SEL EUKARIOTIK: CIRI, JENIS, BAGIAN, METABOLISME - BIOLOGI - 2025

The sel eukariotik merupakan komponen struktural dari garis luas organisme ditandai dengan memiliki sel dengan inti dibatasi oleh membran dan memiliki satu set organel.

Di antara organel eukariota yang paling menonjol, kita memiliki mitokondria, yang bertanggung jawab atas respirasi sel dan jalur lain yang terkait dengan pembangkitan energi, dan kloroplas, yang ditemukan pada tumbuhan dan bertanggung jawab atas proses fotosintesis.

Sel eukariotik hewan. Sumber: Oleh Nikol valentina romero ruiz, dari Wikimedia Commons

Selain itu, ada struktur lain yang dibatasi oleh membran seperti aparatus Golgi, retikulum endoplasma, vakuola, lisosom, peroksisom, dan lain-lain, yang unik untuk eukariota.

Organisme yang merupakan bagian dari eukariota cukup heterogen, baik dalam ukuran maupun morfologi. Kelompok ini berkisar dari protozoa uniseluler dan ragi mikroskopis hingga tumbuhan dan hewan besar yang menghuni laut dalam.

Eukariota berbeda dari prokariota terutama karena adanya nukleus dan organel internal lainnya, selain memiliki organisasi materi genetik yang tinggi. Dapat dikatakan bahwa eukariota jauh lebih kompleks dalam berbagai aspek, baik struktural maupun fungsional.

Karakteristik umum

Ciri-ciri terpenting yang menentukan sel eukariotik adalah: adanya inti yang ditentukan dengan materi genetik (DNA) di dalamnya, organel subseluler yang melakukan tugas tertentu, dan sitoskeleton.

Jadi, beberapa garis keturunan memiliki ciri khusus. Misalnya, tumbuhan memiliki kloroplas, vakuola besar, dan dinding selulosa tebal. Pada jamur, dinding kitin merupakan ciri khas. Terakhir, sel hewan memiliki sentriol.

Demikian pula, ada organisme uniseluler eukariotik dalam protista dan jamur.

Bagian (organel)

Salah satu ciri khas eukariota adalah adanya organel atau kompartemen subseluler yang dikelilingi oleh membran. Di antara yang paling mencolok yang kami miliki:

Inti

Representasi sel manusia eukariotik. Anda bisa melihat intinya

Nukleus adalah struktur yang paling mencolok dalam sel eukariotik. Ini dibatasi oleh membran lipid berpori ganda yang memungkinkan pertukaran zat antara sitoplasma dan interior inti.

Ini adalah organel yang bertanggung jawab untuk mengoordinasikan semua proses seluler, karena mengandung semua instruksi yang diperlukan dalam DNA yang memungkinkan berbagai proses yang sangat besar untuk dilakukan.

Nukleus bukanlah organel berbentuk bola dan statis sempurna dengan DNA yang tersebar secara acak di dalamnya. Ini adalah struktur kompleksitas yang sangat indah dengan berbagai komponen seperti: selubung inti, kromatin dan nukleolus.

Ada juga badan lain di dalam nukleus seperti badan Cajal dan badan PML (leukemia promyelocytic).

Mitokondria

Mitokondria

Mitokondria adalah organel yang dikelilingi oleh sistem membran ganda dan ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Jumlah mitokondria per sel bervariasi sesuai dengan kebutuhannya: pada sel dengan kebutuhan energi tinggi jumlahnya relatif lebih tinggi.

Jalur metabolisme yang berlangsung di mitokondria adalah: siklus asam sitrat, transpor elektron dan fosforilasi oksidatif, oksidasi beta asam lemak dan pemecahan asam amino.

Kloroplas

Kloroplas

Kloroplas adalah organel khas tumbuhan dan alga, menghadirkan sistem membran yang kompleks. Konstituen terpenting adalah klorofil, pigmen hijau yang berpartisipasi langsung dalam fotosintesis.

Selain reaksi yang terkait dengan fotosintesis, kloroplas dapat menghasilkan ATP, antara lain, mensintesis asam amino, asam lemak. Studi terbaru menunjukkan bahwa kompartemen ini terkait dengan produksi zat melawan patogen.

Seperti mitokondria, kloroplas memiliki materi genetik sendiri, berbentuk melingkar. Dari sudut pandang evolusi, fakta ini merupakan bukti yang mendukung teori kemungkinan proses endosimbiosis yang memunculkan mitokondria dan kloroplas.

