SEJARAH PERKEMBANGAN BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER

Sejak dulu telah dikemukakan bahwa hewan maupun tumbuh-tumbuhan tersusun atasunsur-unsur yang selalu terulang dalam tubuh mahluk hidup. Pendapat ini kemudian berkembang dengan ditemukannya alat-alat optik yang sangat membantu perkembangan penelitian-penilitian biologi sel. Akhirnya, dengan melalui penelitian-penelitian lebih lanjutdapat disimpulkan bahwa sel merupakan struktur dasar dan unit fungsional dari mahluk hidup.Penelitian-penelitian lebih lanjut mendapatkan bahwa sel itu tersusun atas unsur-unsur yang sama dengan unsur-unsur anorganik dalam alam, bahkan dikemukakan pula proses- proses kimia yang terjadi dalam mahluk hidup yang paling sederhana sampai mahluk yang peling sempurna pada dasarnya adalah sama.Biologi sel dulu juga dinamakan “sitologi” yaitu cabang biologi yang baru diakuisebagai cabang disiplin ilmu sejak akhir abad XIX, walaupun penelitian-penelitian mengenaihal ini telah dilakukan orang beberapa abad sebelumnya.Ahli filsafat kuno terutama Aristoteles dan Paracelsus pada zaman pembaharuan telahsampai pada suatu kesimpulan bahwa “hewan dan tumbuh-tumbuhan walaupun nampaknyasangat rumit terdiri atas beberapa unsur yang selalu terulang dalam tiap tubuh makhluk hidup”.Jadi mereka telah berpendapat bahwa hewan atau tumbuh-tumbuhan tersusun atas beberapa bagian, unsur-unsur atau elemen-elemen yang terulang dan elemen ini bergabungmembentuk 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.Penemuan dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuandan penyempurnaan mikroskop pada abad ketujuh belas. Mikroskop yang pertama kalidigunakan oleh para saintis Renaisans adalah mikroskop cahaya (

light-microscope). Cahaya-tampak dilewatkan melalui spesimen dan kemudian menembus lensa kaca. Lensa inimerefraksi (membelokkan) cahaya sedemikian rupa sehingga bayangan spesimen diperbesar

sedemikian rupa sehingga bayangan spesimen diperbesar sewaktu bayangan itudiproyeksikan ke mata kita.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.Walaupun demikian, geografi sel sebagian besar belum dipetakan hingga beberapadasawarsa lalu. Sebagian besar struktur subseluler, atau organel, terlalu kecil untuk diuraikanoleh mikroskop cahaya.Penyelidikan yang sama dilakukan pula oleh Grew dan Malphigi pada tanaman yang berbeda-beda dan ternyata ditemukan pula ruang-ruang yang dibatasi oleh dinding selulosedan kemudian dinamakan vesikula atau utrikula.Tahun 1674, penerusnya seorang saintis Belanda Anthony van Leeuwenhoek menemukan organisme yang sekarang kita kenal sebagai organisem bersel tunggal. Denganmenggunakan butiran-butiran pasir yang telah ia ubah menjadi kaca pembesar berkekuatan300 kali, Leeuwenhoek menemukan suatu dunia mikroba di dalam tetesan-tetesan air kolamdan juga meneliti sel-sel darah dan sel sperma hewan. Dengan menggunakan mikroskop yangmasih 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 danmenunjukkan pertama kali pada dunia ada "kehidupan di dunia lain" yang belum pernahdilihat oleh manusia. Karyanya menjadi dasar bagi cabang biologi yang penting saat ini:mikrobiologi.Setelah penelitian-penelitian tersebut di atas, untuk waktu yang cukup lama yaitu lebihdari satu abad, penelitian tentang sel ini terhenti sehingga perkembangan pengetahuan tentangsel juga masih sangat terbatas.Pada abad XIX barulah dimulai penelitian tentang sel terutama tentang isi sel. Padatahun 1829, Hertwig mengajukan suatu teori yang disebut teori protoplasma yangmenyatakan bahwa sel merupakan kumpulan substansi hidup yang disebut protoplasma yangdi 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 protoplasmadalam inti.Pada tahun 1839, hampir dua abad setelah penemuan Hooke dan Leeuwenhoek, selakhirnya diakui sebagai unit kehidupan yang terdapat di mana saja oleh Matthias Schleiden(ahli Botani) dan Theodor Schwann (ahli zoologi) dari Jerman. Dalam kasus klasik tentang penalaran induktif—pencapaian suatu kesimpulan umum berdasarkan pengamatan- pengamatan khusus—ini. Kesimpulan umum ini dikenal dengan nama teori sel. Dalam teoriini dikatakan bahwa “semua makhluk hidup tersusun atas atau terdiri dari sel-sel”. Jadi semuamakhluk hidup sebenarnya merupakan kumpulan dari sel-sel atau sel merupakan elemendasar dari makhluk hidup. Kemampuan sel untuk membelah diri menghasilkan sel-sel yang baru adalah dasar bagi semua reproduksi dan bagi pertumbuhan dan perbaikan organisme-organisme multiseluler, termasuk manusia. Teori sel ini merupakan teori yang sangatmendasar dalam pengembangan biologi sel sehingga akhirnya Schwann diakui sebagai“Bapak” dari sitologi modern.Sejak dikemukakannya teori sel ini kemudian penelitian-penelitian di bidang biologi sel bertambah meningkat dan banyak ditemukan berbagai penemuan di bidang biologi selmaupun di bidang ilmu lain yang berkaitan erat dengan biologi sel.Berdasarkan jumlah sel yang menyusun tubuh makhluk hidup maka Haeckel membagidunia hewan menjadi dua kelompok besar yaitu: Protozoa (mempunyai sel tunggal) danMetazoa (mempunyai sel banyak).Tahun 1858, Albert Kolliker mengemukakan suatu teori di bidang embriologi yangmenyatakan bahwa spermatozoa dan ovum merupakan unsur histologis yang merupakan asaldari makhluk hidup baru. Virchow pada tahun 1858 mengemukakan bahwa sel selalu berasaldari sel lain (

