Sel Prokariota & Sel Eukariota
1:27 AM
Unknown
, Posted in
Sel Prokariota & Sel Eukariota
1. Sel Prokariot
Prokariota adalah makhluk hidup yang
tidak memiliki membran inti sel (= karyon), sedangkan eukariota memiliki
membran inti sel. Semua prokariota adalah uniseluler,
kecuali myxobacteria yang sempat
menjadi multiseluler di salah satu tahap siklus hidup biologinya.
Kata prokaryota’' berasal dari Yunani πρό-
(pro-) "sebelum" + καρυόν (karyon) "kacang atau biji".
Prokaryota terbagi menjadi dua domain: Bakteri dan Archaea. Archaea
baru diakui sebagai domain sejak 1990. Archaea pada awalnya diperkirakan
hanya hidup di kondisi yang tidak nyaman, seperti dalam suhu, pH, dan radiasi yang
ekstrem, tapi kemudian Archaea ditemukan juga di berbagai macam habitat.
Prokariota vs. Eukariota
Eukariota punya inti sel yang
mengandung DNA,
sedangkan prokariotik tidak punya inti sel dan materi genetiknya tidak berada
dalam membran. Karena terlalu besarnya perbedaan struktur dan genetik dari
keduanya, pada tahun 1977 Carl Woese memecah prokariota menjadi Bakteri dan Archaea (sebelumnya
Eubacteria dan Archaebacteria), dengan mengusulkan sistem tiga-domain yang
terdiri dari Eukariota (atau "Eukarya"), Bacteria, dan Archaea, yang
merevisi sistem dua empire.
Genom dari prokariota berada dalam suatu kompleks DNA/protein dalam sitosol, namanya nucleoid, yang tidak punya membran nukleus. Prokariota
pada umumnya tidak punya kompartemen membran sel seperti mitokondria dan
kloroplas sehingga fosforilasi oksidatif dan fotosintesis terjadi di sepanjang
membrane plasma. Tapi prokariota punya struktur internal, sepertisitoskeleton, dan
khusus bakteri ordo Planctomycetes punya
membran di sekitar nucleoid dan mempunyai organel membran sel.
Prokariota juga hanya mengandung satu
lingkaran DNA kromosomal yang stabil, tersimpan dalam nucleoid, sedangkan DNA dalam
eukariota ditemukan dalam kromosom yang tertutup rapat dan terorganisasi.
Meskipun beberapa eukariota memiliki struktur DNA satelit bernama plasmid, biasanya
plasmid identik dengan prokariota, dan banyak gen penting dalam prokariota
tersimpan dalam plasmid.
Prokariota memiliki rasio luas
permukaan terhadap isi sehingga memiliki taraf metabolik yang
lebih tinggi, taraf pertumbuhan yang lebih tinggi dan otomatis durasi
perkembangbiakan yang pendek dibanding Eukariota. Di samping itu, Sel
prokariota biasanya lebih kecil daripada eukariota.
Kesamaannya, eukariota dan prokariota
sama-sama mengandung struktur RNA/protein yang
besar, dinamakan ribosom, yang memproduksi protein.
Reproduksi
Bakteri dan archaea berkembang biak secara aseksual, yaitu
kebanyak secara fisi biner atau tunas. Pertukaran dan
rekombinasi genetik bisa terjadi, namun ini merupakan transfer gen
horisontaldan bukan replikasi, yaitu melibatkan DNA yang ditransfer antara
dua sel, seperti halnya konjugasi bakteri.
Struktur
Riset terbaru menunjukkan bahwa semua prokariota
memiliki sitoskeleton yang lebih primitif daripada
sitoskeleton eukariota. Di samping homologi dari aktin dan tubulin (MreB dan FtsZ) komponen dari flagela yang
tersusun helix, bernama flagellin, adalah salah satu
dari protein sitoskeletal dari bakteri yang paling penting sebagai penyedia
latar belakang struktural dari kemotaksis,
respons fisiologis sel yang dasar dari bakteri. Paling tidak, beberapa
prokariota juga mengandung struktur intrasel, yaitu berupa organela primitif.
organela membran (atau membran antar sel) terdapat di beberapa prokariota
seperti vakuola dan sistem membran yang dipakai khusus untuk metabolisme,
seperti fotosintesis atau kemolithotrofi. Beberapa
spesies juga mengandung mikrokompartemen yang
disertai protein yang memiliki peran fisiologis tertentu (misal, karboksisom atau vakuola
udara).
