organisme uniseluler adalah makhluk yang materi genetik, mesin enzimatik, protein dan molekul lain yang diperlukan untuk hidup terbatas pada satu sel. Berkat ini, mereka adalah entitas biologis yang sangat kompleks, seringkali berukuran sangat kecil.
Dari tiga domain kehidupan, dua di antaranya – archaea dan bakteri – terdiri dari organisme bersel tunggal. Selain bersel tunggal, organisme prokariotik ini tidak memiliki nukleus dan sangat beragam dan berlimpah.
Sumber pixabay.com
Di domain yang tersisa, eukariota, kita menemukan organisme uniseluler dan multiseluler. Dalam uniseluler kita memiliki protozoa, beberapa jamur dan beberapa alga.
Indeks artikel
Fitur utama
Sekitar 200 tahun yang lalu, para ahli biologi pada saat itu menganggap organisme sel tunggal relatif sederhana. Kesimpulan ini disebabkan oleh sedikit informasi yang mereka terima dari lensa yang mereka gunakan untuk visualisasi mereka.
Hari ini, berkat kemajuan teknologi yang berkaitan dengan mikroskop, kita dapat memvisualisasikan jaringan kompleks struktur yang dimiliki makhluk uniseluler dan keragaman besar yang ditunjukkan oleh garis keturunan ini. Selanjutnya kita akan membahas struktur yang paling relevan pada organisme uniseluler, baik pada eukariota maupun prokariota.
Komponen sel prokariotik
Materi genetik
Karakteristik yang paling menonjol dari sel prokariotik adalah tidak adanya membran yang membatasi materi genetik. Artinya, tidak adanya nukleus sejati.
Sebaliknya, DNA terletak sebagai struktur yang menonjol: kromosom. Pada sebagian besar bakteri dan archaea, DNA tersusun menjadi kromosom besar yang berasosiasi dengan protein melingkar.
Dalam caral bakteri, seperti Escherichia coli (kita akan berbicara lebih banyak tentang biologinya di bagian berikut), kromosom mencapai panjang linier hingga 1 mm, hampir 500 kali ukuran sel.
Untuk dapat menyimpan semua materi ini, DNA harus mengambil konformasi super-menggulung. Contoh ini dapat diekstrapolasikan ke sebagian besar anggota bakteri. Wilayah fisik di mana struktur kompak materi genetik ini berada disebut nukleoid.
Selain kromosom, organisme prokariotik dapat memiliki ratusan molekul DNA kecil tambahan, yang disebut plasmid.
Ini, seperti kromosom, kode untuk gen tertentu, tetapi secara fisik terisolasi darinya. Karena mereka berguna dalam keadaan yang sangat spesifik, mereka membentuk semacam unsur genetik tambahan.
Ribosom
Untuk pembuatan protein, sel prokariotik memiliki mesin enzimatik kompleks yang disebut ribosom , yang didistribusikan ke seluruh interior sel. Setiap sel dapat berisi sekitar 10.000 ribosom.
Mesin fotosintesis
Bakteri yang melakukan fotosintesis memiliki mesin tambahan yang memungkinkan mereka menangkap sinar matahari dan kemudian mengubahnya menjadi energi kimia. Membran bakteri fotosintetik memiliki invaginasi di mana enzim dan pigmen yang diperlukan untuk reaksi kompleks yang mereka lakukan disimpan.
Vesikel fotosintesis ini dapat tetap melekat pada membran plasma atau dapat terlepas dan terletak di dalam sel.
Sitoskeleton
Seperti namanya, sitoskeleton adalah kerangka sel. Dasar dari struktur ini terdiri dari serat-serat yang bersifat protein, penting untuk proses pembelahan sel dan untuk mempertahankan bentuk sel.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa sitoskeleton pada prokariota terdiri dari jaringan filamen yang kompleks, dan tidak sesederhana yang diperkirakan sebelumnya.
Organel pada prokariota
Secara historis, salah satu karakteristik yang paling mencolok dari organisme prokariotik adalah kurangnya kompartemen internal atau organel.
Saat ini telah diterima bahwa bakteri memiliki jenis organel tertentu (kompartemen yang dikelilingi oleh membran) yang terkait dengan penyimpanan ion kalsium, kristal mineral yang berpartisipasi dalam orientasi sel, dan enzim.
Komponen sel eukariotik bersel tunggal
Dalam garis keturunan eukariotik kita juga memiliki organisme bersel tunggal. Ini ditandai dengan memiliki materi genetik yang terkurung dalam organel yang dikelilingi oleh membran yang dinamis dan kompleks.
Mesin untuk membuat protein juga terdiri dari ribosom dalam organisme ini. Namun, pada eukariota ini lebih besar. Faktanya, perbedaan ukuran pada ribosom adalah salah satu perbedaan utama antara kedua kelompok.
Sel eukariotik lebih kompleks daripada prokariota yang dijelaskan pada bagian sebelumnya, karena mereka memiliki subkompartemen yang dikelilingi oleh satu atau lebih membran yang disebut organel. Di antara mereka kita memiliki mitokondria, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, vakuola dan lisosom, antara lain.
Dalam kasus organisme dengan kemampuan untuk berfotosintesis, mereka memiliki mesin enzimatik dan pigmen yang disimpan dalam struktur yang disebut plast. Yang paling terkenal adalah kloroplas, meskipun ada juga amiloplas, kromoplas, etioplas, dan lain-lain.
Beberapa eukariota uniseluler memiliki dinding sel, seperti alga dan jamur (walaupun mereka berbeda dalam sifat kimianya).
Perbedaan bakteri dan archaea
Seperti yang kita sebutkan, domain archaea dan bakteri terdiri dari individu bersel tunggal. Namun, fakta berbagi karakteristik ini tidak berarti bahwa garis keturunannya sama.
Jika kita membandingkan kedua kelompok secara menyeluruh, kita akan menyadari bahwa mereka berbeda dengan cara yang sama seperti kita – atau mamalia lainnya – berbeda dari seekor ikan. Perbedaan mendasar adalah sebagai berikut.
Membran sel
Mulai dari batas sel, molekul yang membentuk dinding dan membran kedua garis keturunan sangat berbeda. Pada bakteri, fosfolipid terdiri dari asam lemak yang terikat pada gliserol. Sebaliknya, archaea menyajikan fosfolipid (isoprenoid) bercabang tinggi yang terikat pada gliserol.
Selain itu, ikatan yang membentuk fosfolipid juga berbeda, menghasilkan membran yang lebih stabil di archaea. Untuk alasan ini, archaea dapat hidup di lingkungan di mana suhu, pH, dan kondisi lainnya ekstrem.
Dinding seluler
Dinding sel adalah struktur yang melindungi organisme sel dari tekanan osmotik yang dihasilkan oleh perbedaan konsentrasi antara interior sel dan lingkungan, membentuk semacam eksoskeleton.
Umumnya, sel menunjukkan konsentrasi zat terlarut yang tinggi. Menurut prinsip osmosis dan difusi, air akan masuk ke dalam sel, memperbesar volumenya .
Dinding melindungi sel dari pecah, berkat strukturnya yang kokoh dan berserat. Pada bakteri, komponen struktural utama adalah peptidoglikan, meskipun molekul tertentu, seperti glikolipid, mungkin ada.
Dalam kasus archaea, sifat dinding sel cukup bervariasi dan dalam beberapa kasus tidak diketahui. Namun, peptidoglikan belum ada dalam penelitian sampai saat ini.
Organisasi genom
Dalam hal organisasi struktural materi genetik, archaea lebih mirip dengan organisme eukariotik, karena gen diinterupsi oleh daerah yang tidak akan diterjemahkan, yang disebut intron – istilah yang digunakan untuk daerah yang diterjemahkan adalah “ekson”.
Sebaliknya, pengorganisasian genom bakteri dilakukan terutama dalam operon, di mana gen berada dalam unit fungsional yang terletak satu demi satu, tanpa gangguan.
Perbedaan dengan organisme multiseluler
Perbedaan penting antara organisme multiseluler dan uniseluler adalah jumlah sel yang membentuk organisme.
Organisme multiseluler terdiri dari lebih dari satu sel, dan umumnya masing-masing memiliki spesialisasi dalam tugas tertentu, pembagian tugas menjadi salah satu karakteristiknya yang paling menonjol.
Dengan kata lain, karena sel tidak lagi harus melakukan semua aktivitas yang diperlukan untuk menjaga organisme tetap hidup, pembagian tugas muncul.
Misalnya, sel saraf melakukan tugas yang sama sekali berbeda dari sel ginjal atau otot.
Perbedaan dalam tugas yang dilakukan ini dinyatakan dalam perbedaan morfologis. Artinya, tidak semua sel yang membentuk organisme multiseluler bentuknya sama – neuron berbentuk pohon, sel otot memanjang, dan seterusnya.
Sel-sel khusus organisme multiseluler dikelompokkan ke dalam jaringan dan ini pada gilirannya menjadi organ. Organ yang melakukan fungsi serupa atau saling melengkapi dikelompokkan ke dalam sistem. Jadi, kita memiliki organisasi hierarki struktural yang tidak muncul dalam entitas uniseluler.
Reproduksi
Reproduksi aseksual
Organisme bersel tunggal berkembang biak secara aseksual. Perhatikan bahwa dalam organisme ini tidak ada struktur khusus yang terlibat dalam reproduksi, seperti yang terjadi pada berbagai spesies makhluk multiseluler.
Dalam jenis reproduksi aseksual ini, seorang ayah melahirkan keturunan tanpa membutuhkan pasangan seksual, atau untuk peleburan gamet.
Reproduksi aseksual diklasifikasikan dengan cara yang berbeda, umumnya menggunakan bidang atau bentuk pembelahan yang digunakan organisme untuk membelah sebagai acuan.
Jenis yang umum adalah pembelahan biner, di mana seorang individu memunculkan dua organisme, identik dengan induknya. Beberapa memiliki kemampuan untuk melakukan pembelahan dengan menghasilkan lebih dari dua keturunan, yang dikenal sebagai pembelahan ganda.
Jenis lainnya adalah tunas, di mana suatu organisme memunculkan organisme yang lebih kecil. Dalam kasus ini, organisme induk menumbuhkan pemanjangan yang terus tumbuh hingga ukuran yang memadai dan kemudian terlepas dari induknya. Organisme bersel tunggal lainnya dapat berkembang biak dengan membentuk spora.
Meskipun reproduksi aseksual khas organisme bersel tunggal, itu tidak unik untuk garis keturunan ini. Organisme multiseluler tertentu, seperti alga, spons, echinodermata, antara lain, dapat bereproduksi melalui modalitas ini.
Transfer gen horizontal
Meskipun tidak ada reproduksi seksual pada organisme prokariotik, mereka dapat bertukar materi genetik dengan individu lain melalui peristiwa yang disebut transfer gen horizontal. Pertukaran ini tidak melibatkan pewarisan materi dari orang tua kepada anak-anak, tetapi terjadi antara individu-individu dari generasi yang sama.
Ini terjadi melalui tiga mekanisme mendasar: konjugasi, transformasi, dan transduksi. Pada tipe pertama, potongan panjang DNA dapat dipertukarkan melalui hubungan fisik antara dua individu melalui pili seksual.
Pada kedua mekanisme tersebut, ukuran DNA yang dipertukarkan lebih kecil. Transformasi adalah pengambilan DNA telanjang oleh bakteri dan transduksi adalah penerimaan DNA asing sebagai akibat dari infeksi virus.
Kelimpahan
Kehidupan dapat dibagi menjadi tiga domain utama: archaea, bakteri, dan eukariota. Dua yang pertama adalah prokariotik, karena nukleusnya tidak dikelilingi oleh membran dan semuanya adalah organisme bersel tunggal.
Menurut perkiraan saat ini, ada lebih dari 3,10 30 individu bakteri dan archaea di bumi, kebanyakan dari mereka tidak disebutkan namanya dan tanpa deskripsi. Faktanya, tubuh kita sendiri terdiri dari populasi dinamis organisme ini, yang menjalin hubungan simbiosis dengan kita.
Nutrisi
Nutrisi dalam organisme bersel tunggal sangat bervariasi. Ada organisme heterotrofik dan autotrofik.
Yang pertama harus mengkonsumsi makanan mereka dari lingkungan, umumnya menelan partikel nutrisi. Varian autotrofik memiliki semua mesin yang diperlukan untuk konversi energi cahaya menjadi kimia, disimpan dalam gula.
Seperti organisme hidup lainnya, tanaman uniseluler membutuhkan nutrisi tertentu seperti air, sumber karbon, ion mineral, antara lain, untuk pertumbuhan dan reproduksi yang optimal. Namun, beberapa juga membutuhkan nutrisi tertentu.
Contoh organisme bersel tunggal
Karena keragaman organisme bersel tunggal, sulit untuk membuat daftar contoh. Namun, kita akan menyebutkan organisme caral dalam biologi dan organisme dengan relevansi medis dan industri:
Escherichia coli
Organisme yang paling baik dipelajari, tidak diragukan lagi, adalah bakteri Escherichia coli. Meskipun beberapa galur dapat memiliki konsekuensi kesehatan yang negatif, E. coli adalah komponen mikrobiota manusia yang normal dan berlimpah.
Ini bermanfaat dari sudut pandang yang berbeda. Di saluran pencernaan kita, bakteri membantu produksi vitamin tertentu dan secara kompetitif mengeluarkan mikroorganisme patogen yang bisa masuk ke tubuh kita.
Selain itu, di laboratorium biologi itu adalah salah satu organisme caral yang paling banyak digunakan, sangat berguna untuk penemuan dalam sains.
Trypanosoma cruzi
Ini adalah parasit protozoa yang hidup di dalam sel dan menyebabkan penyakit Chagas. Ini dianggap sebagai masalah kesehatan masyarakat yang penting di lebih dari 17 negara yang terletak di daerah tropis.
Salah satu karakteristik yang paling menonjol dari parasit ini adalah adanya flagel untuk penggerak dan mitokondria tunggal. Mereka ditransmisikan ke inang mamalia mereka oleh serangga milik keluarga Hemiptera, yang disebut triatomin.
Contoh mikroorganisme lainnya adalah Giardia , Euglena , Plasmodium , Paramecium , Saccharomyces cerevisiae , antara lain.
Referensi
- Alexander, M. (1961). Pengantar mikrobiologi tanah . John Wiley and Sons, Inc..
- Baker, GC, Smith, JJ, & Cowan, DA (2003). Tinjau dan analisis ulang primer 16S khusus domain. Jurnal metode mikrobiologi , 55 (3), 541-555.
- Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Mikrobiologi diagnostik . Mosby.
- Freeman, S. (2017). Ilmu biologi . Pendidikan Pearson.
- Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Mikrobiologi medis . Ilmu Kesehatan Elsevier.
- Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). biologi Campbell . pendidikan Pearson.