SEJARAH PERKEMBANGAN BIOLOGI SEL

Pendahuluan

• Aristotles dan Paracelcius: tubuh hewan dan tumbuhan tersusun atas elemen-elemen sederhana (Cella atau Cellula yang berarti ruang atau kamar kecil) yang membentuk struktur makroskopis makhluk hidup (De Robertis et al., 1979).

• Sel : berperan sebagai organisme uniseluler atau organisme bersel satu atau berkelompok berdiferensiasi membentuk jaringan --- organ ---- sistem organ dan secara bersama-sama membentuk suatu organisme multiseluler.

• Pemahaman sel dari aspek ultrastruktur dan fungsionalnya tidak terlepas dari hasil kerja keras sejumlah pakar ilmu pengetahuan.

Pendahuluan• Penelitian-penelitian terus dikembangkan dari berbagai

sudut pandang dengan melibatkan disiplin ilmu-ilmu lain. • Kemajuan yang dicapai di bidang kimia organik, biokimia,

genetika molekuler dan disiplin ilmu yang lain telah mengantar umat manusia pada pemahaman hingga tingkatan rekayasa genetika yang sangat menakjubkan.

• Penemuan mikroskop sederhana hingga mikroskop elektron telah memberikan sumbangan yang sangat penting dalam perkembangan biologi sel.

• Melalui pendekatan yang lebih holistik dan integratif, kini biologi sel tampil sebagai sebuah ilmu yang mampu menjadi dasar bagi pengembangan ilmu-ilmu hayati lainnya.

Sejarah Perkembangan Teori Sel

• Sel : 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 menunjang aktivitas sel yang lain membentuk suatu sistem yang sangat harmonis untuk menunjang sebuah kehidupan yang fungsional.

Penemuan Tentang “Sel”

• Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), orang pertama yang menemukan mikroskop dan meneliti organisme mikroskopis seperti Protozoa dan Rotifera (”animanculus”), bakteri basil dan spiral, sperma danmengamati pergerakan sel-sel darah di dalam kapiler

Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723), dan mikroskop sederhana serta jenis protozoa hasil temuannya

Penemuan Tentang “Sel”

• Marcello Malphigi (1628-1694), orang pertama yang mengamati sayatan jaringan pada organ-organ tertentu, seperti otak, hati, ginjal, limfa, dan paru-paru serta perkembangan embrio ayam.

• Dari hasil pengamatannya, menyimpulkan bahwa jaringan tersusun atas unit-unit struktural yang di sebut utricles (De Robertis, 1988).

Marcello Malphigi (1628-1694)

Penemuan Tentang “Sel”

• Robert Hooke (1663) orang pertama yang memperkenalkan istilah sel berdasarkan hasil pengamatannya pada sayatan sumbat gabus terdiri atas ruang-ruang kecil yang diberi nama sel (bahasa Yunani: Cellula yang bermakna ruang-ruang kecil).

Ruang-ruang kecil pada sayatan sumbat gabus, R. Hooke (1663) dan mikroskop sederhana

Penemuan Tentang “Sel”

• Rene Dutrochet (1776-1847) : semua hewan dan tumbuhan terdiri atas kumpulan sel-sel globular.

• Pada tahun 1831, Robert Brown (1773-1858) : sel-sel epidermis tumbuhan, serbuk sari, dan kepala putik mengandung suatu struktur yang konstan yang disebut inti.

• Pada tahun 1840, Johannes E. Purkinye (1787-1869), memperkenalkan istilah protoplasma.

• Pada tahun 1861, W. Schultze menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik dari kehidupan. Protoplasma adalah substansi hidup yang berbatas membran dimana di dalamnya terdapat inti atau nukleus (Karp, 1984).

Penemuan Tentang “Sel”• Pada tahun 1938, Mathias J. Schleiden (1804-1882) :

bahwa tubuh tumbuhan tersusun atas sel. • Pada tahun 1839 Theodore Schwann (1810-1882) : tubuh

hewan tersusun atas sel. Schwann kemudian mengusulkan dua azas yang dikenal dengan teori sel, yaitu:

1. Semua organisme terdiri atas sel

2. Sel merupakan unit dasar organisasi kehidupan.

Mathias J. Schleiden(1804-1882), T(1810-1882). Schwann dan R. Virchow(1821-1902)

Penemuan Tentang “Sel”• Sepuluh tahun kemudian R. Virchow

(1821-1902) mengusulkan azas ketiga teori sel yang berbunyi: Semua sel berasal dari sel yang telah ada sebelumnya (Omnis cellula e cellulaI) (Sheeler & Bianchi, 1983).

• Louis Pasteur (1908-1895) mengemukakan teori biogenesis yang menyatakan bahwa setiap makhluk hidup berasal dari makhluk hidup sebelumnya (Omne vivum e vivo). (Thorpe, 1984; Sheeler and Bianchii, 1983; dan Albert et al., 1984)

Hasil penelitian-penelitian ilmuwan

tentang SEL

• sel merupakan kesatuan struktural dan fungsional makhluk hidup

• sel merupakan kesatuan hereditas makhluk hidup

Menurut De Robertis et al., (1975), sebuah sel harus memenuhi beberapa kriteria yaitu :

• Memiliki membran plasma;• Mengandung materi genetic yang penting untuk

mengkode berbagai jenis RNA, termasuk untuk sintesis protein;

• Mengandung “mesin biosintesis” tempat di mana sintesis berlangsung.