Retikulum endoplasma

Retikulum endoplasma

Retikulum adalah sistem membran yang berlanjut dengan inti dan meluas ke seluruh sel dalam bentuk labirin.

Retikulum ini terbagi menjadi retikulum endoplasma halus dan retikulum endoplasma kasar, bergantung pada adanya ribosom di dalamnya. Retikulum kasar terutama bertanggung jawab untuk sintesis protein - berkat ribosom berlabuh. Kelancaran, pada bagiannya, terkait dengan jalur metabolisme lipid

Badan Golgi

Ini terdiri dari serangkaian cakram pipih yang disebut "tangki Golgian." Ini terkait dengan sekresi dan modifikasi protein. Ini juga berpartisipasi dalam sintesis biomolekul lain, seperti lipid dan karbohidrat.

Organisme eukariotik

Pada tahun 1980, peneliti Carl Woese dan kolaborator berhasil menjalin hubungan antar makhluk hidup dengan menggunakan teknik molekuler. Melalui serangkaian percobaan perintis, mereka berhasil membangun tiga ranah (juga disebut "alam super") dengan meninggalkan pandangan tradisional tentang lima alam.

Menurut hasil Woese, kita dapat mengklasifikasikan makhluk hidup di bumi menjadi tiga kelompok yang mencolok: Archaea, Eubacteria, dan Eukarya.

Di domain Eukarya adalah organisme yang kita kenal sebagai eukariota. Garis keturunan ini sangat beragam dan mencakup sejumlah organisme uniseluler dan multiseluler.

Uniseluler

Eukariota uniseluler adalah organisme yang sangat kompleks, karena mereka harus memiliki semua fungsi khas eukariota dalam satu sel. Protozoa secara historis diklasifikasikan sebagai rhizopoda, ciliata, flagellata, dan sporozoa.

Sebagai contoh paling menonjol, kita memiliki euglena: spesies fotosintetik yang mampu bergerak melalui flagel.

Ada juga eukariota bersilia, seperti paramecia terkenal yang termasuk dalam genus Paramecium. Ini memiliki bentuk dan gerakan sandal yang khas berkat kehadiran banyak silia.

Dalam kelompok ini juga terdapat spesies patogen manusia dan hewan lain, seperti genus Trypanosoma. Kelompok parasit ini dicirikan dengan memiliki tubuh yang memanjang dan flagel yang khas. Mereka adalah penyebab penyakit Chagas (Trypanosoma cruzi) dan penyakit tidur (Trypanosoma brucei).

Genus Plasmodium adalah agen penyebab penyakit malaria atau malaria pada manusia. Penyakit ini bisa berakibat fatal.

Ada juga jamur uniseluler, tetapi karakteristik paling menonjol dari grup ini akan dijelaskan di bagian selanjutnya.

Tanaman

Semua kerumitan besar tumbuhan yang kita amati setiap hari termasuk dalam garis keturunan eukariotik, dari rerumputan dan rerumputan hingga pohon yang kompleks dan besar.

Sel-sel individu ini dicirikan dengan memiliki dinding sel yang terdiri dari selulosa, yang memberikan kekakuan pada struktur. Selain itu, mereka memiliki kloroplas yang mengandung semua elemen biokimia yang diperlukan untuk terjadinya proses fotosintesis.

Tumbuhan mewakili kelompok organisme yang sangat beragam, dengan siklus hidup kompleks yang tidak mungkin dicakup hanya dalam beberapa karakteristik.

Jamur

Istilah "jamur" digunakan untuk menunjuk organisme yang berbeda seperti jamur, ragi dan individu yang mampu menghasilkan jamur.

Bergantung pada spesiesnya, mereka dapat bereproduksi secara seksual atau aseksual. Mereka dicirikan terutama oleh produksi spora: struktur laten kecil yang dapat berkembang ketika kondisi lingkungan cocok.

Anda mungkin berpikir bahwa mereka mirip dengan tanaman, karena keduanya dicirikan oleh gaya hidup sesil, yaitu tidak bergerak. Namun, jamur kekurangan kloroplas dan tidak memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk melakukan fotosintesis.

Cara makan mereka heterotrofik, seperti kebanyakan hewan, jadi mereka harus mencari sumber energi.

Hewan

Hewan-hewan tersebut mewakili kelompok yang terdiri dari hampir satu juta spesies yang dikatalogkan dan diklasifikasikan dengan benar, meskipun para ahli zoologi memperkirakan bahwa nilai sebenarnya bisa mendekati 7 atau 8 juta. Mereka adalah kelompok yang sangat beragam seperti yang disebutkan di atas.

