Bagikan:
Karakteristik sel eukariotik, jenis, bagian, metabolisme
itu sel eukariotik adalah komponen struktural dari garis besar organisme yang ditandai dengan memiliki sel dengan inti yang dibatasi oleh membran dan memiliki seperangkat organel.
Di antara organel yang paling menonjol dari eukariota, kami memiliki mitokondria, yang bertanggung jawab untuk respirasi seluler dan jalur lain yang terkait dengan pembangkit energi dan kloroplas, ditemukan pada tanaman dan bertanggung jawab untuk proses fotosintesis.
Selain itu, ada struktur lain yang dibatasi oleh membran seperti aparat Golgi, retikulum endoplasma, vakuola, lisosom, peroksisom, antara lain, yang unik untuk eukariota..
Organisme yang merupakan bagian dari eukariota cukup heterogen, baik dalam ukuran maupun dalam morfologi. Kelompok ini terdiri dari protozoa uniseluler dan ragi mikroskopis untuk tanaman dan hewan besar yang menghuni laut dalam.
Eukariota dibedakan dari prokariota terutama oleh kehadiran nukleus dan organel internal lainnya, selain memiliki organisasi yang tinggi dari bahan genetik. Dapat dikatakan bahwa eukariota jauh lebih kompleks dalam berbagai aspek, baik struktural maupun fungsional.
Indeks
- 1 Karakteristik umum
- 2 Bagian (organel)
- 2.1 Inti
- 2.2 Mitokondria
- 2.3 Kloroplas
- 2.4 Retikulum endoplasma
- 2.5 peralatan Golgi
- 3 organisme eukariotik
- 3.1 Unicellular
- 3.2 Tanaman
- 3.3 Jamur
- 3.4 Hewan
- 4 Jenis sel eukariotik
- 4.1 Neuron
- 4.2 Sel-sel otot
- 4.3 sel-sel tulang rawan
- 4.4 Sel darah
- 5 Metabolisme
- 6 Perbedaan dengan prokariota
- 6.1 Ukuran
- 6.2 Kehadiran organel
- 6.3 Inti
- 6.4 DNA
- 6.5 Proses pembelahan sel
- 6.6 Sitoskeleton
- 7 Referensi
Karakteristik umum
Karakteristik paling penting yang menentukan sel eukariotik adalah: keberadaan nukleus yang ditentukan dengan bahan genetik (DNA) di dalamnya, organel subseluler yang melakukan tugas-tugas spesifik dan sitoskeleton.
Dengan demikian, beberapa garis keturunan memiliki karakteristik khusus. Misalnya, tanaman memiliki kloroplas, vakuola besar, dan dinding selulosa yang tebal. Pada jamur, dinding kitin adalah karakteristik. Akhirnya, sel-sel hewan memiliki sentriol.
Demikian pula, ada organisme eukariotik uniseluler dalam protista dan jamur.
Pesta (organel)
Salah satu ciri pembeda eukariota adalah adanya organel atau kompartemen subseluler yang dikelilingi oleh membran. Di antara yang paling mencolok yang kami miliki:
Inti
Nukleus adalah struktur yang paling mencolok dalam sel eukariotik. Ini dibatasi oleh membran lipid berpori ganda yang memungkinkan pertukaran zat antara sitoplasma dan interior nuklir.
Ini adalah organel yang bertanggung jawab untuk mengoordinasikan semua proses seluler, karena mengandung semua instruksi yang diperlukan dalam DNA yang memungkinkan melakukan berbagai macam proses.
Nukleus bukanlah organel yang bulat dan statis sempurna dengan DNA yang tersebar secara acak di dalamnya. Ini adalah struktur kompleksitas yang sangat indah dengan berbagai komponen seperti amplop nuklir, kromatin dan nukleolus.
Ada juga benda-benda lain di dalam nukleus seperti tubuh Cajal dan tubuh PML (dari bahasa Inggris: leukemia promyelocytic).
Mitokondria
Mitokondria adalah organel yang dikelilingi oleh sistem membran ganda dan ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Jumlah mitokondria per sel bervariasi sesuai dengan kebutuhan yang sama: dalam sel dengan kebutuhan energi tinggi jumlahnya relatif lebih besar.
