BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sejarah Sel
Penelitian tentang sel telah berlangsung lebih dari 300 tahun, bersama dengan berkembangnya mikroskop. Mikroskop optik pertama kali ditemukan pada abad ke-17.Singkatnya, para peneliti mulai meneliti jaringan biologi yang masih hidup maupun yang sudah mati dengan tujuan untuk lebih mengetahui dan memahami mengenai ilmu kehidupan. Beberapa ilmuwan telah menemukan hal penting yang mengawali serta relevan terhadap perkembangan sel mahkluk hidup seperti Robert Hooke dan Anton van Leeuwenhoek.
Penemuan mikroskop yang menyebabkan ilmuwan pertama kali melihat sel biologis. Robert Hooke pada tahun 1665 mengamati gabus dibawah mikroskop dan menguraikan apa yang disebutnya sel gabus. Anton van Leeuwenhoek menamakan organisme sel tunggal yang dilihatnya dibawah mikroskop dengan animalcules. Matthias Jakob Schleiden, seorang botanis, pada tahun 1838 mengatakan bahwa semua tumbuhan tersusun atas sel-sel. Seorang zoologis, Theodor Schwann, pada tahun 1839 mengatakan bahwa semua hewan tersusun atas sel. Rudolf Virchow, mengusulkan teori bahwa semua sel berasal dari sel yang sebelumnya sudah ada. Pada tahun 1838, seorang botanis, Matthias Jakob Schleiden dan seorang fisiologis Theodor Schwann menemukan bahwa baik sel tumbuhan maupun hewan keduanya memiliki nucleus.
2.2. Sel
tingkatan kehidupan, baik pada hewan dan tumbuhan sel menempati urutan tingkat organisasi terendah. Secara singkat, tingkatan organisme dimulai dari sel, jaringan, organ, sistem, dan individu.Sel pada dasarnya tersusun dari membran plasma, sitoplasma yang terdiri atas organel dan sitosol, dan inti sel (nucleus).
Mahkluk hidup (organisme) tersusun dari sel tunggal (uniseluler) dan banyak sel (multiseluler).Organisme uniseluler ini misalnya bakteri dan archaea. Pada organisme multiseluler terjadi pembagian tugas terhadap sel-sel penyusunnya, setiap sel tersusun dari berbagai bagian, yaitu membran plasma, inti sel, sitoplasma, dan organel sel. Pada mahkluk hidup multiseluler, sel-sel yang serupa berkumpul dan menjalankan satu fungsi yang sama membentuk jaringan. Jaringan-jaringan yang berbeda menyusun satu organ yang memiliki fungsi tertentu. Organ yang berbeda bekerja bersama membentuk suatu sistem.
2.3. Karakteristik Sel
Sel sangat kompleks dan terorganisir.Kompleksitas sel dapat dianalogikan dengan keteraturan dan konsistensi. Konsistensi sel dapat dilihat dari organel-organel sel yang mempunyai struktur sendiri-sendiri dan adanya interaksi antar bagian sel ataupun antar organel yang berperan untuk memelihara ataupun operasional sistem sel. Terorganisir merupakan salah satu karakteristik sel yang dapat dilihat dari proses sintesis protein, proses pembenukan energi kimia, dan pembentukan membran sel. Pada proses tersebut terdapat kerjasama antar organel sel dan semua proses sangat terstruktur. Sel mempunyai program genetik, organisme dibangun berdasarkan informasi yang dikode dalam gen-gen. Gen bukanlah sekedar tempat menyimpan informasi tetapi juga mengandung blueprint untuk membentuk struktur dan sifat sel serta mengatur aktivitas sel.
Sel mampu melakukan aktivitas mekanik.Sel adalah tempat aktivitas mekanik, dimana bahan atau molekul diangkut dari satu tempat ketempat lain, baik di dalam sel atau antar sel.Kemudian, sel juga mampu merespon stimulus.Pada sel protista misalnya bakteri mampu bergerak ke arah sumber nutrisi. Pada organisme multiseluler umumnya respon stimulus ditangkap oleh reseptor yang akan berinteraksi dengan substansi lingkungan sekitarnya.
Sel mampu mengatur diri seperti kebutuhan akan energi, pemeliharaan, dan keadaan sel yang stabil membutuhkan pengaturan yang konstan. Berdasarkan hal ini sel mampunyai kemampuan yang sangat kompeten. Mempelajari karakteristik sel memiliki manfaat yang banyak, diantaranya memahai mekanisme kerja sel yang berguna sebagai bahan pertimbangan dalam mematikan sel lain yang berbahaya, dapat mengembangkan organisme unggul yang sangat penting bagi manusia misalnya untuk sumber antibiotika atau obat-obatan yang lain, atau sumber pangan baru. Terakhir, sel mampu membelah diri. Individu-individu baru dihasilkan melalui proses reproduksi. Sel dihasilkan melalui proses pembelahan sel dimana satu sel induk akan menghasilkan dua sel anak. Berdasarkan proses ini sifat yang dimiliki sel induk akan diwariskan.
2.4. Mikroorganisme
Mikroorganisme adalah makhluk hidup yang berukuran sangat kecil dan hanya bisa diamati dengan mikroskop.Menurut klasifikasi makhluk hidup, mikroorganisme dapat digolongkan kedalam 5 kerajaan, yaitu protista, fungi, monera, plantae, dan animalia. Meskipun terdapat ribuan jenis makhluk hidup jika ditinjau dari struktur selnya, ternyata hanya tersusun oleh dua jenis sel, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik dan eukariotik tersusun oleh unsur kimia yang serupa.Keduanya memiliki asam nukleat, protein, lemak, dan karbohidrat. Sel-sel tersebut juga melakukan reaksi kimia yang sama untuk memproses makanan, membangun protein, dan menyimpan energi di tubuhnya.
inti.Bentuk DNA bakteri berbentuk sirkuler dan panjang.Pada umumnya DNA bakteri tidak mempunyai intron dan hanya tersusun atas akson saja.Bakteri juga memiliki DNA ekstrakromosomal yang tergabung menjadi plasmid yang berbentuk kecil dan sirkuler. Hal-hal yang mempengaruhi pertumbuhan/hidupnya bakteri seperti:
1. Sumber energi. 2. Sumber karbon. 3. Sumber nitrogen.
4. Sumber garam-garam anorganik.
5. Faktor-faktor tumbuh tambahan, disebut juga vitamin bakteri dalam jumlah sedikit untuk sintesis metabolik esensial.
Tes biokimia, pewarnaan gram, merupakan kriteria yang efektif untuk klasifikasi.Hasil pewarnaan mencerminkan perbedaan dasar dan kompleks pada sel bakteri (struktur dinding sel), sehingga hal ini dapat membagi bakteri menjadi dua kelompok, yaitu bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatif.Bakteri gram negatif (Enterobacteriaceae) yang umumnya berbentuk batang, habitatnya terdapat di usus manusia dan binatang.Enterobacteriaceae meliputi Escherichia, Shigella, Salmonella, Enterobacter, Klebsiella, Serratia, dan Proteus). Beberapa organisme seperti Escherichia coli merupakan flora normal dan dapat menyebabkan penyakit, sedangkan yang lain seperti salmonella dan shigella merupakan patogen (pembawa penyakit) yang umum bagi manusia.
Bakteri gram positif pembentuk spora adalah spesies Bacillus dan Clostridium.Kedua spesies ini terdapat dimana-mana dan membentuk spora, sehingga dapat hidup di lingkungan selama bertahun-tahun.Spesies Basillus bersifat aerob, sedangkan Clostridium bersifat anaerob obligat.Bakteri Gram-positif tidak membentuk spora spesies Corynebacterium, Listeria, Propionibacterium, dan Actinomycetes.Anggota genus Corynebacterium dan Propionibacterium merupakan flora pada kulit dan selaput lendir manusia.
tersusun atas elemen genetic yang mengandung salah satu asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) atau asam ribonukleat (RNA) yang dapat berada dalam dua kondisi berbeda, yaitu secara intraseluler dalam tubuh inang dan ekstraseluler diluar tubuh inang. Partikel virus secara keseluruhan ketika berada di luar inang, yang terdiri dari asam nukleat yang dikelilingi oleh protein dikenal dengan nama virion. Virion tidak melakukan aktivitas biosintesis dan reproduksi.
