PROKARIOT
Sel prokariot merupakan mahluk yang pertama-tama muncul dalam evolusi biologi. Fosilnya masih berbentuk sel yang kita kenal sekarang, tercatat berumur lebih dari tiga ribu juta (3 x 109) tahun, telah ditemukan pada batu tulis kuno di Afrika dan di Australia. Sel eukariot yang muncul mungkin pada ribuan juta tahun setelah prokariot, berukuran lebih besar, lebih kompleks, dan memperlihatkan kisaran ragam dan perbedaan yang lebih luas. Golongan ini merupakan jenis sel yang ditemukan pada semua hewan, tanaman dan jamur bersel banyak (fungsi).
Istilah prokariot diturunkan dari bahasa Yunani yang berarti kacang, biji, atau inti. Prokariot berarti “pra inti,” Pada prokariot, senyawa genetik ditempatkan di dalam suatu badan inti atau badan serupa inti yang agak acak dan tidak dikelilingi oleh membran. Sekarang, kita akan menelaah sel prokariot dan eukariot secara lebih terinci
Prokariot terdiri dari kira-kira 3000 spesies bakteri, termasuk organisme yang umumnya disebut ganggang hijau biru (blue-green algae). Ganggang hijau-biru merupakan suatu keluarga khusus dari bakteri; nama modern yang lebih disukai adalah cyanobacter (cyano = biru). Golongan sianobakteri berbeda dengan golongan lain, dan sering terpisah sendiri, karena golongan ini melangsungkan sistem fotosintesis yang dapat menghasilkan oksigen, menyerupai sistem pada tumbuhan hijau tingkat tinggi.