Jalur metabolisme yang terjadi di mitokondria adalah: siklus asam sitrat, transpor elektronik dan fosforilasi oksidatif, beta oksidasi asam lemak dan pemecahan asam amino.
Kloroplas
Kloroplas adalah organel khas tanaman dan ganggang, yang memiliki sistem membran kompleks. Yang paling penting adalah klorofil, pigmen hijau yang berpartisipasi langsung dalam fotosintesis.
Selain reaksi yang terkait dengan fotosintesis, kloroplas dapat menghasilkan ATP, mensintesis asam amino, asam lemak, dan lainnya. Studi terbaru menunjukkan bahwa kompartemen ini terkait dengan produksi zat melawan patogen.
Seperti mitokondria, kloroplas memiliki bahan genetiknya sendiri, dalam bentuk lingkaran. Dari sudut pandang evolusi, fakta ini adalah bukti yang mendukung teori tentang kemungkinan proses endosimbiotik yang memunculkan mitokondria dan kloroplas..
Retikulum endoplasma
Retikulum adalah sistem membran yang dilanjutkan dengan nukleus dan meluas ke seluruh sel dalam bentuk labirin..
Ini dibagi menjadi retikulum endoplasma halus dan retikulum endoplasma kasar, tergantung pada keberadaan ribosom di dalamnya. Retikulum kasar terutama bertanggung jawab untuk sintesis protein - berkat ribosom berlabuh. Sementara itu, smooth terkait dengan jalur metabolisme lipid
Aparat 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 membangun hubungan antara makhluk hidup menggunakan teknik molekuler. Melalui serangkaian percobaan perintis, mereka berhasil membangun tiga domain (juga disebut "kerajaan super") meninggalkan visi tradisional lima kerajaan.
Menurut hasil Woese kita dapat mengklasifikasikan bentuk-bentuk kehidupan bumi menjadi tiga kelompok yang mencolok: Archaea, Eubacteria dan Eukarya.
Dalam domain Eukarya adalah organisme yang kita kenal sebagai eukariota. Silsilah ini sangat beragam dan meliputi serangkaian organisme, baik uniseluler dan pluriseluler..
Tidak berbentuk
Eukariota uniseluler adalah organisme yang sangat kompleks, karena eukariota harus memiliki semua fungsi khas eukariota dalam sel tunggal. Protozoa secara historis diklasifikasikan sebagai rhizopoda, ciliate, flagellate, dan sporozoans.
Sebagai contoh, kita memiliki euglena: spesies fotosintesis yang mampu bergerak melalui flagel.
Ada juga eukariota bersilia, seperti paramecia terkenal milik genus Paramecium. Ini memiliki bentuk sepatu yang khas dan bergerak berkat kehadiran banyak silia.
Dalam kelompok ini ada juga spesies patogen manusia dan hewan lain, seperti jenis kelamin Trypanosoma. Kelompok parasit ini ditandai dengan tubuh yang memanjang dan flagel yang khas. Mereka adalah penyebab penyakit Chagas (Trypanosoma cruzi) dan penyakit tidur (Trypanosoma brucei).
Jenis kelamin Plasmodium itu adalah agen penyebab malaria atau malaria pada manusia. Penyakit ini bisa mematikan.
Ada juga jamur uniseluler, tetapi karakteristik yang paling menonjol dari kelompok ini akan dijelaskan pada bagian selanjutnya.
Tanaman
Semua kerumitan besar tanaman yang kita amati setiap hari adalah dari garis keturunan eukariotik, dari rerumputan dan rerumputan hingga kompleks dan pohon besar.
Sel-sel dari individu-individu ini ditandai 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 proses fotosintesis terjadi.
Tumbuhan tersebut mewakili kelompok organisme yang sangat beragam, dengan siklus hidup yang kompleks yang tidak mungkin untuk mencakup dalam beberapa karakteristik.
Jamur
Istilah "jamur" digunakan untuk menunjuk organisme yang berbeda seperti jamur, ragi dan individu yang mampu menghasilkan jamur..
Tergantung pada spesies dapat mereproduksi cara seksual atau aseksual. Mereka terutama ditandai oleh produksi spora: struktur laten kecil yang dapat berkembang ketika kondisi lingkungan memadai.