Mereka dicirikan sebagai heterotrofik (mereka mencari makanan sendiri) dan memiliki mobilitas luar biasa yang memungkinkan mereka untuk bergerak. Untuk tugas ini, mereka memiliki serangkaian mekanisme penggerak yang bervariasi yang memungkinkan mereka bergerak di darat, air, dan udara.

Mengenai morfologi mereka, kami menemukan kelompok yang sangat heterogen. Walaupun kita dapat membuat divisi menjadi invertebrata dan vertebrata, dimana ciri yang membedakannya adalah adanya kolom vertebra dan notochord.

Di antara invertebrata, kami memiliki porifera, cnidaria, annelida, nematoda, cacing pipih, artropoda, moluska, dan echinodermata. Sedangkan vertebrata termasuk kelompok yang lebih dikenal seperti ikan, amfibi, reptilia, burung, dan mamalia.

Jenis sel eukariotik

Ada keragaman yang besar dari sel eukariotik. Meskipun Anda mungkin berpikir bahwa yang paling kompleks ditemukan pada hewan dan tumbuhan, ini tidak benar. Kompleksitas terbesar diamati pada organisme protista, yang pasti memiliki semua elemen yang diperlukan untuk kehidupan yang terkurung dalam satu sel.

Jalur evolusi yang mengarah pada kemunculan organisme multiseluler disertai dengan kebutuhan untuk mendistribusikan tugas di dalam individu, yang dikenal sebagai diferensiasi sel. Dengan demikian, setiap sel bertanggung jawab atas serangkaian aktivitas terbatas dan memiliki morfologi yang memungkinkannya untuk melaksanakannya.

Saat proses fusi gamet atau pembuahan terjadi, zigot yang dihasilkan mengalami serangkaian pembelahan sel berikutnya yang akan mengarah pada pembentukan lebih dari 250 jenis sel.

Pada hewan, jalur diferensiasi yang diikuti oleh embrio diarahkan oleh sinyal yang diterimanya dari lingkungan dan sangat bergantung pada posisinya dalam organisme yang sedang berkembang. Di antara jenis sel paling menonjol yang kami miliki:

Neuron

Neuron atau sel berspesialisasi dalam konduksi impuls saraf yang merupakan bagian dari sistem saraf.

Sel otot

Sel otot rangka yang memiliki sifat kontraktil dan tersusun dalam jaringan filamen. Ini memungkinkan gerakan khas hewan seperti berlari atau berjalan.

Sel tulang rawan

Sel tulang rawan mengkhususkan diri dalam dukungan. Untuk alasan ini mereka dikelilingi oleh matriks yang memiliki kolagen.

Sel darah

Komponen seluler darah adalah sel darah merah dan putih, dan trombosit. Yang pertama berbentuk cakram, tidak memiliki nukleus saat dewasa dan memiliki fungsi mengangkut hemoglobin. Sel darah putih berpartisipasi dalam respon imun dan trombosit dalam proses pembekuan darah.

Metabolisme

Eukariota menghadirkan serangkaian jalur metabolisme seperti glikolisis, jalur pentosa fosfat, oksidasi beta asam lemak, yang diatur dalam kompartemen seluler tertentu. Misalnya, ATP dihasilkan di mitokondria.

Sel tumbuhan memiliki metabolisme yang khas, karena mereka memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk menyerap sinar matahari dan menghasilkan senyawa organik. Proses ini adalah fotosintesis dan mengubahnya menjadi organisme autotrofik yang dapat mensintesis komponen energetik yang dibutuhkan oleh metabolisme mereka.

Tumbuhan memiliki jalur khusus yang disebut siklus glioksilat yang terjadi di glioksisom dan bertanggung jawab untuk konversi lipid menjadi karbohidrat.

Hewan dan jamur dicirikan sebagai heterotrof. Garis keturunan ini tidak dapat menghasilkan makanan sendiri, sehingga mereka harus secara aktif mencari dan menurunkannya.

Beda dengan prokariota

Perbedaan penting antara eukariota dan prokariota adalah adanya inti yang dibatasi oleh membran dan ditentukan dalam kelompok organisme pertama.

Kita dapat mencapai kesimpulan ini dengan memeriksa etimologi kedua istilah: prokariota berasal dari akar pro yang berarti "sebelum" dan karyon yang merupakan inti; sedangkan eukariota mengacu pada keberadaan "inti sejati" (eu berarti "benar" dan karyon berarti inti)

Namun, kami menemukan eukariota uniseluler (yaitu, seluruh organisme adalah satu sel) seperti Paramecium atau ragi yang terkenal. Dengan cara yang sama, kami menemukan organisme eukariotik multiseluler (terdiri dari lebih dari satu sel) seperti hewan, termasuk manusia.