Virus ketika memasuki sel inang akan mengambil alih aktivitas inang untuk menghasilkan komponen-komponen pembentuk virus. Selain itu, virus dapat bertindak sebagai patogen (pembawa penyakit) dan agen pewaris sifat.Sebagai agen penyakit, virus memasuki sel dan menyebabkan perubahan-perubahan yang membahayakan bagi sel, yang akhirnya dapat merusak bahkan menyebabkan kematian pada sel yang diinfeksinya.Sebagai agen pewaris sifat, virus memasuki sel dan tinggal di dalam sel tersebut secara permanen. Berdasarkan sifat hidupnya maka virus harus dimasukkan sebagai parasit obligat, karena keberlangsungan hidupnya sangat tergantung dari materi genetik inang.
Ukuran virus lebih kecil dari bakteri. Ukurannya berkisar antara 0,02-0,3 mikrometer. Unit pengukuran virus dinyatakan dalam nanometer.Partikel virus
bervariasi dari segi ukuran, bentuk maupun komposisi kimianya.Bentuk virus yang sudah diketahui ada yang berbentuk bola, kotak, batang, dan huruf T. Virus
yang strukturnya paling rumit adalah bakteriofage. Virus dapat memperbanyak diri dengan cara jika partikel virus menginfeksi inang untuk mensintesa semua komponen yang diperlukan dan membentuk lebih banyak partikel virus.
2.5. Mikroba
Jasad hidup yang ukurannya kecil sering disebut sebagai mikroba atau
mikroorganisme atau jasad renik.Jasad renik disebut sebagai mikroba bukan hanya karena ukurannya yang kecil, sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, tetapi juga pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan
Umumnya jasad hidup digolongkan menjadi dunia tumbuhan (plantae)
dan dunia binatang (animalia).Jasad hidup yang ukurannya besar dengan mudah dapat digolongkan ke dalam plantae atau animalia, tetapi mikroba yang ukurannya sangat kecil ini sulit untuk digolongkan ke dalam plantae atau
animalia.Selain karena ukurannya, sulitnya penggolongan juga disebabkan adanya mikroba yang mempunyai sifat antara plantae dan animalia. Menurut teori evolusi, setiap jasad akan berkembang menuju ke sifat plantae atau animalia. Hal ini digambarkan sebagai pengelompokan jasad oleh Haeckel. 2.5.1 Ciri Umum Mikroba
Mikroba di alam secara umum berperanan sebagai produsen, konsumen,
maupun redusen.Jasad produsen menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar matahari.Mikroba yang berperanan sebagai produsen adalah alga dan bakteri fotosintetik.Jasad konsumen menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh produsen.Contoh mikroba konsumen adalah protozoa.Jasad redusen dapat menguraikan bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia (mineralisasi bahan organik),
sehingga di alam terjadi siklus antara unsur-unsur kimia.
Contoh mikroba redusen adalah bakteri dan jamur (fungi).Sel mikroba yang ukurannya sangat kecil ini merupakan satuan struktur biologi.Banyak mikroba yang terdiri dari satu sel saja (uniseluler), sehingga semua tugas kehidupannya dibebankan pada sel itu.Mikroba ada yang mempunyai banyak sel (multiseluler).Pada jasad multiseluler umumnya sudah terdapat pembagian tugas diantara sel atau kelompok selnya, walaupun organisasi selnya belum sempurna.Setelah ditemukan mikroskop elektron, dapat dilihat struktur halus di dalam sel hidup, sehingga diketahui menurut perkembangan selnya terdapat dua tipe jasad.