Anda mungkin berpikir bahwa mereka mirip dengan tanaman, karena keduanya ditandai dengan membawa cara hidup sesil, yaitu, mereka tidak bergerak. Namun, jamur kekurangan kloroplas dan tidak memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk melakukan fotosintesis.
Makanan mereka heterotrofik, seperti kebanyakan hewan, jadi mereka harus mencari sumber energi.
Binatang
Hewan-hewan tersebut mewakili sekelompok hampir satu juta spesies yang di katalog dan diklasifikasi dengan benar, meskipun ahli zoologi memperkirakan bahwa nilai sebenarnya dapat mendekati 7 atau 8 juta. Mereka adalah kelompok yang beragam seperti yang disebutkan di atas.
Mereka dicirikan oleh heterotrofik (mereka mencari makanan sendiri) dan memiliki mobilitas luar biasa yang memungkinkan mereka untuk bergerak. Untuk tugas ini mereka memiliki serangkaian mekanisme gerak yang bervariasi yang memungkinkan mereka bergerak di darat, air dan udara..
Dalam hal morfologinya, kami menemukan kelompok yang sangat heterogen. Meskipun kita bisa membuat pembagian dalam invertebrata dan vertebrata, di mana fitur yang membedakan mereka adalah adanya tulang belakang dan notochord.
Dalam invertebrata kita memiliki porifera, cnidaria, annelida, nematoda, cacing pipih, artropoda, moluska, dan echinodermata. Sementara vertebrata termasuk kelompok yang lebih terkenal seperti ikan, amfibi, reptil, burung dan mamalia.
Jenis sel eukariotik
Ada banyak sel eukariotik. Meskipun orang mungkin berpikir bahwa yang paling kompleks ditemukan pada hewan dan tumbuhan, ini tidak benar. Kompleksitas terbesar diamati pada organisme protista yang harus memiliki semua elemen yang diperlukan untuk kehidupan terbatas dalam satu sel.
Jalur evolusi yang mengarah pada munculnya organisme multisel membawa serta kebutuhan untuk mendistribusikan tugas-tugas di dalam individu, yang dikenal sebagai diferensiasi sel. Dengan demikian, setiap sel bertanggung jawab atas serangkaian kegiatan terbatas dan memiliki morfologi yang memungkinkannya untuk melakukan.
Pada proses fusi atau pembuahan gamet, 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 posisi lingkungan dalam organisme yang sedang berkembang. Di antara jenis sel yang paling menonjol yang kami miliki:
Neuron
Neuron atau sel khusus dalam konduksi impuls saraf yang merupakan bagian dari sistem saraf.
Sel otot
Sel otot rangka yang memiliki sifat kontraktil dan selaras dalam jaringan filamen. Ini memungkinkan gerakan khas hewan seperti berlari atau berjalan.
Sel tulang rawan
Sel-sel tulang rawan berspesialisasi dalam dukungan. Untuk alasan ini mereka dikelilingi oleh matriks yang menyajikan kolagen.
Sel darah
Komponen seluler darah adalah sel darah merah dan putih dan trombosit. Yang pertama berbentuk cakram, tidak memiliki nukleus saat matang dan memiliki fungsi sebagai pengangkutan hemoglobin. Sel darah putih berpartisipasi dalam respons imun dan trombosit dalam proses pembekuan darah.
Metabolisme
Eukariota menghadirkan serangkaian jalur metabolisme seperti glikolisis, jalur pentosa fosfat, beta oksidasi asam lemak, antara lain, yang diatur dalam kompartemen sel tertentu. Sebagai contoh, ATP dihasilkan dalam mitokondria.
Sel-sel tumbuhan memiliki metabolisme yang khas, karena mereka memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk mengambil sinar matahari dan menghasilkan senyawa organik. Proses ini adalah fotosintesis dan mengubahnya menjadi organisme autotrof yang dapat mensintesis komponen energik yang diminta oleh metabolisme mereka.
Tumbuhan memiliki jalur spesifik yang disebut siklus glioksilat yang terjadi pada glioxisome dan bertanggung jawab untuk konversi lipid menjadi karbohidrat..
Hewan dan jamur ditandai dengan heterotrofik. Silsilah ini tidak dapat menghasilkan makanan mereka sendiri, sehingga mereka harus secara aktif mencarinya dan menurunkannya.
