Bagaimana Mengidentifikasi Struktur Sel

Sel hidup berkisar dari ganggang sel tunggal dan bakteri, melalui organisme multiseluler seperti lumut dan cacing, hingga tumbuhan dan hewan kompleks termasuk manusia. Struktur tertentu ditemukan di semua sel hidup, tetapi organisme sel tunggal dan sel tumbuhan dan hewan tingkat tinggi juga berbeda dalam banyak hal. Mikroskop cahaya dapat memperbesar sel sehingga struktur yang lebih besar dan lebih jelas dapat dilihat, tetapi mikroskop elektron transmisi (TEMs) diperlukan untuk melihat struktur sel terkecil.

Sel dan strukturnya seringkali sulit dikenali karena dindingnya cukup tipis, dan sel yang berbeda mungkin memiliki penampilan yang sama sekali berbeda. Sel dan organelnya masing-masing memiliki karakteristik yang dapat digunakan untuk mengidentifikasinya, dan akan membantu jika menggunakan perbesaran yang cukup tinggi yang menunjukkan detail ini.

Misalnya, mikroskop cahaya dengan perbesaran 300X akan menunjukkan sel dan beberapa detail tetapi bukan organel kecil di dalam sel. Untuk itu diperlukan TEM. TEM menggunakan elektron untuk membuat gambar rinci dari struktur kecil dengan menembakkan elektron melalui sampel jaringan dan menganalisis pola saat elektron keluar dari sisi lain. Gambar dari TEM biasanya diberi label dengan jenis sel dan perbesaran – gambar bertanda "tem of human sel epitel berlabel 7900X" diperbesar 7.900 kali dan dapat menunjukkan detail sel, nukleus, dan lainnya struktur. Menggunakan mikroskop cahaya untuk seluruh sel dan TEM untuk fitur yang lebih kecil memungkinkan identifikasi yang andal dan akurat bahkan dari struktur sel yang paling sulit dipahami.

Mikrograf adalah gambar yang diperbesar yang diperoleh dari mikroskop cahaya dan TEM. Mikrograf sel sering diambil dari sampel jaringan dan menunjukkan massa sel dan struktur internal yang terus menerus yang sulit diidentifikasi secara individu. Biasanya mikrograf tersebut menunjukkan banyak garis, titik, tambalan dan kelompok yang membentuk sel dan organelnya. Pendekatan sistematis diperlukan untuk mengidentifikasi berbagai bagian.

Ini membantu untuk mengetahui apa yang membedakan struktur sel yang berbeda. Sel-sel itu sendiri adalah benda tertutup terbesar dalam mikrograf, tetapi di dalam sel terdapat banyak struktur berbeda, masing-masing dengan serangkaian fitur pengenalnya sendiri. Pendekatan tingkat tinggi di mana batas tertutup diidentifikasi dan bentuk tertutup ditemukan membantu mengisolasi komponen pada gambar. Kemudian dimungkinkan untuk mengidentifikasi setiap bagian yang terpisah dengan mencari karakteristik yang unik.

Di antara struktur sel yang paling sulit untuk diidentifikasi dengan benar adalah organel kecil yang terikat membran di dalam setiap sel. Struktur ini penting untuk fungsi sel, dan sebagian besar merupakan kantung kecil materi sel seperti protein, enzim, karbohidrat, dan lemak. Mereka semua memiliki peran mereka sendiri untuk dimainkan di dalam sel dan mewakili bagian penting dari studi sel dan identifikasi struktur sel.

Tidak semua sel memiliki semua jenis organel, dan jumlahnya sangat bervariasi. Sebagian besar organel sangat kecil sehingga hanya dapat diidentifikasi pada gambar organel TEM. Sementara bentuk dan ukuran membantu membedakan beberapa organel, biasanya perlu melihat struktur interior untuk memastikan jenis organel apa yang ditampilkan. Seperti struktur sel lainnya dan untuk sel secara keseluruhan, ciri-ciri khusus dari setiap organel membuat identifikasi lebih mudah.