Sebagian besar prokariota berukuran 1 µm
sampai 10 µm, tapi ukurannya bisa beragam mulai 0.2 µm sampai
750 µm (Thiomargarita namibiensis).
Berikut ini struktur sel dari prokariota:
flagella, membrane sel, dinding sel (kecuali genus Mycoplasma), sitoplasma,
ribosom, nucleoid, glikokalix, inklusi.
Morfologi Sel
Berikut ini 4 bentuk dasar prokariota:
Coccus - berbentuk sferik
Bacilli - berbentuk
tangkai
Spirochaete - berbentuk
spiral
Vibrio - berbentuk koma
Habitat
Prokariota hidup di hampir semua lingkungan di
bumi selama ada airnya. Beberapa archaea dan bakteri tumbuh dengan baik dalam
lingkungan yang ekstrem, seperti suhu tinggi (termofilia) atau salinitas tinggi
(halofilia). Makhluk hidup seperti ini disebut juga ekstremofilia. Banyak
archaea yang berperan sebagai plankton di
laut. Prokariota simbiotik hidup di dalam
atau pada tubuh makhluk hidup lain, termasuk manusia.
Evolusi prokariota
Model evolusi dari makhluk hidup
pertama adalah prokariota, yang kemudian berevolusi menjadi protobion, lalu eukariota secara
umum dikatakan berevolusi dari sini. Akan tetapi, banyak ilmuwan yang
mempertanyakan kesimpulan ini, karena menurut mereka spesies prokariota yang
hidup saat ini berevolusi dari nenek moyang eukariotik yang lebih kompleks
melalui proses simplifikasi. Ilmuwan lain berpendapat bahwa tiga domain
muncul secara bersamaan, dari sekumpulan sel-sel yang bervariasi yang membentuk
satu kolam gen. Kontroversi ini diringkas di tahun 2005:
Belum ada konsensus di antara para ahli
biologi mengenai posisi eukariota dalam skema evolusi. Pendapat terkini
mengenai evolusi eukariota meliputi:
Eukariota muncul pertama kali dalam evolusi
dan prokariota berevolusi dari mereka,
Eukariota muncul bersamaan dengan eubacteria
dan archeabacteria sehingga nenek moyang eukariota sejajar dengan prokariota,
Eukariota muncul melalui kejadian simbiotik,
yaitu asal mula endosimbiotik dari inti sel,
Eukariota muncul tanpa endosimbiosis,
Eukariota muncul melalui kejadian simbiotik,
yaitu asal mula endosimbiotik yang bersamaan dari flagela dan inti sel.
Fosil tertua prokariota ditemukan sekitar 3.5 milyar tahun
yang lalu, yaitu sekitar 1 milyar tahun setelah pembentukan kerak bumi. Bahkan
hari ini, prokariota mungkin adalah bentuk kehidupan yang paling berhasil dan
banyak. Eukariota muncul dalam catatan fosil beberapa masa kemudian, dan
mungkin telah terbentuk dari endosimbiosis dari
beberapa nenek moyang prokariota. Fosil eukariota tertua berumur sekitar 1.7
milyar tahun. Akan tetapi, beberapa bukti genetik mengarah pada kesimpulan bahwa
eukariota muncul 3 milyar tahun yang lalu.
Bumi adalah satu-satunya tempat ditemukannya
kehidupan, tapi beberapa ilmuwan berpendapat bahwa ada bukti
kehidupan/fosil prokariota di Mars; tapi pendapat ini masih menjadi
skeptisisme dan debat yang dipertimbangkan.
Prokariota telah berdiversifikasi
besar-besaran dalam waktu lama. Metabolisme prokariota jauh lebih bervariasi
daripada eukariota, sehingga tercipta bermacam-macam tipe prokariota. Misalnya,
di samping memakai fotosintesis atau senyawa
organik sebagai energi, seperti halnya eukariota, prokariota mendapat
energi dari senyawa anorganik seperti [[H2S]], sehingga
membuat prokariota bisa bertahan di lingkungan yang sedingin permukaan
salju Antartika,
dan sepanas lubang hidrothermal dasar
laut dan sumber air panas.