Perbedaan dengan prokariota
Perbedaan penting antara eukariotik dan prokariotik adalah adanya nukleus yang dibatasi oleh membran dan didefinisikan 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 eukariotik mengacu pada keberadaan "inti sejati" (eu yang berarti "benar" dan karyon yang berarti inti)
Namun, kami menemukan eukariota uniseluler (yaitu, seluruh organisme adalah sel tunggal) seperti yang diketahui Paramecium atau ragi. Demikian pula, 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 sama seperti keberadaan membran sel, jalur metabolisme umum, antara lain. Perbedaan paling mencolok antara kedua kelompok akan dijelaskan di bawah ini:
Ukuran
Biasanya organisme eukariotik berukuran lebih besar daripada prokariota, karena mereka jauh lebih kompleks dan memiliki lebih banyak unsur seluler.
Rata-rata, diameter prokariota adalah antara 1 dan 3 μm, sedangkan sel eukariotik dapat berada di urutan 10 hingga 100 μm. Meskipun ada pengecualian untuk aturan ini.
Kehadiran organel
Pada organisme prokariotik tidak ada struktur yang dibatasi oleh membran sel. Ini sangat sederhana dan tidak memiliki badan internal ini.
Biasanya satu-satunya membran yang dimiliki prokariota bertanggung jawab untuk membatasi organisme dengan lingkungan eksternal (perhatikan bahwa membran ini juga ada pada eukariota).
Inti
Seperti disebutkan di atas, keberadaan nukleus adalah elemen kunci untuk membedakan antara kedua kelompok. Pada prokariota, bahan genetik tidak dibatasi oleh semua jenis membran biologis.
Sebaliknya, eukariota adalah sel dengan struktur interior yang kompleks dan, tergantung pada jenis sel, menyajikan organel spesifik yang dijelaskan secara rinci pada bagian sebelumnya. Sel-sel ini biasanya menyajikan satu nukleus dengan dua salinan dari masing-masing gen - seperti pada kebanyakan sel manusia.
Dalam eukariota, DNA (asam deoksiribonukleat) sangat terorganisir pada tingkat yang berbeda. Molekul panjang ini dikaitkan dengan protein, yang disebut histones, dan dipadatkan sedemikian rupa sehingga mampu memasuki nukleus kecil, yang dapat diamati pada titik tertentu pembelahan sel sebagai kromosom..
Prokariota tidak memiliki tingkat organisasi yang canggih ini. Secara umum bahan genetik disajikan sebagai molekul sirkuler tunggal yang dapat menempel pada biomembran yang mengelilingi sel.
Namun, molekul DNA tidak terdistribusi secara acak. Meski tidak dibungkus membran, materi genetiknya terletak di wilayah yang disebut nukleoid.
Mitokondria dan kloroplas
Dalam kasus spesifik mitokondria, ini adalah organel seluler tempat 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 sedemikian rupa sehingga organisme prokariotik bersifat fotosintesis, prosesnya dilakukan dalam kromatofor.
Ribosom
Ribosom adalah struktur yang bertanggung jawab untuk menerjemahkan RNA kurir ke dalam protein yang dikode molekul. Mereka cukup berlimpah, misalnya bakteri yang umum, seperti Escherichia coli, dapat memiliki hingga 15.000 ribosom.
Anda dapat membedakan dua unit yang membentuk ribosom: mayor dan minor. Garis keturunan prokariotik ditandai dengan menghadirkan 70-an ribosom, terdiri dari subunit 50S besar dan subunit 30S kecil. Sebaliknya, dalam eukariota mereka terdiri dari subunit 60S besar dan subunit 40S kecil.
Pada prokariota, ribosom tersebar di sitoplasma. Sedangkan pada eukariota mereka berlabuh pada membran, seperti pada retikulum endoplasma kasar.
Sitoplasma
Sitoplasma pada organisme prokariotik menunjukkan penampilan yang sebagian besar granular, berkat adanya ribosom. Pada prokariota, sintesis DNA terjadi di sitoplasma.
Kehadiran dinding sel
Kedua organisme prokariotik dan eukariotik dibatasi dari lingkungan luarnya oleh membran biologis ganda dari sifat lipid. Namun, dinding sel adalah struktur yang mengelilingi sel dan yang hanya ada di garis keturunan prokariotik, pada tanaman dan pada jamur..