Dibandingkan dengan subjek lain yang ditemukan dalam mikrograf sel, sel sejauh ini adalah yang terbesar, tetapi batasnya seringkali sangat sulit ditemukan. Sel bakteri bersifat independen dan memiliki dinding sel yang relatif tebal, sehingga biasanya dapat terlihat dengan mudah. Semua sel lain, terutama yang ada di jaringan hewan tingkat tinggi, hanya memiliki membran sel yang tipis dan tidak memiliki dinding sel. Pada mikrograf jaringan seringkali hanya terdapat garis samar yang menunjukkan membran sel dan batas tiap sel.

Sel memiliki dua karakteristik yang memudahkan identifikasi. Semua sel memiliki membran sel kontinu yang mengelilinginya, dan membran sel membungkus sejumlah struktur kecil lainnya. Setelah membran kontinu seperti itu ditemukan dan membungkus banyak badan lain yang masing-masing memiliki struktur internalnya sendiri, area tertutup itu dapat diidentifikasi sebagai sel. Setelah identitas sel jelas, identifikasi struktur interior dapat dilanjutkan.

Tidak semua sel memiliki nukleus, tetapi sebagian besar yang ada di jaringan hewan dan tumbuhan memilikinya. Organisme bersel tunggal seperti bakteri tidak memiliki nukleus, dan beberapa sel hewan seperti sel darah merah matang manusia juga tidak memilikinya. Sel umum lainnya seperti sel hati, sel otot dan sel kulit semuanya memiliki inti yang jelas di dalam membran sel.

Nukleus adalah tubuh terbesar di dalam sel, dan biasanya kurang lebih berbentuk bulat. Berbeda dengan sel, ia tidak memiliki banyak struktur di dalamnya. Objek terbesar dalam nukleus adalah nukleolus bulat yang bertanggung jawab untuk membuat ribosom. Jika perbesaran cukup tinggi, struktur kromosom seperti cacing di dalam nukleus dapat terlihat, terutama ketika sel bersiap untuk membelah.

Ribosom adalah gumpalan kecil protein dan RNA ribosom, kode yang dengannya protein diproduksi. Mereka dapat diidentifikasi oleh kurangnya membran dan ukurannya yang kecil. Dalam mikrograf organel sel, mereka terlihat seperti butiran kecil dari materi padat, dan ada banyak butiran ini yang tersebar di seluruh sel.

Beberapa ribosom melekat pada retikulum endoplasma, serangkaian lipatan dan tubulus di dekat nukleus. Ribosom ini membantu sel menghasilkan protein khusus. Pada perbesaran yang sangat tinggi dimungkinkan untuk melihat bahwa ribosom terdiri dari dua bagian, bagian yang lebih besar terdiri dari RNA dan kelompok yang lebih kecil terdiri dari protein yang diproduksi.

Hanya ditemukan pada sel yang memiliki nukleus, retikulum endoplasma adalah struktur yang terdiri dari kantung dan tabung terlipat yang terletak di antara nukleus dan membran sel. Ini membantu sel mengelola pertukaran protein antara sel dan nukleus, dan memiliki ribosom yang melekat pada bagian yang disebut retikulum endoplasma kasar.

Retikulum endoplasma kasar dan ribosomnya menghasilkan enzim spesifik sel seperti insulin dalam sel pankreas dan antibodi untuk sel darah putih. Retikulum endoplasma halus tidak memiliki ribosom yang melekat dan menghasilkan karbohidrat dan lipid yang membantu menjaga membran sel tetap utuh. Kedua bagian retikulum endoplasma dapat diidentifikasi melalui hubungannya dengan inti sel.

Mitokondria adalah pembangkit tenaga sel, mencerna glukosa untuk menghasilkan molekul penyimpanan ATP yang digunakan sel untuk energi. Organel terdiri dari membran luar yang halus dan membran dalam yang terlipat. Produksi energi terjadi melalui transfer molekul melintasi membran dalam. Jumlah mitokondria dalam sel tergantung pada fungsi sel. Sel otot, misalnya, memiliki banyak mitokondria karena menghabiskan banyak energi.

Mitokondria dapat diidentifikasi sebagai tubuh halus dan memanjang yang merupakan organel terbesar kedua setelah nukleus. Fitur yang membedakan mereka adalah membran dalam terlipat yang memberikan interior mitokondria strukturnya. Pada mikrograf sel, lipatan membran bagian dalam terlihat seperti jari yang menjorok ke bagian dalam mitokondria.