2. Eukariot
Eukariota (berasal dari bahasa Yunani "eu"
yang artinya "baik", dan "karyon" yang artinya menunjuk
pada nuklei sel) adalah organisme dengan selkompleks,
di mana bahan-bahan genetika disusun menjadi nuklei
yang terikat membran.
Eukariota termasuk hewan.
Tumbuhan, dan jamur yang
kebanyakan multiselular serta berbagai kelompok lainnya yang
diklasifikasikan secara kolektif sebagai protista (banyak
di antaranya uniselular). Sebaliknya, organisme-organisme lainnya,
misalnya bakteri,
tidak mempunyai nuklei dan struktur sel kompleks lainnya, organisme-organisme
seperti itu disebut prokariota.
Ciri – ciri sel
Pada umumnya, sel eukariota memiliki ukuran
yang lebih besar dari prokariota dan memiliki bagian-bagian sub-selular yang
disebut dengan organel dansitoskeleton yang
terdiri atas mikrotubulus, mikrofilamen dan filamen antara. Berbeda
dengan prokariota, DNA eukariota disimpan dalam kumpulankromosom yang
tersimpan di dalam nuklei yang terbungkus membran nuklei. Selain melakukan pembelahan
sel secara aseksual, kebanyakan eukariota juga bisa melakukan reproduksi seksual melalui proses fusi sel,
yang tidak ditemukan pada prokariota.
Membran Internal
Sel eukariotik memiliki bermacam-macam
struktur yang dibatasi membran, yang secara kolektif disebut sistem endomembran.
Ruang sederhana, yang disebut vesikel atau vakuola, dapat
terbentuk dengan pemisahan dari membran lain. Banyak sel menelan makanan dan
bahan lain melalui proses yang disebut endositosis,
dimana membran luar melekuk ke dalam kemudian putus membentuk vesikel.
Kemungkinan banyak organel bermembran lainnya berasal dari vesikel yang
demikian.
Inti sel dilapisi oleh membran
ganda, yang memiliki pori-pori yang memungkinkan bahan-bahan keluar-masuk.
Bermacam peluasan membran nukleus yang berbentuk tabung atau lembaran
membentuk retikulum endoplasma (atau RE), yang
terlibat dalam transpor dan pematangan protein. RE terdiri atas RE kasar yang
memiliki ribosom yang
melekat, dan protein yang disintesis ribosom itu memasuki ruang dalam atau
lumen . Kemudian, biasanya mereka memasuki vesikel, yang terpisah dari RE
halus. Pada kebanyakan eukariota, vesikel pembawa protein ini dilepaskan dan
dimodifikasi pada tumpukan vesikel yang memipih yang disebut badan Golgi atau
diktiosom.
Vesikel dapat berspesialisasi untuk beragam
kegunaan. Contohnya, lisosom mempunyai enzim yang menguraikan isi vakuola
makanan, danperoksisom yang
fungsinya menguraikan peroksida, yang beracun. banyak protozoa memiliki
vakuola kontraktil, yang mengumpulkan dan membuang kelebihan air dan ekstrusom, yang mengeluarkan
bahan yang dipakai untuk melawan pemangsa atau menangkap mangsa. Pada tumbuhan
tingkat tinggi, sebagian besar ruang sel diisi oleh vakuola pusat, yang fungsi
utamanya untuk menjaga tekanan osmotik.
Mitokondria dan Plastida
Mitokondria adalah
organel yang ditemukan pada hampir semua eukariota. Mitokondria diselubungi
membran ganda, yang membran dalamnya berlekuk-lekuk ke dalam membentuk krista,
tempat berlangsungnya respirasi aerobik.
Mitokondria memiliki DNA dan ribosom-nya sendiri dan hanya terbentuk dari
pembelahan mitokondria lain. Sekarang mereka umumnya berkembang dari prokariota
yang berendosimbiosis, mungkin proteobacteria.
Beberapa protozoa yang tidak memiliki mitokondria ditemukan mempunyai organel
yang diturunkan dari mitokondira seperti hidrogenosom danmitosom.
