Skala Sel & Mikroskop Elektron
Setelah ini kamu bisa membaca skala ukuran sel dari nanometer hingga mikrometer dan menjelaskan peran mikroskop elektron.
Bayangkan kamu mengecil terus-menerus seperti Alice di Wonderland. Pertama, kamu sebesar semut, lalu sebesar butir debu, kemudian seukuran bakteri, dan akhirnya sebesar molekul. Setiap langkah menyingkap dunia baru. Mikroskop cahaya menghentikan perjalananmu di sel dan bakteri, tetapi ribuan organel lebih kecil masih tersembunyi. Baru ketika mikroskop elektron ditemukan pada 1930-an, manusia bisa melihat ribosom, virus, dan molekul DNA. Skala yang tepat adalah kunci membuka dunia kecil ini. Coba pilah ukuran objek biologi di bawah.
Skala ukuran di biologi
Dunia biologi membentang dari puluhan meter (paus biru) hingga sepersekian nanometer (atom). Untuk membahas sel, dua satuan paling sering dipakai: mikrometer (1 per sejuta meter) dan nanometer (1 per sejuta mikrometer, atau 1 per miliar meter). Sel eukariotik berukuran sekitar 10 hingga 100 mikrometer — cukup besar untuk dilihat di mikroskop cahaya. Bakteri lebih kecil, sekitar 1 hingga 10 mikrometer. Tetapi virus, ribosom, dan molekul DNA jauh lebih kecil, di kisaran nanometer — terlalu kecil untuk mikroskop cahaya.
Mikrometer (µm) adalah satu per sejuta meter (10^-6 m), satuan ukuran sel dan bakteri. Nanometer (nm) adalah satu per miliar meter (10^-9 m), satuan ukuran virus, organel kecil, dan molekul.
Pasangkan jenis mikroskop dengan batas kemampuannya.
Mikroskop elektron menyingkap dunia kecil
Mikroskop cahaya dibatasi panjang gelombang cahaya tampak — sekitar 200 nanometer. Objek lebih kecil dari itu tak bisa dibedakan, sekalipun pembesarannya dinaikkan. Mikroskop elektron memecahkan batas ini dengan memakai berkas elektron, yang panjang gelombangnya jauh lebih pendek daripada cahaya. Dengan mikroskop elektron, manusia pertama kali melihat ribosom (25 nanometer), membran sel (10 nanometer), dan bahkan struktur dalam mitokondria. Dua jenis utama: TEM (transmisi) untuk melihat detail dalam, dan SEM (pemindai) untuk melihat permukaan objek dalam 3D.
Urutkan skala dari terkecil ke terbesar.
Lihat garis skala ukuran sel sebagai bangun.
Bayangkan skala ukuran seperti tangga dengan anak tangga berjarak sepuluh kali. Dari sel (anak tangga atas), turun satu anak = bakteri (sepuluh kali lebih kecil), turun lagi = virus, lalu ribosom, DNA, dan akhirnya atom. Setiap turun satu anak tangga berarti objek sepuluh kali lebih kecil. Mikroskop cahaya hanya bisa melihat tiga anak tangga teratas; mikroskop elektron mengizinkanmu turun lima anak tangga lebih dalam.
Coba dulu di kertas, baru buka.
Soal. Suatu organel berukuran 25 nanometer. Dapatkah organel ini dilihat dengan mikroskop cahaya? Jelaskan.
Batas resolusi mikroskop cahaya sekitar 200 nanometer. Organel berukuran 25 nanometer — lebih kecil dari batas itu.
Organel 25 nanometer tidak dapat dibedakan dengan mikroskop cahaya.
Organel ini hanya bisa dilihat dengan mikroskop elektron, yang batas resolusinya sekitar 0,1 nanometer — jauh lebih kecil dari 25 nanometer. Contoh organel 25 nanometer adalah ribosom.
Jebakan: mengira memperbesar pembesaran mikroskop cahaya akan menyingkap objek lebih kecil. Yang benar: ada batas resolusi (sekitar 200 nanometer) yang tak bisa diatasi berapa pun pembesarannya. Memperbesar bayangan objek di bawah batas itu hanya menghasilkan bayangan kabur, bukan detail baru.
Jebakan: menyamakan satu mikrometer dengan satu nanometer. Yang benar: satu mikrometer sama dengan 1000 nanometer. Sel 10 mikrometer = 10.000 nanometer. Selisihnya tiga tingkat sepuluh — bukan sedikit.
- Sel eukariotik berukuran 10-100 mikrometer.
- Virus, ribosom, dan DNA berukuran nanometer.
- Mikroskop cahaya batas 200 nanometer; mikroskop elektron 0,1 nanometer.
- Mikroskop elektron memakai berkas elektron, bukan cahaya.
- Satu mikrometer = 1000 nanometer.