Mengintip Lewat Mikroskop

SEL disebut unit kehidupan yang fundamental. Sesungguhnya, makhluk hidup—termasuk tumbuhan, serangga, binatang, dan manusia—terdiri dari sel-sel. Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mengintip cara kerja sel serta menyingkapkan banyak rahasia biologi molekuler dan genetika. Marilah kita mencermati sel serta membahas apa yang telah sains temukan tentang unit kehidupan mikroskopis yang mencengangkan ini.
Mengintip Unit Mikroskopis Ini
Bentuk sel bervariasi. Ada yang persegi; ada pula yang bujur sangkar. Ada sel yang bulat, lonjong seperti telur, dan ada yang tampak tidak beraturan. Perhatikan amuba, organisme bersel tunggal yang bentuknya sama sekali tidak menentu. Sebaliknya, bentuknya berubah seraya ia bergerak. Menarik, fungsi sebuah sel sering kali dapat diketahui dari bentuknya. Misalnya, ada sel otot yang panjang, tipis, dan berkontraksi sewaktu bekerja. Sel saraf—yang merelai berita ke seluruh tubuh—memiliki cabang-cabang yang panjang.

Ukuran sel juga berbeda-beda. Namun, kebanyakan terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Untuk mengilustrasikan ukuran rata-rata sebuah sel, lihatlah tanda titik pada akhir kalimat ini. Titik kecil itu dapat menampung 500 sel berukuran sedang! Kalau Anda merasa bahwa itu sangat kecil, ingatlah bahwa beberapa sel bakteri kira-kira 50 kali lebih kecil lagi. Bagaimana dengan sel yang terbesar? Itu adalah kuning telur dari sebutir telur burung unta—si ”raksasa” bersel tunggal, yang berdiameter sekitar 23 sentimeter!
Karena kebanyakan sel tidak terlihat oleh mata telanjang, para ilmuwan menggunakan instrumen, seperti mikroskop, untuk mempelajarinya. Sekalipun demikian, beberapa detail yang rumit dari sebuah sel masih tidak terlihat dengan jelas. Pikirkan hal ini: Sebuah mikroskop elektron dapat memperbesar sebuah sel sekitar 200.000 kali lipat—pembesaran yang membuat seekor semut tampak sepanjang 800 meter. Namun, bahkan dengan pembesaran ini pun, beberapa detail sel tidak terlihat!
Dengan cara ini, para ilmuwan telah mendapati bahwa sel luar biasa rumitnya. Dalam buku The Fifth Miracle, fisikawan Paul Davies menyatakan, ”Dalam setiap sel terkemas struktur-struktur yang sangat kecil yang seolah-olah dibuat langsung berdasarkan petunjuk dalam buku pedoman teknik. Ada banyak sekali pinset, gunting, pompa, motor, pengungkit, katup, pipa, rantai, dan bahkan kendaraan yang sangat kecil di dalamnya. Tetapi, tentu saja, sel bukan hanya sekantong penuh peralatan. Berbagai komponen tersebut saling bertautan untuk membentuk suatu kesatuan yang berfungsi dengan lancar, bagaikan jalur produksi yang rumit dalam sebuah pabrik.”
DNA—Molekul Hereditas
Manusia, serta tumbuhan dan binatang bersel banyak, berawal dari sel tunggal. Setelah sel itu mencapai ukuran tertentu, ia membelah diri dan membentuk dua sel. Kemudian, kedua sel ini membelah diri dan membentuk empat sel. Seraya terus membelah diri, sel-sel berspesialisasi—yakni, berdiferensiasi, menjadi sel otot, sel saraf, sel kulit, dan seterusnya. Seraya proses tersebut berlanjut, banyak sel berkelompok membentuk jaringan. Misalnya, sel-sel otot bergabung dan membentuk jaringan otot. Jaringan yang berbeda-beda membentuk organ, seperti jantung, paru-paru, dan mata.
Di bawah lapisan tipis pada setiap sel terdapat cairan seperti agar-agar yang disebut sitoplasma. Setelah itu terdapat nukleus, yang dipisahkan dari sitoplasma oleh selapis membran tipis. Nukleus disebut pusat kendali sel karena ia mengendalikan hampir semua kegiatan sel. Di dalam nukleus terdapat program genetika sel, tertulis dalam asam deoksiribonukleat—singkatnya, DNA.
Molekul-molekul DNA terpilin rapat dalam kromosom sel. Gen-gen Anda, yang merupakan bagian dari molekul DNA, memuat semua informasi yang dibutuhkan untuk menjadikan diri Anda. ”Program genetika yang terdapat dalam DNA membuat setiap makhluk hidup berbeda dari semua makhluk hidup lain,” demikian dijelaskan oleh The World Book Encyclopedia. ”Program ini membuat anjing berbeda dari ikan, zebra berbeda dari mawar, dan pohon dari tawon. Ini membuat Anda berbeda dari setiap orang lain di bumi.”
Jumlah informasi yang dimuat dalam DNA satu sel Anda saja sungguh menakjubkan. Dibutuhkan kira-kira satu juta halaman seukuran majalah ini! Karena DNA bertanggung jawab meneruskan informasi hereditas dari satu generasi sel ke generasi berikutnya, DNA disebut rencana induk dari semua kehidupan. Tetapi, seperti apakah DNA itu?
DNA terdiri dari dua untaian yang saling membelit dan berbentuk seperti tangga berpilin dengan anak tangganya atau tangga spiral. Kedua untaian tersebut saling dihubungkan oleh kombinasi empat senyawa yang disebut basa. Setiap basa pada satu untaian berpasangan dengan satu basa pada untaian lain. Pasangan-pasangan basa ini membentuk anak tangga dari tangga berpilin DNA. Urutan basa-basa pada molekul DNA-lah yang menentukan informasi genetika yang terdapat di dalamnya. Singkatnya, urutan ini menentukan hampir segala sesuatu tentang Anda, dari warna rambut hingga bentuk hidung Anda.
DNA, RNA, dan Protein
Protein merupakan makromolekul yang paling banyak ditemukan dalam sel. Diperkirakan bahwa pada sebagian besar organisme, lebih dari setengah berat keringnya adalah protein! Protein terdiri dari blok bangunan yang lebih kecil yang disebut asam amino. Beberapa asam amino dibuat oleh tubuh Anda; yang lainnya harus diperoleh dari menu makanan Anda.
Ada banyak fungsi protein. Misalnya, hemoglobin, protein yang terdapat dalam sel darah merah, mengangkut oksigen ke seluruh tubuh Anda. Ada juga antibodi, yang membantu tubuh terhindar dari penyakit. Protein lain, seperti insulin, membantu metabolisme makanan serta mengatur berbagai fungsi sel. Secara keseluruhan, ada ribuan jenis protein dalam tubuh Anda. Dalam satu sel saja mungkin terdapat ratusan jenis protein!
Setiap protein menjalankan fungsi spesifik yang ditentukan oleh gen DNA-nya. Tetapi, bagaimana informasi genetika dalam gen DNA yang berupa kode diuraikan untuk membuat protein tertentu? Sebagaimana diperlihatkan dalam diagram terlampir, ”Bagaimana Protein Terbentuk”, pertama-tama informasi genetika yang tersimpan dalam DNA harus dipindahkan dari nukleus sel ke dalam sitoplasma, yang memuat ribosom, atau pabrik penghasil protein. Pemindahan ini terlaksana melalui perantara yang disebut asam ribonukleat (RNA). Ribosom-ribosom dalam sitoplasma ”membaca” instruksi RNA dan merakit asam amino dalam urutan yang tepat untuk membentuk protein tertentu. Jadi, ada hubungan saling tergantung antara DNA, RNA, dan pembentukan protein.
Dari Mana Asal Mulanya?
Penelitian genetika dan biologi molekuler telah menarik perhatian para ilmuwan selama puluhan tahun. Fisikawan Paul Davies merasa skeptis bahwa seorang Pencipta berada di balik semua hal ini. Meskipun demikian, ia mengakui, ”Setiap molekul memiliki fungsi dan tempat yang telah ditentukan dalam kerangka sistematis sehingga dihasilkan benda-benda yang tepat. Ada banyak pengangkutan yang berlangsung. Molekul-molekul harus menyeberangi sel untuk bertemu molekul lain pada tempat yang tepat dan waktu yang tepat agar dapat menjalankan tugas mereka dengan benar. Semua ini terjadi tanpa ada seorang bos yang memerintah molekul-molekul itu dan mengarahkan mereka ke lokasinya yang tepat. Tidak ada pengawas yang mengawasi kegiatan mereka. Molekul-molekul melakukan saja apa yang harus dilakukannya: saling bertubrukan tanpa harus melihat, saling berantukan, berpentalan, bergabung. . . . Entah bagaimana, secara kolektif, atom-atom yang tidak dapat berpikir ini bergabung dan melakukan ritme kehidupan dengan ketepatan yang sempurna.”
Sungguh beralasan bila banyak orang yang telah mempelajari cara kerja sel menyimpulkan bahwa pasti ada suatu kuasa cerdas yang menciptakannya. Marilah kita perhatikan alasannya.
[Catatan Kaki]
Untuk mempelajari kandungan kimia dan karakteristik sel, para ilmuwan juga menggunakan sentrifus, sebuah instrumen yang memisahkan komponen-komponennya.
[Kotak/Diagram di hlm. 5]
Mengintip Bagian Dalam Sel
  Di dalam setiap sel terdapat nukleus—pusat komando sel. Di dalam nukleus terdapat kromosom, yang terdiri dari molekul-molekul DNA yang terpilin rapat dan protein. Gen-gen kita terletak pada molekul DNA ini. Ribosom, pabrik penghasil protein, terletak dalam sitoplasma sel, yang berada di luar nukleus.