Tumbuhan dan berbagai kelompok alga juga
memiliki plastida.
Dan plastida ini juga mempunyai DNA sendiri dan berkembang dari proses
endosimbiosis, dalam hal ini cyanobacteria.
Biasanya plastida berbentuk kloroplas,
yang mengandung klorofil dan menghasilkan energi melaluifotosintesis seperti
halnya cyanobacteria. Plastida lain terlibat dalam menyimpan makanan. Meskipun
plastida mungkin memiliki satu asal, tidak semua grup yang memiliki plastida
berkerabat dekat. beberapa eukariota mendapatkannya dari yang lain dengan
endosimbiosis penelanan sekunder.
Sel eukariotik mempunyai dua buah
isoenzim malate dehydrogenase yang berupa mitokondria (m-MDH) dan
plastida (bahasa Inggris: cytoplasmic) (s-MDH). Enzim ini
berfungsi untuk konfigurasi isomer L pada asam malik (bahasa
Inggris: malate). Inhibitor enzim ini adalah ATP, ADP, AMP, tiroksin,yodium sianida, and
molekul yodium.[1]
Reproduksi
Reproduksi eukariota dilakukan melalui pembelahan
sel, yang umumnya terjadi secara mitosis, yaitu
proses pembelahan inti sel yang menyebabkan sebuah sel anak menerima duplikat
setiap kromosom yang dimiliki sel induk. Pada kebanyakan eukariota terdapat
juga reproduksi seksual, di antara sel haploid, yaitu
sel yang hanya memiliki satu buah kromosom dari masing-masing pasang kromosom
yang dimiliki sel induk yang melibatkan proses fusi inti sel (singami) dan
pembelahan secara meiosis yang menghasilkan sel diploid, yaitu
sel yang memiliki pasangan kromosom yang lengkap.
Struktur sel eukariot berbeda dengan
prokariot. Ukuran sel eukariot lebih besar dan memiliki struktur yang lebih
kompleks daripada prokariot. Sel prokariot dan eukariot memiliki perbedaan
utama yaitu keberadaan membran inti sel. Inti sel pada prokariot tidak
diselubungi oleh membran inti, inti selnya terkumpul di tengah sel. Berikut
ini adalah perbandingan antara sel prokariot dengan sel eukariot
(Prescott et all, 2004:96-97)
Tabel. Perbandingan antara sel prokariot dan
eukariot
Karakteristik
|
Prokariot
|
Eukariot
|
Ukuran sel
|
Umumnya 0,5-5 μm
|
10-100 μm
|
Inti sel
|
Tidak terbungkus membran inti sehingga tidak disebut
nukleus tetapi nukleiod
|
Inti sejati yang terbungkus membran inti dan memiliki
nukleolus
|
Organel yang terbungkus membran
|
Tidak ada
|
Ada, seperti lisosom, kompleks golgi,
mitokondria, retikulum endoplasma, dan kloroplas
|
Flagel
|
Tersusun atas 2 berkas protein
|
Lengkap, tersusun atas mikrotubulus rangkap
|
Glikokaliks
|
Ada, berupa kapsul atau lapisan lendir
|
Ada pada sel yang tidak memiliki
dinding sel
|
Dinding sel
|
Biasanya ada, tersusun atas peptidoglikan
|
Jika ada, struktur kimia sederhana
|
Vesikel gas
|
Ada
|
Tidak
|
Membran sel
|
Tanpa karbohidrat dan biasanya tanpa sterol
|
Sterol dan karbohidrat ada sebagai reseptor
|
Sitoplasma
|
Tanpa sistoskeleton atau aliran
sitoplasmik
|
Ada sistoskeleton dan terjadi aliran
sitoplasmik
|
Ribosom
|
Ukuran kecil (70s)
|
Ukuran besar (80s)
|
Kromosom (DNA)
|
Kromosom tunggal melingkar tanpa
protein histon
|
Kromosom linear melipat dengan terikat
protein histon
|
Pembelahan sel
|
Pembelahan biner
|
Mitosis
|
Rekombinasi seksual
|
Tanpa meiosis, hanya transfer fragmen
DNA
|
Meiosis
|
Sensitivitas terhadap antibiotik
|
Sensitif
|
Tidak sensitif
|
Selain perbedaan-perbedaan di atas, eukariot
dan prokariot memiliki tipe genom yang berbeda. Dimana genom merupakan
kandungan genetic total pada set haploid kromosom.