Lisosom lebih kecil dari mitokondria, sehingga hanya dapat dilihat pada gambar TEM yang diperbesar. Mereka dibedakan dari ribosom oleh membran yang mengandung enzim pencernaan mereka. Mereka sering dapat dilihat sebagai bentuk bulat atau bulat, tetapi mereka mungkin juga memiliki bentuk yang tidak beraturan ketika mereka telah mengelilingi sepotong limbah sel.

Fungsi lisosom adalah mencerna materi sel yang tidak diperlukan lagi. Fragmen sel dipecah dan dikeluarkan dari sel. Lisosom juga menyerang zat asing yang masuk ke dalam sel dan dengan demikian merupakan pertahanan terhadap bakteri dan virus.

Badan Golgi atau struktur Golgi adalah tumpukan karung pipih dan tabung yang terlihat seperti terjepit di tengahnya. Setiap karung dikelilingi oleh membran yang dapat dilihat dengan perbesaran yang cukup. Mereka kadang-kadang terlihat seperti versi retikulum endoplasma yang lebih kecil, tetapi mereka adalah badan terpisah yang lebih teratur dan tidak melekat pada nukleus. Badan Golgi membantu memproduksi lisosom dan mengubah protein menjadi enzim dan hormon.

Sentriol datang berpasangan dan biasanya ditemukan di dekat nukleus. Mereka adalah bundel silinder kecil protein dan merupakan kunci untuk pembelahan sel. Saat melihat banyak sel, beberapa mungkin dalam proses membelah, dan sentriol kemudian menjadi sangat menonjol.

Selama pembelahan, inti sel larut dan DNA yang ditemukan dalam kromosom diduplikasi. Sentriol kemudian membuat gelendong serat di mana kromosom bermigrasi ke ujung sel yang berlawanan. Sel kemudian dapat membelah dengan setiap sel anak menerima kromosom lengkap. Selama proses ini, sentriol berada di kedua ujung gelendong serat.

Semua sel harus mempertahankan bentuk tertentu, tetapi beberapa harus tetap kaku sementara yang lain bisa lebih fleksibel. Sel mempertahankan bentuknya dengan sitoskeleton yang terdiri dari elemen struktural yang berbeda tergantung pada fungsi sel. Jika sel adalah bagian dari struktur yang lebih besar seperti organ yang harus mempertahankan bentuknya, sitoskeleton terdiri dari tubulus kaku. Jika sel dibiarkan menghasilkan di bawah tekanan dan tidak harus mempertahankan bentuknya sepenuhnya, sitoskeleton lebih ringan, lebih fleksibel dan terdiri dari filamen protein.

Saat melihat sel pada mikrograf, sitoskeleton muncul sebagai garis ganda tebal dalam kasus tubulus dan garis tipis tunggal untuk filamen. Beberapa sel mungkin hampir tidak memiliki garis seperti itu, tetapi di sel lain, ruang terbuka dapat diisi dengan sitoskeleton. Saat mengidentifikasi struktur sel, penting untuk menjaga membran organel terpisah dengan menelusuri sirkuit tertutupnya sementara garis sitoskeleton terbuka dan melintasi sel.

Untuk identifikasi lengkap semua struktur sel, beberapa mikrograf diperlukan. Yang menunjukkan seluruh sel, atau beberapa sel, tidak akan memiliki cukup detail untuk struktur terkecil seperti kromosom. Beberapa mikrograf organel dengan perbesaran yang semakin tinggi akan menunjukkan struktur yang lebih besar seperti mitokondria dan kemudian benda terkecil seperti sentriol.

Saat pertama kali memeriksa sampel jaringan yang diperbesar, mungkin sulit untuk segera melihat struktur sel yang berbeda, tetapi menelusuri membran sel adalah awal yang baik. Mengidentifikasi nukleus dan organel yang lebih besar seperti mitokondria sering kali merupakan langkah selanjutnya. Dalam mikrograf perbesaran lebih tinggi, organel lain sering dapat diidentifikasi dengan proses eliminasi, mencari karakteristik pembeda utama. Jumlah masing-masing organel dan struktur tersebut kemudian memberikan petunjuk mengenai fungsi sel dan jaringannya.