JENIS SEL: SEL PROKARIOTIK, SEL EUKARIOTIK - BIOLOGI - 2025

Dua jenis sel membentuk semua organisme hidup yang dapat kita identifikasi di alam; ini dikenal sebagai prokariota dan eukariota. Yang pertama adalah tipikal dari beberapa mikroorganisme, sedangkan yang terakhir membentuk organisme multiseluler serumit tumbuhan dan hewan.

Sel mewakili unit dasar dasar kehidupan, yang telah dikenal kurang lebih sejak tahun 1840. Dikatakan bahwa mereka adalah "unit dasar" karena di dalam setiap sel terjadi proses yang sama yang kita kenali dalam organisme "yang lebih tinggi" atau lebih tinggi. kompleks.

Skema dua jenis sel di alam: eukariota dan prokariota. Bagian utama ditampilkan, menunjukkan perbedaan di antara mereka (Sumber: Penulis tidak dapat dibaca mesin disediakan. Mortadelo2005 diasumsikan (berdasarkan klaim hak cipta). Via Wikimedia Commons)

Jadi, sel adalah makhluk hidup terkecil yang dapat memberi makan, memetabolisme, tumbuh dan berkembang biak, meninggalkan keturunan (sel hanya dapat berasal dari sel lain yang sudah ada sebelumnya).

Ukuran sel bisa sangat bervariasi. Jika kita mempertimbangkan ukuran bakteri kecil, yang dapat mengukur lebih dari 100 mikron, dan membandingkannya dengan neuron manusia dewasa, yang dapat mengukur hingga 1 meter, kita akan menemukan perbedaan sekitar 6 lipat.

Namun, karena proses yang terjadi di dalamnya serupa, berbagai jenis sel memiliki banyak karakteristik yang sama. Misalnya, semua dikelilingi oleh membran yang memisahkan mereka dari lingkungan di sekitarnya dan memungkinkan perpindahan zat secara selektif dari satu sisi ke sisi lainnya.

Ruang yang dikelilingi oleh membran ini berisi sejenis cairan atau cairan yang disebut sitosol, di mana merupakan komponen intraseluler yang memungkinkan metabolisme dan reproduksi, untuk beberapa nama proses.

Sitosol dari semua sel mengandung (dipisahkan oleh membran internal atau tidak) bahan keturunan yang terdiri dari asam nukleat; sejumlah besar protein struktural dan dengan aktivitas enzimatis; ion, karbohidrat, dan molekul lain dengan sifat kimiawi berbeda.

Beberapa sel memiliki dinding sel yang menutupi membran plasma mereka dan yang memberi mereka kekakuan, dukungan, dan ketahanan mekanis dan kimia tertentu. Selain itu, organisme prokariotik dan eukariotik dapat memiliki struktur seperti silia dan flagela, yang memiliki banyak kegunaan.

Sel prokariotik

Sel prokariotik adalah sel yang relatif sederhana. Namanya berasal dari bahasa Yunani "pro", yang berarti sebelumnya, dan "karyon" yang berarti inti, dan ini digunakan untuk menunjukkan organisme dengan inti primordial atau "primitif", yang tidak memiliki inti membran.

Organisme prokariotik adalah bakteri dan archaea. Bakteri mewakili salah satu kelompok makhluk hidup terpenting dari sudut pandang ekologis dan praktis (secara antroposentris), serta sehubungan dengan kelimpahannya (jumlah individu).

Diagram dari sel prokariotik «rata-rata» (Sumber: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats). Label bahasa Spanyol oleh Alejandro Porto. Melalui Wikimedia Commons)

Archaea, berlimpah seperti bakteri, menghuni tempat-tempat yang tidak bersahabat dan bermusuhan seperti air asin, mata air vulkanik atau situs yang sangat asam dan panas.

Ada banyak perbedaan antara archaea dan bakteri, tetapi hanya karakteristik paling khas dari bakteri yang akan disebutkan di bawah ini, karena mereka adalah kelompok yang paling dikenal.

- Karakteristik

Prokariota memiliki ukuran dan bentuk yang sangat bervariasi, yang pada dasarnya bergantung pada spesies dan cara hidup yang dipertimbangkan. Bakteri, misalnya, secara morfologis dibedakan menjadi cocci dan basil.

Kokus hampir berbentuk bola dan dapat berasosiasi satu sama lain untuk membentuk agregat sel (mirip dengan sekumpulan anggur) yang merupakan karakteristik dari beberapa spesies.

Basilus berbentuk batang, tetapi lebar dan panjangnya sangat bervariasi; Ini juga dapat dikaitkan satu sama lain, membentuk rantai yang mirip dengan "string" chorizo.

Salmonella typhimurium (merah) menyerang sel manusia. Penulis: Laboratorium Rocky Mountain, NIAID, NIH Oleh pemerintah AS (File: SalmonellaNIAID.jpg), melalui Wikimedia Commons

Sel prokariotik memiliki sejumlah besar struktur, yang bertanggung jawab untuk menjalankan semua proses vitalnya. Salah satu ciri yang membedakan bakteri dari sel eukariotik adalah tidak adanya struktur membran internal.

Dengan kata lain, bakteri kekurangan organel sitosol seperti yang ditemukan pada eukariota (mitokondria, nukleus, retikulum endoplasma, dll.).

- Bagian dari sel prokariotik

Bakteri; sel prokariotik, organisme uniseluler

Bagian-bagian yang dapat dibedakan pada kebanyakan prokariota adalah membran plasma, ribosom, badan inklusi, regio nukleoid, ruang periplasmik, dinding sel, kapsul, fimbriae, dan pili dan flagela.

Plasma atau membran sel

Membran yang menutupi sel bakteri melakukan berbagai fungsi sebagai penghubung antara mereka dengan lingkungannya. Ini terdiri dari lipid yang disusun dalam bentuk bilayer dan beberapa protein terkait yang, bersama-sama, membentuk struktur dengan ketebalan tidak lebih dari 10 nm.

Muka dari lapisan ganda yang "menghadap" "ke dalam" dan "keluar" dari sel mengandung bagian hidrofilik dari lipid, sedangkan bagian dalamnya sangat hidrofobik. Protein terkait dapat integral atau perifer, tergantung pada sifat kimiawi asosiasinya.

Prokariota tidak memiliki struktur membran internal, namun membran plasma mereka dapat membentuk invaginasi atau lipatan yang menonjol di interiornya dan ini memenuhi fungsi yang berbeda.

Sitoplasma

Sitoplasma adalah ruang antara membran sel dan inti sel; mengandung sitosol. Ini sangat mirip dengan sitoplasma sel eukariotik.

Sitosol

Membran plasma membungkus zat cair yang disebut sitosol. Tidak ada protein sitoskeletal atau organel membran di dalam cairan ini, tetapi “daerah” dengan fungsi yang ditentukan dan komponen spesifik dapat dibedakan.

Contoh yang baik dari beberapa "struktur" yang terkait dengan sitosol bakteri adalah badan inklusi, yang merupakan butiran yang terdiri dari bahan organik atau anorganik yang tertanam dalam matriks sitosol.

Ribosom dan pendamping molekuler

Dalam sitosol sel prokariotik, sejumlah besar partikel dapat dilihat (kadang-kadang terkait dengan membran plasma) yang bertanggung jawab untuk sintesis protein seluler; Ini dikenal sebagai ribosom dan juga ditemukan di sel eukariotik, meskipun lebih besar pada yang terakhir.

Dalam hubungan dekat dengan ribosom, ada juga protein yang disebut pendamping molekuler, yang bertanggung jawab untuk berkolaborasi dengan lipatan protein yang disintesis oleh ribosom.

Nukleoid

Sel prokariotik biasanya memiliki molekul DNA yang membentuk kromosom melingkar beruntai ganda. Kromosom ini tidak tertutup di dalam inti yang dibatasi oleh membran, melainkan dikemas dalam wilayah sitosol tertentu.

Wilayah ini dikenal sebagai wilayah nukleoid atau nuklir. Ini adalah salah satu yang berisi semua informasi genetik yang mendefinisikan karakteristik bakteri dan yang mereplikasi pada saat pembelahan sel.

Dinding sel bakteri

Semua bakteri memiliki dinding sel yang mengelilingi membran plasma. Struktur ini sangat penting untuk kelangsungan hidup prokariota, karena memberi mereka ketahanan tertentu terhadap lisis osmotik.

Bergantung pada karakteristik dinding sel, dua kelompok besar bakteri telah dibedakan: Gram Positif dan Gram Negatif.

Dinding sel bakteri Gram-positif terdiri dari lapisan homogen peptidoglikan (N-asetil glukosamin dan asam N-asetilmuramat) yang mengelilingi membran plasma.

Bakteri gram negatif juga memiliki dinding sel peptidoglikan pada membran plasma, tetapi juga memiliki membran luar tambahan yang mengelilinginya.

Ruang antara dinding sel dan membran plasma dari kedua jenis bakteri ini disebut ruang periplasmik, di mana sejumlah besar enzim dan protein lain dengan fungsi penting ditempatkan.

Beberapa bakteri, selain dinding sel, mengandung lapisan polisakarida dan glikoprotein yang bertindak untuk melindungi dari pengeringan atau serangan patogen seperti bakteriofag; itu juga bekerja dalam proses adhesi sel.

Plasmid

Plasmid adalah struktur melingkar DNA. Mereka adalah pembawa gen yang tidak terlibat dalam reproduksi.

Kapsul

Itu ditemukan di beberapa sel bakteri dan membantu mempertahankan kelembaban, membantu sel untuk menempel pada permukaan dan nutrisi. Ini adalah lapisan luar tambahan yang melindungi sel saat diserap oleh organisme lain.

Pili

Sel prokariotik juga memiliki struktur luar yang dikenal sebagai "pili" yang merupakan sejenis "rambut" di permukaan sel ini dan yang sering memainkan peran penting dalam pertukaran informasi genetik antar bakteri.

Materi genetik (DNA dan RNA)

Sel prokariotik memiliki materi genetik dalam jumlah besar berupa DNA dan RNA. Karena sel prokariotik tidak memiliki nukleus, sitoplasma mengandung satu-satunya untai melingkar besar DNA yang mengandung sebagian besar gen yang diperlukan untuk pertumbuhan, reproduksi, dan kelangsungan hidup sel.

Sel eukariotik

Contoh sel eukariotik (sel hewan) dan bagian-bagiannya (Sumber: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

Sel eukariotik membentuk sebagian besar organisme yang kita lihat di alam. Eukariota adalah ragi dan jamur bersel tunggal lainnya, pohon raksasa seperti sequoia, dan mamalia agung seperti paus biru.

Dibandingkan dengan sel prokariotik, sel eukariotik jauh lebih besar dan lebih kompleks, karena mereka memiliki sejumlah besar organel internal dan sistem membran kompleks yang tertanam dalam sitosolnya.

Kata "eukariota" berasal dari bahasa Yunani "eu", yang berarti benar dan "karyon", yang berarti inti dan digunakan untuk menamai sel yang memiliki "inti yang benar", dibatasi oleh sebuah membran.

- Karakteristik

Hewan, tumbuhan, jamur, dan beberapa organisme bersel tunggal seperti amuba dan ragi terdiri dari sel eukariotik.

Dengan perbedaannya, sel-sel yang menyusun organisme ini memiliki organisasi internal yang kompleks: mereka memiliki inti membran dan beragam organel internal, membran terpisah.

- Bagian dari sel eukariotik

Sitoplasma

Itu terletak di antara membran plasma dan nukleus, di dalamnya ada organel dan sitoskeleton. Ruang-ruang yang terkandung oleh membran organel merupakan mikrokompartemen intraseluler.

Membran plasma

Inti sel eukariotik

Nukleus adalah organel intraseluler yang paling menonjol dan khas dari sel eukariotik. Ini adalah "wadah" di mana materi genetik (asam nukleat) tertutup dalam asosiasi erat dengan protein yang disebut "histon", yang membentuk kromosom eukariotik.

Organel ini dibatasi oleh selubung inti, yang sesuai dengan sepasang membran konsentris yang memisahkan komponen inti dari sisa sitosol dan yang memiliki fungsi penting dari sudut pandang ekspresi gen.

Mitokondria

Mitokondria

Sitosol sel eukariotik juga memiliki organel membran yang sangat penting lainnya, yang bertanggung jawab untuk menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh sel: mitokondria.

Berkat organel ini, organisme hidup memiliki kemampuan untuk hidup dengan adanya oksigen.

Mitokondria adalah struktur "berbentuk batang", mirip dengan bakteri (lihat teori endosimbiotik), mereka memiliki genom sendiri, sehingga mereka mereplikasi hampir secara terpisah dari sel yang menampungnya, dan mereka memiliki dua membran, satu terlipat tinggi di dalam dan di luar. , yang menghadapi sitosol.

Pertukaran metabolit dan informasi yang konstan terjadi antara mitokondria, sitosol, dan beberapa organel membran sel eukariotik, yang penting untuk fungsi sel.

Ribosom

Mereka adalah struktur penting untuk sintesis protein. Mereka terdiri dari RNA ribosom dan protein. Ribosom berfungsi membuat protein.

Kloroplas

Kloroplas

Tumbuhan, alga dan cyanobacteria, selain mitokondria, memiliki organel (plastida) yang berspesialisasi dalam fotosintesis. Ini mengandung banyak invaginasi dan proses membran internal, yang kaya akan pigmen dan enzim tertentu.

Retikulum endoplasma kasar (RER)

Ini adalah area retikulum yang memiliki ribosom yang terkait dengan membran organel. Di dalamnya, protein dimodifikasi dan disintesis. Fungsi utamanya adalah menghasilkan protein yang bekerja di luar sel atau di dalam vesikel.

Retikulum endoplasma halus (REL)

Daerah retikulum ini tidak memiliki ribosom, jadi penampilannya yang halus bertanggung jawab untuk mensintesis lipid dan steroid.

Kompleks atau aparatus Golgi

Kompleks Golgi didefinisikan sebagai "tumpukan kantung pipih" yang ditutupi oleh membran. Ini adalah salah satu situs modifikasi protein yang disintesis dalam retikulum endoplasma dan bertanggung jawab untuk distribusinya ke daerah lain dari sel dan ke luar.

Endosom

Endosom dapat digambarkan sebagai kompartemen yang dibatasi oleh membran yang merupakan bagian dari mekanisme endositosis. Fungsi utamanya adalah klasifikasi protein yang dikirim melalui vesikel dan diteruskan ke tujuan akhirnya, yaitu berbagai kompartemen sel.

Lisosom

Lisosom adalah organel kecil dan bertanggung jawab untuk pencernaan intraseluler protein "usang", melepaskan senyawa bergizi ke sitosol.

Perosixomas

Peroksisom, di sisi lain, terutama bertanggung jawab atas degradasi spesies oksigen reaktif dan juga terlibat dalam oksidasi asam lemak.

Dalam beberapa mikroorganisme parasit, ada peroksisom yang dimodifikasi dan dikhususkan untuk katabolisme glukosa, itulah sebabnya mereka dikenal sebagai glikosom.

Vakuola

Sel tumbuhan umumnya memiliki vakuola, yang merupakan organel besar yang sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, karena menempati lebih dari 80% volume total sel, mengandung air dan memiliki sistem endomembran yang diketahui. seperti toneplast.

Sitoskeleton

Aspek lain yang membedakan sel eukariotik dari prokariota adalah adanya jaringan protein berserabut internal yang membentuk semacam perancah di sitosol.

"Perancah" ini tidak hanya berkontribusi pada stabilitas mekanis sel, tetapi juga memiliki fungsi penting untuk komunikasi intraseluler, transpor internal, dan pergerakan sel.

Mikrotubulus

Ini adalah bagian dari elemen sitoskeleton bersama dengan filamen. Mereka dapat memperpanjang dan memperpendek, yang dikenal sebagai ketidakstabilan dinamis.

- Silia dan flagela

Seperti halnya bakteri, banyak sel eukariotik, hewan dan tumbuhan, memiliki struktur luar yang terdiri dari mikrotubulus yang berfungsi terutama dalam penggerak dan pergerakan.

Flagela adalah struktur dengan panjang hingga 1 mm, sedangkan silia dapat berukuran 2 hingga 10 mikron. Struktur ini berlimpah pada mikroorganisme dan organisme multiseluler kecil.

Pada hewan dan tumbuhan ada juga sel dengan silia dan flagela. Seperti kasus flagela sel sperma dan silia yang melapisi permukaan sel yang membentuk epitel internal beberapa organ.

Sentriol

Sentriol adalah struktur berongga berbentuk silinder yang terdiri dari mikrotubulus. Turunannya menghasilkan badan basal silia, dan mereka hanya muncul di sel tipe hewan.

Filamen

Mereka dapat diklasifikasikan menjadi filamen aktin dan filamen menengah. Sel aktin adalah filamen fleksibel dari molekul aktin dan intermediet adalah serat seperti tali yang terbentuk dari protein berbeda.

Proteasom

Mereka adalah kompleks protein yang secara enzimatis mendegradasi protein yang rusak.

Referensi

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Esensial. Abingdon: Ilmu Garland, Taylor & Francis Group.
2. Enger, E., Ross, F., & Bailey, D. (2009). Concepts in Biology (edisi ke-13th). McGraw-Hill.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Molecular Cell Biology (edisi ke-5th). Freeman, WH & Company.
4. Meshi, T., & Iwabuchi, M. (1995). Faktor Transkripsi Tanaman. Fisiologi Sel Tumbuhan, 36 (8), 1405–1420.
5. Prescott, L., Harley, J., & Klein, D. (2002). Microbiology (edisi ke-5th). Perusahaan McGraw-Hill.
6. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biology (edisi ke-5). Philadelphia, Pennsylvania: Penerbitan Saunders College.
7. Taiz, L., & Zeiger, E. (2010). Plant Physiology (edisi ke-5th). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.