Genom Prokariot
Untuk prokariot diwakili oleh sel bakteri yang
memiliki kromosom tunggal, DNA atau RNA saja. Genom prokariot merupakan
material genetic yang terdapat pada prokariot.
Genom bakteri terdiri dari kromosom sirkular
yang disebut nukleoid. Di luar nukleoid terdapat juga DNA sirkuler lain yang
lebih kecil disebut plasmid. Pembentukan badan nukleoid terkondensasi dengan
cara supercoiling dan looping yang tersusun secara rapat.
Plasmid ditemukan pada bakteri. Ukuran
bervariasi dan bereplikasi secara otonomi (origin of replication). Dapat
ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lainnya ataupun pada kingdom yang
berbeda. Sering digunakan sebagai vector untuk membawa gen yang diinginkan. Gen
yang dibawa oleh plasmid berguna, karena mengkode sifat-sifat ketahanan
terhadap antibiotic atau kemampuan untuk memanfaatkan komponen kompleks seperti
toluene sebagai sumber karbon. Tetapi prokariot dapat bertahan secara
efektif tanpa plasmid. Prokariot menunjukkan keragaman dalam organisasi genom. E.
coli memiliki genom unipartite, tetapi prokariot lainnya lebih kompleks.
Kromosom bakteri bereplikasi di dalam sel dan sel membelah secara biner.
Bakteri memiliki DNA yang lebih sederhana,
lebih sedikit mengandung pasangan basa nukleotida dan berbentuk sirkuler.
Genom Eukariot
Genom manusia merupakan model yang baik bagi
genom eukariot secara umum. Genom nuclear eukariotik memiliki molekul DNA
linear yang terdapat di dalam kromosom. Semua eukariot juga memiliki genom yang
lebih kecil yang berbentuk sirkular yaitu genom mitokondria. Pada tumbuhan
terdapat genom lain yaitu genom kloroplas.
Genom eukariotik berlokasi pada beberapa
kromosom. Selain itu juga terdapat genom organel. Material kromosom disebut
kromatin. Pada kromosom terdapat nukleosome yang merupakan lilitan DNA pada molekul
protein yang disebut protein histon. Nukleosom terorganisasi ke dalam 30nm
benang-benang. Benang-benang terlipat-lipat membentuk 10.000 fold-compaction
yang diperlukan untuk membentuk kromosom eukariot di dalam nucleus.
Walaupun struktur dasar eukariot mirip tetapi
satu hal penting yang sangat berbeda adalah ukuran genom. Genom eukariot yang
terkecil berukuran kurang dari 10Mb panjangnya. Sedangkan genom yang terbesar
berukuran lebih dari 100.000 Mb. Eukariot yang lebih sederhana seperti fungi
memiliki genom yang paling kecil, dan eukariot yang lebih tinggi seperti
vertebrata dan tanaman berbunga memiliki genom yang lebih besar.
Eukariot juga memiliki genom mitokondria yang
berbentuk sirkular. Terdapat lebih dari satu. Ukurannya lebih kecil pada sel
hewan daripada tumbuhan. Lebih dari 95% protein mitokondria dikode di genom
nuklear. Selain itu juga eukariot memiliki genom kloroplas dimana banyak
protein kloroplas dikode di nukleus.
Transkipsi dan Translasi pada Prokariot dan
Eukariot
Perbedaan yang sangat signifikan lainnya
adalah mengenai proses transkipsi dan translasi. Pada prokariot proses
transkipsi dan translasi dapat terjadi secara simultan dan berlangsung
sederhana sedangkan pada eukariot transkipsi terjadi di inti dan translasi
terjadi di sitoplasma, karena keduanya tidak dapat berjalan secara bersamaan.
Proses transkipsi lebih rumit dikarenakan akses RNA polymerase terhadap DNA
lebih lama akibat DNA dikemas secara kompak dengan protein histon.
0 Response to " Sel Prokariota & Sel Eukariota"
Post a Comment