1. Prokariota (jasad prokariotik/primitif), yaitu jasad yang perkembangan selnya belum sempurna.
Selain yang bersifat seluler, ada mikroba yang bersifat nonseluler, yaitu virus.Virus adalah jasad hidup yang bersifat parasit obligat, berukuran super kecil atau submikroskopik.Virus hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron.Struktur virus terutama terdiri dari bahan genetik. Virus bukan berbentuk sel dan tidak dapat membentuk energi sendiri serta tidak dapat berbiak tanpa menggunakan jasad hidup lain. Selain virus ada jasad hidup yang disebut viroid, yaitu bahan genetik RNA yang bersifat infeksius sel inang.
Viroid membawa sifat genetiknya sendiri yang dapat diekspresikan di dalam sel inang.Jasad yang lebih sederhana dari virus adalah prion, yang terdiri suatu molekul protein yang infeksius.Adanya kenyataan ini merupakan perkecualian sistem biologi, sebab prion menyimpan sifat genetiknya di dalam rantaian polipeptida, bukan di dalam RNA atau DNA.Prion dapat menggandakan diri di dalam sel inang dengan mekanisme yang belum diketahui dengan jelas.
2.5.2. Penggunaan Mikroba
Penggunaan mikroba untuk proses-proses klasik, seperti khamir untuk membuat anggur dan roti, bakteri asam laktat untuk yogurt dan kefir, bakteri asam asetat untuk vinegar, jamur Aspergillus sp. untuk kecap, dan jamur Rhizopus sp. untuk tempe. Mikroba juga dapat digunakan untuk produksi antibiotik, antara lain penisilin oleh jamur Penicillium sp., streptomisin oleh actinomysetesStreptomyces sp. Penggunaan mikroba untuk proses-proses baru, misalnya karotenoid dan steroid oleh jamur, asam glutamat oleh mutan Corynebacterium glutamicum, pembuatan enzim amilase, proteinase, pektinase, dan lain-lain. Penggunaan mikroba dalam teknik genetika modern, seperti untuk pemindahan gen dari manusia, binatang, atau tumbuhan ke dalam sel mikrobia, penghasilan hormon, antigen, antibodi, dan senyawa lain misalnya insulin, interferon. Selain itu masih ada banyak lagi penggunaan mikroba yang lainnya.
2.6. Mikroskop
Mikroskop (bahasa Yunani: micros: kecil dan scopein: melihat) adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata
kasar. Ilmu yang mempelajari benda kecil dengan menggunakan alat ini disebut mikroskopi, dan kata mikroskopik berarti sangat kecil, tidak mudah terlihat oleh
mata. Jenis paling umum dari mikroskop, dan yang pertama diciptakan, adalah mikroskop optis. Mikroskop ini merupakan alat optik yang terdiri dari satu atau lebih lensa yang dapat memproduksi gambar yang diperbesar dari sebuah benda
yang ditaruh pada bidang fokal dari lensa di mikroskop tersebut.
Berdasarkan sumber cahayanya, mikroskop dibagi menjadi dua, yaitu,
mikroskop cahaya dan mikroskop elektron. Mikroskop cahaya sendiri dibagi lagi menjadi dua kelompok besar, yaitu berdasarkan kegiatan pengamatan dan
kerumitan kegiatan pengamatan yang dilakukan. Berdasarkan kegiatan pengamatannya, mikroskop cahaya dibedakan menjadi mikroskop diseksi untuk mengamati bagian permukaan dan mikroskop monokuler dan binokuler untuk
mengamati bagian dalam sel. Mikroskop adalah alat utama dalam mempelajari struktur benda-benda kecil. Mikroskop optik dapat dibagi atas 2, yaitu mikroskop biologi (monokuler) dan mikroskop stereo (binokuler).
Mikroskop biologi adalah mikroskop yang digunakan pengamatan benda
tipis transparan. Penyinaran dilakukan dari bawah dengan sinar alam atau lampu. Mikroskop binokuler adalah mikroskop yang digunakan untuk pengamatan
benda-benda yang tidak terlalu besar, transparan atau tidak. Penyinaran dapat diatur dari atas maupun dari bawah dengan sinar alam atau lampu. Mikroskop merupakan alat utama dalam melakukan pengamatan dalam bidang biologi,
karena dapat digunakan untuk mempelajari struktur dari benda-benda kecil. Ada 2 prinsip dasar yang berbeda untuk mikroskop, yaitu mikroskopoptik dan
1. Kaki (basis) merupakan bagian mikroskop yang berfungsi untuk menyangga bagian mikroskop, biasanya berbentuk segi empat atau huruf
U (tergantung jenis dan merek mikroskop).