11
Walaupun beberapa kelas bakteri lainnya dapat melakukan fotosintesis, aktivitas ini tidak menghasilkan oksigen. Bahkan, kebanyakan spesies bakteri bersifat non-fotosintetis dan memperoleh energi dari pemecah¬an zat makanan dari lingkungannya. Terdapat kira-kira 20 famili prokariot, yang dibeda¬kan atau diberi nama menurut bentuk, kapasitas gerak, karakteristik pe¬warnaan, zat makanan yang disukai, atau produk yang dihasilkan. Beberapa bakteri bersifat patogenik (penyebab penyakit), tetapi banyak yang amat bermanfaat. Di antara prokariot terdapat golongan yang berukuran amat kecil yang biasanya hidup sebagai parasit di dalam organisme lain.
Sel prokariot, walaupun tidak terlihat oleh mata dan tidak kita kenal seperti hewan dan tumbuhan tingkat tinggi, menyusun bagian yang amat penting dari keseluruhan bio¬massa bumi. Mungkin tiga-perempat dari semua senyawa hidup di bumi terdiri dari orga nisme mikrosicopis, terutama prokariot. Lebih jauh lagi, prokariot memegang peranan penting di dalam pertukaran biologi dari bahan dan energi di muka bumi. Bakteri foto¬sintetik di dalam air tawar dan air laut menangkap energi matahari dan menggunakannya untuk menghasilkan karbohidrat dan bahan selular lainnya, yang kemudian dipergunakan sebagai makanan oleh bentuk kehidupan lain. Beberapa bakteri dapat melakukan fiksasi molekul nitrogen (N2) dari atmosfir untuk membentuk senyawa nitrogen yang bermanfaat. Jadi, prokariot merupakan awal dari berbagai rantai makanan pada biosfir. Lebih jauh lagi, prokariot juga berpartisipasi sebagai konsumen akhir, karena berbagai bakteri meng¬uraikan struktur organik tumbuhan dan hewan yang telah mati, dan mengembalikan produk akhir ini kepada atmosfir, tanah dan lautan. Di sini, senyawa tersebut dipergunakan kembali di dalam daur bioiogi unsur karbon, nitrogen dan oksigen.
Sel prokariot juga sangat penting dalam mempelajari biokimia dan biologi molekuler karena strukturnya yang sederhana, kecepatan dan kemudahan pertumbuhan sel, dan mekanisme yang relatif sederhana di dalam reproduksi dan transmisi informasi genetik. Pada kondisi optimum, bakteri E, colf akan membelah diri setiap 20 sampai 30 menit pada suhu 37°C di dalam medium glukosa sederhana, garam-garam amonium, dan mineral. Ciri penting lain dari prokariot adalah bahwa golongan ini bereproduksi dengan cara aseksual yang amat sederhana.
12
Organisme ini tumbuh hingga ukurannya berlipat ganda, lalu mem¬belah diri menjadi sel anak yang identik. Tiap sel menerima seperangkat (satu “copy”) materi genetik (DNA) dari sel induk. Sel prokariot hanya mempunyai satu kromosom, terdiri dari molekul DNA sulur ganda. Lebih jauh lagi, mutan genetik dari prokariot dapat segera diinduksi dan ditumbuhkan. Karena sifat-sifat ini, bakteri telah memberikan kepada kita pengetahuan mengenai dasar-dasar proses molekuler yang terlibat di dalam transmisi informasi genetik.Echerichia coli Adalah sel prokariot yang Paling banyak Diketahui.
Escherichia coli, suatu organisme yang tidak berbahaya yang biasanya hidup di dalam saluran usus manusia dan banyak hewan tingkat tinggi lainnya, merupakan prokariot yang paling banyak dipelajari dan mungkin paling banyak dipahami di antara semua jenis sel. Sel E. coli berukuran 2 mm (panjang) dan berdiameter sedikit lebih kecil dari 1 pm. Organisme ini mempunyai dinding pelindung, yaitu sejenis membran sel yang agak rapuh yang dilapisi dinding pelindung tadi, sitoplasma yang dilindungi membran dan badan inti sel yang mengandung molekul tunggal DNA dalam bentuk simpul tidak berujung yang amat panjang, yang seringkali berbentuk lingkaran. Molekul DNA sel E. coli hampir 1000 kali lebih panjang dari selnya sendiri dan karenanya harus betul¬-betul berlipat untuk dapat masuk ke dalam badan inti sel, yang biasanya berukuran lebih kecil dari 1 gm. Seperti semua prokariot, tidak terdapat membran yang mengelilingi materi genetik di dalam E. coli, Selain DNA utama di dalam “inti” (nukleoid), sitoplasma kebanyakan bakteri mengandung potongan DNA kecil berbentuk lingkaran yang disebut plasmid. Kita kemudian akan melihat bahwa bagian ini bersifat terpisah dan merupakan unsur genetik semi-independen yang ternyata membawa perkembangan baru di dalam biokimia dan rekayasa genetika.
Dinding luar sel E. coli dilapisi oleh selongsong atau kapsul yang terbentuk dari se¬nyawa berlendir. Dari bagian ini dikeluarkan suatu struktur serupa rambut yang disebut pili; fungsinya belum diketahui sepenuhnya. Strain dari E, coli dan bakteri lain yang bersifat motil juga mempunyai satu atau lebih flagela panjang, yang dapat menggerak¬kan bakteri di dalam lingkungan cairnya. Flagela bakteri bersifat lurus, kaku, berbentuk batang melengkung, kira-kira 10 sampai 20 nm melintang (across).
13
Flagela melekat pada suatu struktur pada membran yang menyerupai suatu autotransmisi, yang dapat memutar flagela. Membran sel terdiri dari molekul lipida yang membentuk dua lapisan tipis (bilayer), dengan berbagai protein yang menembus lapisan tersebut. Membran ini bersifat ,rermeabel selektif dan mengandung protein yang dapat melangsungkan pengangkutan nutrien ter¬tentu ke dalam sel dan hasil buangan ke luar dari sel. Membran sel kebanyakan prokariot juga mengandung protein penting pembawa elektron, yang dapat mengubah energi oksi¬datif menjadi energi kimia ATP. Pada bakteri fotosintetik, membran bagian dalam diturun¬kan dari membran plasma yang mengandung klorofil dan pigmen lain penangkap sinar.