Dinding ini kaku dan fungsi umum yang paling intuitif adalah untuk melindungi sel terhadap tekanan lingkungan dan kemungkinan perubahan osmotik. Namun, pada tingkat komposisi dinding ini sama sekali berbeda di ketiga kelompok ini.
Dinding bakteri tersusun dari senyawa yang disebut peptidoglucan, membentuk dua blok struktural yang dihubungkan oleh ikatan tipe β-1,4: N-asetil-glukosamin dan asam N-asetillamatamat.
Pada tanaman dan jamur - keduanya eukariota - komposisi dinding juga bervariasi. Pada kelompok pertama adalah selulosa, suatu polimer yang dibentuk oleh unit gula glukosa yang diulang, sedangkan jamur memiliki dinding kitin dan unsur-unsur lain seperti glikoprotein dan glukan. Perhatikan bahwa tidak semua jamur memiliki dinding sel.
DNA
Bahan genetik antara eukariota dan prokariota bervariasi tidak hanya dalam cara dipadatkan, tetapi dalam struktur dan kuantitasnya..
Prokariota ditandai oleh jumlah DNA yang rendah, mulai dari 600.000 pasangan basa hingga 8 juta. Artinya, mereka dapat mengkode dari 500 hingga beberapa ribu protein.
Intron (sekuens DNA yang tidak mengkode protein dan mengganggu gen) terdapat pada eukariota dan bukan pada prokariota.
Pemindahan gen secara horizontal adalah proses yang signifikan pada prokariota, sedangkan pada eukariota praktis tidak ada.
Proses pembelahan sel
Pada kedua kelompok volume sel menjadi lebih besar hingga mencapai ukuran yang memadai. Eukariota melaksanakan pembelahan dengan proses mitosis yang kompleks, yang menghasilkan dua sel anak dengan ukuran yang sama.
Fungsi mitosis adalah untuk memastikan jumlah kromosom yang tepat setelah setiap pembelahan sel.
Pengecualian untuk proses ini adalah pembelahan sel ragi, khususnya genus Saccharomyces, di mana pembelahan itu mengarah pada pembentukan sel anak dengan ukuran lebih kecil, karena pembelahan itu dibentuk melalui "tonjolan".
Sel prokariotik tidak menyebabkan pembelahan sel karena mitosis - konsekuensi intrinsik dari kurangnya nukleus. Pada organisme ini pembelahan terjadi oleh pembelahan biner. Dengan demikian, sel tumbuh dan membelah menjadi dua bagian yang sama.
Ada unsur-unsur tertentu yang berpartisipasi dalam pembelahan sel dalam eukariota, seperti sentromer. Dalam kasus prokariota, tidak ada analog dengan ini dan hanya beberapa spesies bakteri yang memiliki mikrotubulus. Reproduksi jenis seksual umum 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 dalam mikrofilamen, filamen menengah, dan mikrotubulus. Selain itu, ada protein dengan sifat motorik yang terkait dengan sistem ini.
Eukariota menghadirkan serangkaian perpanjangan yang memungkinkan sel bergerak di lingkungannya. Ini adalah flagela, yang bentuknya menyerupai cambuk dan gerakannya berbeda dalam eukariota dan prokariota. Silia lebih pendek dan biasanya hadir dalam jumlah tinggi.
Referensi
- Birge, E. A. (2013). Genetika bakteri dan bakteriofag. Sains Springer & Media Bisnis.
- Campbell, M. K., & Farrell, S. O. (2011). Biokimia.
- Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2000). Sel: Pendekatan molekuler. Sinauer Associates.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Undangan untuk biologi. Macmillan.
- Hickman, C. P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi. McGraw-Hill.
- Karp, G. (2009). Biologi sel dan molekuler: konsep dan eksperimen. John Wiley & Sons.
- Pontón, J. (2008). Dinding sel jamur dan mekanisme kerja anidulafungin. Rev Iberoam Micol, 25, 78-82.
- Vellai, T., & Vida, G. (1999). Asal usul eukariota: perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik. Prosiding Royal Society B: Ilmu Biologi, 266(1428), 1571-1577.
- Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Panamericana Medical.
- Weeks, B. (2012). Mikroba dan Masyarakat Alcamo. Penerbit Jones & Bartlett.