Menurut catatan fosil, adalah mungkin untuk menyimpulkan bahwa eukariota berevolusi dari prokariota. Oleh karena itu, logis untuk mengasumsikan bahwa kedua kelompok memiliki karakteristik yang serupa seperti keberadaan membran sel, jalur metabolisme yang sama, dan lainnya. Perbedaan yang paling mencolok antara kedua grup akan dijelaskan di bawah ini:

Sumber: Oleh Tidak ada penulis yang dapat dibaca mesin. Mortadelo2005 diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta). , melalui Wikimedia Commons

Ukuran

Organisme eukariotik biasanya berukuran lebih besar dari prokariota, karena mereka jauh lebih kompleks dan dengan lebih banyak elemen seluler.

Rata-rata, diameter prokariota adalah antara 1 dan 3 µm, sedangkan sel eukariotik bisa berada di urutan 10 sampai 100 µm. Meskipun ada pengecualian penting untuk aturan ini.

Kehadiran organel

Dalam organisme prokariotik tidak ada struktur yang dibatasi oleh membran sel. Ini sangat sederhana dan tidak memiliki tubuh internal ini.

Biasanya, satu-satunya membran yang dimiliki prokariota bertugas membatasi organisme dengan lingkungan luarnya (perhatikan bahwa membran ini juga ada pada eukariota).

Inti

Seperti disebutkan di atas, keberadaan inti merupakan elemen kunci untuk membedakan kedua kelompok. Pada prokariota, materi genetik tidak dibatasi oleh semua jenis membran biologis.

Sebaliknya, eukariota adalah sel dengan struktur interior yang kompleks dan, bergantung pada jenis selnya, menyajikan organel spesifik yang telah dijelaskan secara rinci di bagian sebelumnya. Sel-sel ini biasanya memiliki inti tunggal dengan dua salinan dari setiap gen - seperti pada kebanyakan sel pada manusia.

Pada eukariota, DNA (asam deoksiribonukleat) sangat terorganisir pada tingkat yang berbeda. Molekul panjang ini dikaitkan dengan protein, yang disebut histon, dan dikemas sedemikian rupa sehingga dapat memasuki inti kecil, yang dapat diamati pada titik tertentu dalam pembelahan sel sebagai kromosom.

Prokariota tidak memiliki tingkat organisasi yang begitu canggih. Umumnya materi genetik terjadi sebagai molekul melingkar tunggal yang dapat melekat pada biomembran yang mengelilingi sel.

Namun, molekul DNA tidak terdistribusi secara acak. Meski tidak terbungkus membran, materi genetik terletak di wilayah yang disebut nukleoid.

Mitokondria dan kloroplas

Dalam kasus khusus mitokondria, ini adalah organel seluler di mana protein yang diperlukan untuk proses respirasi seluler ditemukan. Prokariota - yang harus mengandung enzim ini untuk reaksi oksidatif - berlabuh di membran plasma.

Demikian juga, dalam kasus seperti organisme prokariotik adalah fotosintesis, proses berlangsung di kromatofor.

Ribosom

Ribosom adalah struktur yang bertanggung jawab untuk menerjemahkan RNA pembawa pesan menjadi protein yang dikodekan oleh molekul. Mereka cukup melimpah, misalnya bakteri biasa, seperti Escherichia coli, dapat memiliki hingga 15.000 ribosom.

Dua unit yang membentuk ribosom dapat dibedakan: mayor dan minor. Garis keturunan prokariotik ditandai dengan menghadirkan ribosom 70S, terdiri dari subunit 50S besar dan subunit 30S kecil. Sebaliknya, pada eukariota mereka terdiri dari subunit 60S besar dan subunit 40S kecil.

Pada prokariota, ribosom tersebar di seluruh sitoplasma. Sedangkan pada eukariota mereka berlabuh ke membran, seperti pada retikulum endoplasma kasar.

Sitoplasma

Sitoplasma pada organisme prokariotik sebagian besar memiliki tampilan granular, berkat adanya ribosom. Pada prokariota, sintesis DNA terjadi di sitoplasma.

Kehadiran dinding sel

Baik organisme prokariotik dan eukariotik dipisahkan dari lingkungan luarnya oleh membran biologis lipidik ganda. Namun, dinding sel adalah struktur yang mengelilingi sel dan hanya terdapat pada garis keturunan prokariotik, pada tumbuhan dan pada jamur.