Gambaran 1.2. sel prokariot

Di dalam sitoplasma E. coli terdapat sejumlah unsur granular. Yang paling jelas adalah ribosom yang terlihat padat pada pewarnaan; pada prokariot, berdiameter kira-kira 18 nm. Ribosom yang mengandung asam ribonukleat dan sejumlah molekul protein me¬langsungkan sintesa protein sel.
Bahkan pada bakteri sederhana, kita melihat suatu pembagian kerja primitif di dalam sel. Dinding sel merupakan batas terdepan, bersifat sebagai pelindnng, membran sel me¬langsungkan pengangkutan nutrien ke dalam dan hasil buangan ke luar, dan juga meng hasilkan energi kimia sebagai ATP.

14
Sitoplasma merupakan tempat reaksi enzimatis yang melibatkan sintesa berbagai komponen sel; ribosom menghasilkan protein; dan badan inti berpartisipasi dalam penyimpanan dan transmisi informasi genetik.

Gambar 1.3 Perbandingan sel prokariot dan eukariot
Walaupun prokariot bersifat relatif sederhana dan berukuran kecil dibandingkan dengan sel eukariot, beberapa diantaranya ternyata mampu melakukan aktivitas yang kompleks. Contohnya, banyak bakteri memperlihatkan fenomena kemotaksis. Golongan ini tertarik kepada dan dapat bergerak menuju senyawa kimia tertentu, terutama nutrien, serta ditolak oleh dan bergerak menjauhi senyawa toksik. Jadi, organisme ini mempunyai sistem sensori primitif yang dapat mengkomunikasikan isyarat ke flagelanya, yang akan mendorong sel menuju atau menjauhi suatu atraktan Golongan ini juga mempunyai daya ingat yang masih primitif.
Sel beberapa spesies prokariot cenderung bergabung menjadi suatu kelompok atau filamen, yang memberikan kesan sebagai organisme multisel primitif, akan tetapi, organis¬me multisel yang sejati hanya terdiri dari sel-sel eukariot.
Prokariot merupakan bentuk sel organisme yang paling sederhana dengan diameter dari 1 hingga 10 µm. Struktur selnya diselimuti oleh membran plasma (membran sel) yang tersusun dari lemak lapis ganda. Di sela-sela lapisan lemak ini terdapat sejumlah protein integral yang memungkinkan terjadinya lalu lintas molekul-molekul tertentu dari dalam dan ke luar sel.

15
Kebanyakan prokariot juga memiliki dinding sel yang kuat di luar membran plasma untuk melindungi sel dari lisis, terutama ketika sel berada di dalam lingkungan dengan osmolaritas rendah.
Bagian dalam sel secara keseluruhan dinamakan sitoplasma atau sitosol. Di dalamya terdapat sebuah kromosom haploid sirkuler yang dimampatkan dalam suatu nukleoid (nukleus semu), beberapa ribosom (tempat berlangsungnya sintesis protein), dan molekul RNA. Kadang-kadang dapat juga dijumpai adanya plasmid (molekul DNA sirkuler di luar kromosom). Beberapa di antara molekul protein yang terlibat dalam berbagai reaksi metabolisme sel nampak menempel pada membran plasma, tetapi tidak ada struktur organel subseluler yang dengan jelas memisahkan berlangsungnya masing-masing proses metabolisme tersebut.
Permukaan sel prokariot adakalanya membawa sejumlah struktur berupa rambut-rambut pendek yang dinamakan pili dan beberapa struktur rambut panjang yang dinamakan flagela. Pili memungkinkan sel untuk menempel pada sel atau permukaan lainnya, sedangkan flagela digunakan untuk berenang apabila sel berada di dalam media cair.
Sebagian besar prokariot bersifat uniseluler meskipun ada juga beberapa yang mempunyai bentuk multiseluler dengan sel-sel yang melakukan fungsi-fungsi khusus. Prokariot dapat dibagi menjadi dua subdivisi, yaitu Eubacteria dan Archaebacteria atau Archaea. Namun, di atas telah disinggung bahwa Archaea merupakan kelompok peralihan antara prokariot dan eukariot. Dilihat dari struktur selnya, Archaea termasuk dalam kelompok prokariot, tetapi evolusi molekul rRNA-nya memperlihatkan bahwa Archaea lebih mendekati eukariot.
Perbedaan antara Eubacteria dan Archaea terutama terletak pada sifat biokimianya. Misalnya, Eubacteria mempunyai ikatan ester pada lapisan lemak membran plasma, sedangkan pada Archaea ikatan tersebut berupa ikatan eter.
Salah satu contoh Eubacteria (bakteri), Escherichia coli, mempunyai ukuran genom (kandungan DNA) sebesar 4.600 kilobasa (kb), suatu informasi genetik yang mencukupi untuk sintesis sekitar 3.000 protein.

16
Aspek biologi molekuler spesies bakteri ini telah sangat banyak dipelajari. Sementara itu, genom bakteri yang paling sederhana, Mycoplasma genitalium, hanya terdiri atas 580 kb DNA, suatu jumlah yang hanya cukup untuk menyandi lebih kurang 470 protein. Dengan protein sesedikit ini spesies bakteri tersebut memiliki kemampuan metabolisme yang sangat terbatas.
Kelompok Archaea biasanya menempati habitat ekstrim seperti suhu dan salinitas tinggi. Salah satu contoh Archaea, Methanocococcus jannaschii, mempunyai genom sebesar 1.740 kb yang menyandi 1.738 protein. Bagian genom yang terlibat dalam produksi energi dan metabolisme cenderung menyerupai prokariot, sedangkan bagian genom yang terlibat dalam replikasi, transkripsi, dan translasi cenderung menyerupai eukariot.
B. EUKARIOT
Sel eukariot berukuran lebih besar dibandingkan dengan prokariot. Sebagai contoh, hepatosit, jenis sel utama pada hati hewan tingkat tinggi berdiameter kira-kira 20 sampai 30 pan, dibandingkan dengan diameter bakteri yang berukuran I sampai 2 PM. Tetapi, yang leb ih nyata lagi adalah volume sel eukariot yang mencapai 1000 sampai 10.000 kali lebih besar dari volume bakteri. Volume relatif sel eukariot dan prokariot dapat di¬hitung dengan pendekatan rumus volume suatu bulatan. Beberapa sel eukariot berukuran jauh lebih besar dari kisaran ini, contohnya: pada telur ayam yang belum terfertilisasi, hampir semua volumenya yang besar diisi oleh persediaan nutrien bagi per¬kembangan embrionya. Beberapa sel eukariot berukuran amat panjang. Contohnya, sel penggerak tertentu dari sistern syaraf manusia, panjangnya dapat melebihi 1 meter. Ciri yang paling utama ialah, bahwa sel eukariot mempunyai inti sel yang berbentuk baik, yang dikelilingi oleh membran ganda dan oleh struktur internal yang kompleks. Seperti prokariot, sel-sel eukariot dapat membelah secara aseksual, akan tetapi, proses ini ter¬jadi dengan cara yang jauh lebih kompleks, yang dikenal sebagai Sel benih orga¬nisme eukariot dapat juga melangsungkan konyugasi seksual yang kompleks, yang me-nyangkut pertukaran gen.

17
Perbedaan menyolok lainnya di antara eukariot dan prokariot adalah bahwa selain inti sel yang terbentuk baik, eukariot mengandung sejumlah organel yang di-kelilingi membran, seperti dan masing-masing mempunyai peranan spesifik di dalam metabolisme dan aktivitas sehari-hari sel. Sel eukariot mempunyai pembagian kerja yang lebih rumit di antara berbagai struktur internal, masing-masing struktur memegang peranan khusus di dalarn aktivitas sel.

