Tinjauan Umum dan Sejarah Perkembangan Sel (2)

Millestone perkembangan ilmu terkait biologi sel tidak bisa dilepaskan dari perkembangan ilmu genetika dan biokimia. Perkembangan ilmu tentang sel diawali dengan penemuan oleh Robert Hooke dan Anthony van Leeuwenhoek tentang sel, sedangkan ilmu genetika diawali dengan formulasi hukum pewarisan sifat yang ditemukan oleh Mendel. Perkembangan ilmu biokimia diawali dengan penemuan Wohler tentang sintesis urea di laboratorium. Setelah tahun 1950, temuan terkait double helix DNA oleh Watson dan Crick merupakan kombinasi pengetahuan sel, biokimia, dan genetika. Hingga saat ini, perkembangan ilmu terkait dengan ini telah berkembang jauh hingga kajian bioinformatika dan nanoteknologi.

Mikroskop merupakan salah satu cara dan cara yang paling efektif dalam mempelajari. Perkembangan terkait dengan penemuan tentang sel sangat dipengaruhi oleh perkembangan penemuan terkait mikroskop. Cerita tentang awal perkembangan sel oleh Robert Hooke dan Anthony van Leeuwenhoek menunjukkan bahwa mikroskop sangat berperan penting dalam penemuan terkait sel.

Antonie van Leeuwenhoek terkenal sebagai bapak Mikrobiologi karena merupakan orang pertama yang mampu menciptakan mikroskop yang cukup kuat untuk melihat mikroba. Meskipun mikroskop van Leeuwenhoek merupakan mikroskop sederhana, namaun sangat kuat dan memberikan resolusi yang lebih baik daripada mikroskop majemuk pada zamannya. Meskipun terkenal dalam mengembangkan teleskop, Galileo Galilei juga merupakan salah satu pelopor pengembang mikroskop. Jadi siapa sebenarnya orang yang pertama kali mendesain mikroskop? Jawabannya adalah Hans dan Zaccharias Janssen, seorang pembuat kacamata yang mungkin juga telah menemukan teleskop, mikroskop sederhana, dan mikroskop majemuk pada akhir tahun 1500-an atau awal 1600-an. Sayangnya sedikit informasi tentang Janssens, sedangkan pekerjaannya tidak pernah dipublikasikan.

Mikroskop milik Leeuwenhook ini masih terdapat kekurangan pada lensa cembung. Cara menggunakan mikroskop lab milik Leeuwenhook ini juga tidak sesimpel seperti yang Anda temui hari ini. Sehingga berbagai peneliti lainnya melakukan perkembangan dengan menambah lensa pendukung yang sekarang dikenal dengan lensa obyektif. Mikroskop terus mengalami perkembangan, seperti ada penambahan cermin sebagai sumber pencahayaan, kondensor, dan sebagainya. Hingga mikroskop modern mampu memperbesar obyek hingga 1.000 kali. Pada 1920 saat ditemukan adanya elektron, hingga pada 1932 berkembanglah mikroskop elektron yang bisa memperbesar ukuran benda hingga dua juta kali lipat. Anda pun kini bisa memahami dengan mudah bagaimana cara menggunakan mikroskop lab, tidak seperti dulu lagi dengan berbagai macam kekurangan.

Saat ini, kebayakan laboratorium telah memiliki minimal mikroskop cahaya, walaupun ternyata banyak jenis mikroskop yang telah dikembangkan, dan sangat tergantung dengan kebutuhan dari pengamatan yang dilakukan. Mulai dari mikroskop cahaya yang hanya untuk melihat tampilan sederhana dari objek, hingga mikroskop elektron dengan tampilan tiga dimensi dari objek yang sangat kecil, misalnya organel sel.

Mikroskop cahaya menghasilkan dua bidang pengamatan, bergantung apda kebutuhan peneliti. Bidang yang dimaksud adalah fase kontras dan bidang terang. Mikroskop fase kontras mampu mengubah perbedaan indeks bisa menjadi perbedaan kecerahan, sehingga keberadaan sedikit udara dalam spesimen dapat diminimalisir pandangannya, sedangkan pada fase terang akan terlihat jelas, karena gelembung udara tersebut memiliki indeks bisa yang berbeda dengan medium sekitarnya. Keuntungan mikroskop tampilan bidang terang adalah optik tidak mengubah warna struktur yang diamati, penggunaan warna terkadang membuat struktur tertentu terlihat jelas, umumnya harganya lebih murah dibandingkan dengan mikroskop denganf ase kontras serta mikroskop ini membutuhkan sedikit penyesuaian sebelum seseorang dapat mengamati spesimen. Keuntungan mikroskop fase kontras yaitu memungkinkan visualisasi struktur tertentu yang sebaliknya tidak terlihat, termasuk organel tertentu yang tidak dapat diamati pada bidang terang, dan terkadang gambar fase kontras secara subyektif terlihat lebih baik daripada gambar bidang terang karena detail dari objek dapat terlihat.