omnis cellula e cellula) yang berarti bahwa sel mempunyai kemampuan untuk berkembang biak/membelah. Pada tahun yang sama Virchow juga mengemukakan bahwa proses patologis yang terjadi pada makhluk hidup sebenarnya terjadi pada makhluk hidupsebenarnya terjadi dalam sel-sel atau jaringan.Tahun 1875, Hertwig mengemukakan tentang hakekat dari konsepsi yang menyatakan bahwa pada waktu konsepsi/pembuahan terjadi peleburan antara inti sel telur danspermatozoon.Penemuan-penemuan penting lainnya dalam bidang biologi sel banyak dikemukakanoleh para ahli diantaranya penelitian tentang pembelahan sel banyak dikemukakan oleh paraahli diantaranya penelitian tentang pembelahan sel oleh Fleming pada hewan dan

trassburger pada tanaman, sampai terungkapnya proses kariokinesis oleh Schleidentahun1878 dan penemuan kromosom oleh Waldeyer tahun 1890.Biologi sel telah mengalami kemajuan pesat pada tahun 1950-an dengan pengenalanmikroskop elektron. Sebagai pengganti cahaya-tampak, mikroskop elektron (electronmicrosope) memfokuskan berkas elektron melalui spesimen. Daya urai dihubungkan terbalik dengan panjang-gelombang radiasi yang digunakan mikroskop, dan berkas elektron memiliki panajang gelombang yang jauh lebih pendek dari panjang-gelombang cahaya-tampak.Mikroskop modern secara teoretis dapat mencapai resolusi (penguraian) kira-kira 0,1nanometer (nm), tetapi dalam prakteknya batas untuk struktur biologis umumnya hanya kira-kira 2 nm—masih merupakan peningkatan ratusan kali lipat dari mikroskop cahaya. Para ahli biologi menggunakan istilah ultrastruktur sel untuk mengacu pada anatomi sel yang diuraikanoleh mikroskop elektron.Penelitian-penelitian dalam bidang biologi sel berkembang terus sehingga akhir berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut dapat dicapai kesimpulan-kesimpulan yang pentingdiantaranya:

•Setiap sel terbentuk atau berasal dari pembelahan sel yang sudah ada.

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

•Fungsi makhluk hidup secara keseluruhan ditentukan oleh aktivitas dan interaksi dari unit-unit sel yang ada.Berikut ini gambar sel tumbuhan :

Dan gambar sel hewan :Perkembangan biologi sel yang pesat ini dipengaruhi oleh perkembangan ilmu-ilmulain, tetapi membawa pengaruh pula terhadap perkembangan ilmu-ilmu lainnya. Ilmu-ilmuyang secara langsung dipengaruhi oleh perkembangan biologi sel ini diantaranya genetika,fisiologi, dan biokimia.

Perkembangan Biologi Sel dan Genetika

Dengan adanya penemuan Virchow tentang “ omnis cellula e cellula ” pada tahun 1858,ini berarti bahwa sel mempunyai kemampuan untuk berkembang biak atau membelahdengan menghasilkan sel baru yang mempunyai sifat yang sama dengan induknya. Jadi jelas bahwa ada faktor-faktor yang diturunkan oleh sel induk kepada sel anaknya/ keturunannya.Menurut Wilson, sifat menurun akan muncul sebagai konsekuensi adanya kontinuitasgenetik dari sel melalui pembelahan.Tahun 1883, Weissman menyatakan bahwa pemindahan faktor menurun dari satugenerasi ke generasi berikutnya karena adanya “germ plasm” yang terdapat dalam selkelamin.Dengan ditemukannya hakekat konsepsi oleh Hertwig pada tahun 1875 maka penelitian tentang faktor-faktor yang menurun makin berkembang. Tahun 1879, H. Fold danStrassburger mengemukakan teori bahwa inti sel memegang peran penting dalam proses pengalihan faktor-faktor yang diturunkan.