2. Tangkai (aksis), merupakan penghubung antara teropong dengan basis. Tangkai ini juga berfungsi sebagai penyokong teropong.
3. Meja benda (stage) tempat meletakkan sediaan atau spesimen yang akan
diamati. Biasanya berbentuk persegi terletak antara basis dan teropong. Meja benda dapat dinaik turunkan dengan menggunakan sekrup pengatur
jarak.
4. Sekrup penggerak sediaan (stageposition adjustment), sekrup-sekrup ini berhubungan dengan penjepit sediaan, ada 2 buah sekrup yang tersusun
dalam suatu sumbu vertikal, biasanya terletak dikanan/kiri meja benda. 5. Sekrup pengatur jarak sediaan (focus adjustment knob), terdiri atas dua
buah sekrup yang tersusun dalam satu sumbu horisontal, menempel pada
kanan-kiri tangkai (axis), di bawah meja benda. Sekrup-sekrup ini berfungsi untuk mengatur jarak benda dengan lensa objektif.
6. Teropong, merupakan bagian mikroskop yang mengandung komponen
optik.Mikroskop yang memiliki satu lensa okuler disebut mikroskop monokuler, sedangkan yang memiliki dua lensa okuler disebut mikroskop
binokuler.
7. Diafragma, terletak di bawah meja benda, berfungsi untuk mengatur
banyaknya sinar yang masuk.
8. Condensor merupakan lensa yang terletak pada meja benda bagian bawah, berfungsi untuk memusatkan berkas cahaya yang melaluinya. 9. Filter, berupa gelas bundar yang berwarna biru, hijau maupun warna lain,
10. Lampu terletak pada bagian basis, merupakan sumber cahaya. Pada mikroskop yang menggunakan cahaya alam dapat dijumpai adanya cermin cekung yang berfungsi sebagai pengumpul berkas-berkas sinar. 2.6.1. Penggunaan Mikroskop
Letakkan mikroskop pada meja sedemikian rupa agar dapat lebih mudah melakukan pengamatan melalui tabung mikroskop.Pastikan mikroskop terletak pada tempat yang aman, atur pencahayaan dan peralatan yang telah siap dipakai, kemudian lakukan pengaturan pencahayaan.Objek pengamatan (preparat) dapat diamati di mikroskop dengan jelas apabila cahaya yang masuk cukup memadai.Mikroskop ada yang sudah dilengkapi sumber cahaya berupa lampu sehingga untuk mengatur pencahayaan tinggal menghidupkan lampunya saja.
Mikroskop yang belum dilengkapi dengan sumber cahaya dapat menggunakan cahaya lampu maupun sinar matahari.Bila menggunakan lampu, arahkan lampu pada jarak kira-kira 20 cm dari mikroskop.Jika sumber cahaya dari sinar matahari, bagian cermin pada mikroskop diarahkan pada datangnya sumber cahaya matahari, misalnya dekat pintu/jendela.Aturlah diafragma dan kedudukan cermin hingga cahaya terpantul melalui lubang meja objek.
Jangan mengarahkan cermin ke arah sinar matahari secara langsung, karena cahaya yang memantul ke mata dapat mengganggu penglihatan. Pencahayaan sudah tepat dan memadai, bila diamati dari lensa okuler akan tampak lingkaran yang terangnya merata. Inilah yang disebut dengan lapangan pandang. Apabila lapangan pandang sudah tampak namun belum jelas, cobalah putar/ganti lensa objektif dengan cara memutar revolver. Setelah pengaturan pencahayaan, maka untuk dapat melihat objek (preparat/sediaan) melalui mikroskop gunakan lensa objektif yang memiliki perbesaran yang lemah.
2.6.2. Jenis Mikroskop