Mikroskop fluoresensi hampir sama dengan mikroskop cahaya konvensinal. Mikroskop fluoresensi di sisilain menggunakan sumber cahaya dengan intensitas cahaya yang jauh lebih tinggi dan kuat seperti pada spesies fluoresens dalam sampel bunga atau jamur. Mikroskop fluoresensi sering digunakan untuk menggambarkan fitur spesifik dari spesimen kecil seperti mikroba. Mikroskop ini juga digunakan untuk meningkatkan fitur tiga dimensi secara visual dalam skala kecil. Hal ini dapat diperoleh dengan menempelkan pewarna fluoresensi ke anti-bodi yang pada akhirnya menempel pada fitur yang ditargetkan. Ketika cahaya dipantulkan fan fluoresensi background difilter dalam jenis mikroskop ini, bagian yang ditergitkan dari sampel dapat dicitrakan dengan jelas. Ini memberikan para peneliti untuk mampu memvisualisasikan organel yang diinginkan atau fitur permukaan unit dari sampel yang diinginkan. Mikroskop fluoresensi confocal paling sering digunakan untuk menonjolkan sifat 3D sampel. Ini dihasilkan menggunakan sumber cahaya yang kuat, seperti laser yang dapat difokuskan dengan tepat. Pemfokusan ini dilakukan berulang kali sepanjang satu tingkat spesimen.

Mikroskop confocal secara luas digunakan untuk menyelesaikan struktur rinci objek tertentu di dalam sel. Mirip dengan mikroskop fluoresensi, berbagai komponen sel hidup dan tetap atau bagian jaringan dapat diberi label khusus menggunakan imunofluoresensi, misalnya dan kemudian divisualisasikan dalam resolusi yang tinggi. Sebagai ciri khas, mikroskop confocal memungkinkan pembuatan gambar yang tajam dari fokus yang tepat, tanpa cahaya fluoresensi yang mengganggu dari background atau bagian lain dari spesimen. Oleh karena itu, struktur dalam objek yang lebih tebat dapat dengan mudah divisualisasikan menggunakan mikroskop confocal. Selanjutnya dengan menumpuk beberapa gambar dari bidang optik yang berbeda, struktur 3D dapat dianalisis. Mikroskop confocal memiliki kedalaman penetrasi sampel yang terbatas, objek yang lebih tebal dicitrakan secara optimal menggunakan mikroskop tipe confocal LSFM atau mikroskop dua foton.

Mikroskop elektron adalah mikroskop yang menggunakan berkas elektron yang diakselerasi sebagai sumber penerangan. Mikroskop khusus jenis ini memiliki resolusi gambar yang tinggi, mampu memperbesar objek dalam nanometer yang dibentuk menggunakan elektron terkontrol dalam luar hampa dan ditangkap pada layar yang berpendar. Mikroskop elektron pertama dibangun pertama kali oleh teknisi Jerman bernama Ernst Ruska pada tahun 1931.

Ketika sebuah film diputar di teater, cahaya ditransmisikan melalui gambar pada film. Saat berkas cahaya melewati, itu dimodifikasi oleh gambar dan isi film kemudian ditampilkan. TEM bekerja dengan cara yang sama tetapi dengan elektron, melewati, atau mentransmisikan, sampel ultra tipis ke detektor di bawah. TEM memungkinkan Anda untuk mengamati detail sekecil atom individu, memberikan tingkat informasi struktural yang belum pernah terjadi sebelumnya pada resolusi setinggi mungkin. Saat melewati objek, itu juga dapat memberi Anda informasi tentang struktur internal, yang tidak dapat diberikan oleh SEM. Namun, TEM terbatas pada sampel yang cukup tipis untuk membiarkan elektron melewatinya. Proses penipisan ini secara teknis menantang dan membutuhkan alat tambahan untuk melakukannya.

Bayangkan Anda berada di ruangan gelap dengan senter cahaya yang lemah. Untuk menjelajahi lingkungan Anda, Anda dapat menggeser cahaya melintasi ruangan, seperti seseorang yang membaca buku: kiri ke kanan dan atas ke bawah. SEM berfungsi sama, menyapu berkas elektron melintasi sampel dan merekam elektron yang memantul kembali. Teknik ini memungkinkan Anda untuk melihat permukaan hampir semua sampel, dari logam industri hingga sampel geologis hingga spesimen biologis seperti spora, serangga, dan sel. Meskipun SEM tidak dapat melihat fitur dengan tingkat detail yang sama seperti TEM, SEM jauh lebih cepat, tidak terlalu membatasi, dan terkadang dapat dilakukan dengan persiapan sampel yang terbatas atau tanpa persiapan.

Previous Post
Next Post

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *