasi, fosforilasi oksidatif, dan sistem transfer elektron.

11