Gambar 1.4 sel eukariot
Sel semua hewan dan tumbuhan tingkat yang lebih tinggi dan sel jamur merupakan sel-sel eukariot. Terdapat juga berbagai eukariot bersel tunggal, termasuk berbagai spesies protozoa, diatome, eugenoid, ragi, dan lapang berlendir. Karena golongan ini mempunyai jumlah bahan genetik yang jauh lebih banyak, dan karena organisme ini sering melangsungkan konyugasi seksual yang memungkinkan pertukaran gen, bentuk kehidupan eukariot mampu melakukan diferensiasi dan spesialisasi secara lebih luas dibandingkan dengan prokariot. Jadi, organisme eukariot mempunyai jutaan spesies yang berbeda, dibandingkan dengan spesies prokariot yang hanya beberapa ribu. Sebaliknya, organisme prokariot lebih mampu bertahan terhadap perubahan lingkungannya, dan dapat bere¬produksi dengan kecepatan yang lebih tinggi, yang memberinya kemampuan bertahan pada keadaan yang amat tidak menguntungkan.
Secara taksonomi eukariot dikelompokkan menjadi empat kingdom, masing-masing hewan (animalia), tumbuhan (plantae), jamur (fungi), dan protista, yang terdiri atas alga dan protozoa.

18
Salah satu ciri sel eukariot adalah adanya organel-organel subseluler dengan fungsi-fungsi metabolisme yang telah terspesialisasi. Tiap organel ini terbungkus dalam suatu membran. Sel eukariot pada umumnya lebih besar daripada sel prokariot. Diameternya berkisar dari 10 hingga 100 µm. Seperti halnya sel prokariot, sel eukariot diselimuti oleh membran plasma. Pada tumbuhan dan kebanyakan fungi serta protista terdapat juga dinding sel yang kuat di sebelah luar membran plasma. Di dalam sitoplasma sel eukariot selain terdapat organel dan ribosom, juga dijumpai adanya serabut-serabut protein yang disebut sitoskeleton. Serabut-serabut yang terutama berfungsi untuk mengatur bentuk dan pergerakan sel ini terdiri atas mikrotubul (tersusun dari tubulin) dan mikrofilamen (tersusun dari aktin).
Sebagian besar organisme eukariot bersifat multiseluler dengan kelompok-kelompok sel yang mengalami diferensiasi selama perkembangan individu. Peristiwa ini terjadi karena pembelahan mitosis akan menghasilkan sejumlah sel dengan perubahan pola ekspresi gen sehingga mempunyai fungsi yang berbeda dengan sel asalnya. Dengan demikian, kandungan DNA pada sel-sel yang mengalami diferensiasi sebenarnya hampir selalu sama, tetapi gen-gen yang diekspresikan berbeda antara satu dan lainnya.
Diferensiasi diatur oleh gen-gen pengatur perkembangan. Mutasi yang terjadi pada gen-gen ini dapat mengakibatkan abnormalitas fenotipe individu, misalnya tumbuhnya kaki di tempat yang seharusnya digunakan untuk antena pada lalat Drosophila. Namun, justru dengan mempelajari mutasi pada gen-gen pengatur perkembangan, kita dapat memahami berlangsungnya proses perkembangan embrionik.
Pada organisme multiseluler koordinasi aktivitas sel di antara berbagai jaringan dan organ diatur oleh adanya komunikasi di antara sel-sel tersebut. Hal ini melibatkan molekul-molekul sinyal seperti neurotransmiter, hormon, dan faktor pertumbuhan yang disekresikan oleh suatu jaringan dan diteruskan kepada jaringan lainnya melalui reseptor yang terdapat pada permukaan sel.

About these ads

About ridhofenni

selalu bahagia

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s