Dinding ini kaku dan fungsi umum yang paling intuitif adalah melindungi sel dari tekanan lingkungan dan kemungkinan perubahan osmotik. Namun, pada tingkat komposisi tembok ini sangat berbeda dalam ketiga kelompok ini.

Dinding bakteri terdiri dari senyawa yang disebut peptidoglikan, dibentuk oleh dua blok struktural yang dihubungkan oleh ikatan tipe β-1,4: N-asetil-glukosamin dan asam N-asetilmuramat.

Pada tumbuhan dan jamur - baik eukariota - komposisi dinding juga bervariasi. Kelompok pertama terbuat dari selulosa, yaitu polimer yang dibentuk dengan mengulang unit glukosa gula, sedangkan jamur memiliki dinding kitin dan unsur lain seperti glikoprotein dan glikans. Perhatikan bahwa tidak semua jamur memiliki dinding sel.

DNA

Materi genetik antara eukariota dan prokariota bervariasi tidak hanya dalam cara ia dipadatkan, tetapi juga dalam struktur dan kuantitasnya.

Prokariota dicirikan dengan memiliki jumlah DNA yang rendah, antara 600.000 pasangan basa hingga 8 juta. Artinya, mereka dapat mengkode dari 500 hingga beberapa ribu protein.

Intron (urutan DNA yang tidak mengkode protein dan mengganggu gen) ada pada eukariota dan bukan pada prokariota.

Transfer gen horizontal adalah proses yang signifikan pada prokariota, sedangkan pada eukariota praktis tidak ada.

Proses pembelahan sel

Pada kedua kelompok tersebut, volume sel meningkat hingga mencapai ukuran yang memadai. Eukariota melakukan pembelahan melalui proses mitosis yang kompleks, yang menghasilkan dua sel anak dengan ukuran yang sama.

Fungsi mitosis adalah untuk memastikan jumlah kromosom yang sesuai setelah setiap pembelahan sel.

Pengecualian untuk proses ini adalah pembelahan sel ragi, terutama dari genus Saccharomyces, di mana pembelahan tersebut mengarah pada generasi sel anak yang lebih kecil, karena itu dibentuk melalui "tonjolan".

Sel prokariotik tidak mengalami pembelahan sel mitosis - konsekuensi intrinsik dari kurangnya inti. Dalam organisme ini pembelahan terjadi dengan pembelahan biner. Dengan demikian, sel tumbuh dan membelah menjadi dua bagian yang sama besar.

Ada elemen tertentu yang berpartisipasi dalam pembelahan sel pada eukariota, seperti sentromer. Dalam kasus prokariota, tidak ada analog dengan ini dan hanya beberapa spesies bakteri yang memiliki mikrotubulus. Reproduksi tipe seksual biasa terjadi pada eukariota dan jarang pada prokariota.

Sitoskeleton

Eukariota memiliki organisasi yang sangat kompleks pada tingkat sitoskeleton. Sistem ini terdiri dari tiga jenis filamen yang diklasifikasikan berdasarkan diameternya menjadi mikrofilamen, filamen menengah, dan mikrotubulus. Selain itu, ada protein dengan sifat motorik yang terkait dengan sistem ini.

Eukariota memiliki serangkaian proses yang memungkinkan sel bergerak di lingkungannya. Ini adalah flagela, yang bentuknya mengingatkan pada cambuk dan gerakannya berbeda pada eukariota dan prokariota. Silia lebih pendek dan umumnya hadir dalam jumlah besar.

Referensi

1. Birge, EA (2013). Genetika bakteri dan bakteriofag. Springer Science & Business Media.
2. Campbell, MK, & Farrell, SO (2011). Biokimia.
3. Cooper, GM, & Hausman, RE (2000). Sel: Pendekatan molekuler. Sinauer Associates.
4. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Undangan ke biologi. Macmillan.
5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi. McGraw - Hill.
6. Karp, G. (2009). Biologi sel dan molekuler: konsep dan eksperimen. John Wiley & Sons.
7. Pontón, J. (2008). Dinding sel jamur dan mekanisme kerja anidulafungin. Rev Iberoam Micol, 25, 78–82.
8. Vellai, T., & Vida, G. (1999). Asal usul eukariota: perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik. Prosiding Royal Society B: Ilmu Biologi, 266 (1428), 1571–1577.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokimia. Panamerican Medical Ed.
10. Weeks, B. (2012). Mikroba dan Masyarakat Alcamo. Jones & Bartlett Publishers.