Teori sel mengandung makna komplek (Villee et al., 1985),

• Semua makhluk hidup terdiri atas sel

• Sel yang baru dibentuk, berasal dari pembelahan sel sebelumnya

• Semua sel memiliki kemiripan yang mendasar dalam hal komposisi kimia dan aktivitas metabolismenya;

• Aktivitas dari suatu organisme dapat dimengerti sebagai aktivitas kolektif, dan interaksi-interaksi dari unit-unit seluler bergantung satu dengan yang lainnya

Organisasi kehidupan tingkat individu

Pemenang Nobel terhadap

perkembangan Biologi Sel • 1906 K. Landstainer S. Ramon

Y mempelajari organisasi sistim saraf, khususnya struktur sel-sel saraf

• 1908 E. Metchnikoff, P. Ehrlick : Fagositosis bakteri selama infeksi, prosedur pewarnaan bakteri, & studi mengenai imunitas

• 1915 R. Wilstatter : mempelajari klorofil dan pigmen-pigmen lain pada tumbuhan

• 1922 A.V. Hill, O. Mayerhoff : Metabolisme pada jaringan otot, hubungan antara metabolisme otot dengan asam laktat

• 1926 T. Svedberg : Sifat-sifat koloid, khususnya protein

• 1930 K. Landstainer : Pengelompokan darah pada manusia dan mempelajari aglutinin seluler

• 1933 T.H. Morgan : Peranan kromosom dalam pewarisan sifat-sifat menurun

• 1935 H. Spemann : Peranan organizer selama perkem-bangan telur

• 1936 H. Dale O. Loewi : Mempelajari transmisi impuls-impuls saraf

• 1946 H.J. Miller : Mempelajari mutasi gen yang dihasilkan melalui penyinaran sinar X

Pemenang Nobel terhadap perkembangan Biologi Sel

• 1948 A. Tisellius : mempelajari sifat-sifat kimia protein, perkembangan elektroporesis

• 1952 A. Morten R. Synge : perkembangan prosedur kromatografi untuk pemisahan substansi-substansi biologis

• 1953 H.A. Krebs : mempelajari siklus asam trikarboksilat atau siklus Krebs. F.A. Lipman mempelajari mengenai Koenzim A

• 1954 L. Pauling mempelajari ikatan kimia, ikatan peptida pada protein.

• 1958 G.W. BeadleE.L. Tatum J. Lederberg mempelajari mengenai organisasi dan aksi gen pada bakteri, konsep satu gen satu enzim

• F. Sanger : Analisis struktur protein

• 1959 S. OchoaA. Kornberg mempelajari sintesis RNA dan DNA

• 1961 M. Calvin mempelajari mengenai asimilasi CO2 pada tumbuhan; siklus Calvin

Pemenang Nobel terhadap perkembangan Biologi Sel

• 1962 J.D. WatsonF.H.C. Crick, M. Wilkins mempelajari mengenai struktur gen, model DNA heliks ganda

• 1962 M.F. Perutz, J.C. Kendrew mempelajari struktur protein globular mioglobin dan hemoglobin

• 1963 J. Eccles, A. Hodgkins, A. Huxley : peranan ion sodium dan potasium dalam penghantaran impuls saraf sepanjang membran sel saraf

• 1964 K. BlochE. Lynen mempelajari mengenai metabolisme kolesterol dan asam-asam lemak

• 1965 F. Jacob, A. LwoffJ. Monad menemukan gen-gen yang mengatur aksi gen-gen lain (konsep operon)

• 1969 M. Delbruch, H.D. Herskey, S.E. Luria empelajari mengenai virus sebagai vector penyakit

• 1970 L.F. Leloir mempelajari peranan gula nukleotida dalam sintesis karbohidrat

• J. Axelrot, U. von Euler, B. Katz mempelajari mekanisme penyimpanan dan pelepasan neurohumorf dalam transmisi impuls saraf

Pemenang Nobel terhadap perkembangan Biologi Sel

• 1971 E.A. Sutherland mekanisme aksi hormon, peranan cAMP

• 1972 M. EdelmanR.R. Porter mempelajari immunoglobulin

• C.B. Anfinsen, S. MooreW.H. Stein mempelajari ribonuklease, komposisi asam amino pada protein

• 1974 A. Claude, C. de DuveG. Palade : Isolasi dan karakterisasi organel-organel sub seluler dan partikel-partikel lain

• H.O. Smith D. Nathens Engineering menemukan enzim-enzim restriksi; dan membuat pemetaan urutan DNA

• P. Mitchel mempelajari mengenai bioenergetika

• 1975 H. Temin, R. DulbeccoD. Baltimore mempelajari interaksi virus tumor dan sel, menemukan reverse transcriptase

• 1980 P. Berg, F.Sanger mengenai gen splicing; menentukan urutan-urutan nukleo-tida dari gen.