Ilustrasi sel eukariotik. Nukleus, retikulum endoplasma, membran sel, mitokondria, aparatus Golgi, sentrosom, di antara organel lain yang dijelaskan di bawah diamati.
Apa itu sel eukariotik?
Sel eukariotik adalah jenis sel yang menyusun hewan, tumbuhan , jamur, dan manusia. Bersama dengan sel prokariotik, yang membentuk organisme lain seperti bakteri dan archaea, sel-sel ini adalah unit dasar yang membentuk makhluk hidup.
Sel eukariotik seperti makhluk hidup mikroskopis, yaitu, sangat kecil sehingga kita tidak dapat melihatnya hanya dengan mata kita, tetapi kita harus menggunakan beberapa perangkat yang membantu kita memperbesarnya untuk melihatnya dengan lebih baik.
Karena mereka adalah makhluk hidup, kita mengatakan bahwa setiap sel eukariotik, serta hewan, jamur, tanaman atau diri kita sendiri, dapat memberi makan, tumbuh, berkembang biak, memproses informasi, merespons rangsangan eksternal atau internal dari lingkungan dan melakukan reaksi kimia. reaksi.
Ini adalah karakteristik yang mendefinisikan, secara umum, setiap makhluk hidup di Bumi dan itu adalah bahwa sel, baik eukariotik atau prokariotik, adalah unit dasar terkecil dari setiap makhluk hidup.
Organisme eukariotik uniseluler dan multiseluler
Makhluk hidup yang terdiri dari sel eukariotik dikenal sebagai organisme eukariotik , dan mereka dapat terdiri dari satu atau banyak sel:
- Mereka yang terdiri dari satu sel dikenal sebagai eukariota bersel tunggal.
- Mereka yang begitu untuk lebih dari satu adalah eukariota multiseluler .
Sebagian besar hewan, tumbuhan dan jamur yang kita kenal terdiri dari lebih dari satu sel, tetapi ada banyak eukariota bersel tunggal yang sangat melimpah dan penting dari banyak sudut pandang, seperti ragi bersel tunggal, bersel tunggal jamur, parasit, zooplankton atau fitoplankton.
Ciri-ciri sel eukariotik
Beberapa karakteristik khusus dari sel-sel eukariotik meliputi:
– Mereka dibentuk atau dibatasi oleh membran yang memungkinkan pertukaran zat tertentu antara interior sel dan lingkungan ekstraseluler.
– Tergantung pada jenis sel dan organisme yang bersangkutan, sel eukariotik dapat berukuran hingga 100 mikron.
– Di dalam, biasanya terdapat struktur berbeda yang dibatasi oleh membran, membentuk semacam kompartemen yang relatif tahan terhadap lingkungan yang mengelilinginya. Dalam setiap kompartemen proses kimia khusus dilakukan yang memungkinkan sel menjadi makhluk hidup.
– Semua karakteristik sel eukariotik ditentukan oleh informasi yang disimpan dalam molekul yang dikenal sebagai asam deoksiribonukleat ( DNA ), yang tertutup dalam kompartemen membran yang disebut nukleus.
– Mereka adalah sel yang membutuhkan energi dan untuk ini mereka membutuhkan nutrisi yang mungkin atau mungkin tidak diperoleh dari lingkungan di mana mereka ditemukan.
– Beberapa sel bergerak, karena mereka memiliki silia, flagela atau pseudopodia, tetapi yang lain benar-benar tidak bergerak.
– Pada organisme multiseluler, sel eukariotik memiliki kemampuan untuk saling berinteraksi membentuk jaringan, berhubungan erat satu sama lain, bertukar nutrisi, informasi dan berbagai jenis pesan kimia penting (berkomunikasi).
Bagian-bagian sel eukariotik (organel)
Semua sel eukariotik, apakah mereka milik hewan, jamur atau tumbuhan, memiliki organisasi internal yang cukup kompleks, di mana fungsinya bergantung.
Mereka memiliki, antara lain, inti membran dan berbagai macam organel internal yang juga dibatasi atau dipisahkan oleh membran, mari kita lihat apa itu:
nukleus
Nukleus adalah organel intraseluler yang paling menonjol dan khas dari sel eukariotik. Di sinilah materi genetik (asam nukleat) terkunci dalam hubungan erat dengan protein yang disebut “histones”, yang membentuk kromosom eukariotik.
Protein histon ini membantu memadatkan semua DNA suatu organisme (kecuali mitokondria) di dalam nukleus dan, di samping itu, memainkan peran yang sangat penting dalam ekspresi gen di setiap sel.
Nukleus dibatasi oleh selubung nukleus, yang terdiri dari sepasang membran konsentris yang memisahkan komponen nukleus dari sisa sitosol dan yang memiliki fungsi penting dari sudut pandang ekspresi gen dan interaksi lingkungan intraseluler.
Mitokondria
Sitosol sel eukariotik juga memiliki organel membran lain yang sangat penting, 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 endosimbiosis); Mereka memiliki genomnya sendiri, jadi mereka bereplikasi hampir secara independen dari sel yang menampung mereka, dan mereka memiliki dua membran, satu membran internal yang sangat terlipat dan eksternal lainnya, menghadap sitosol.
Pertukaran metabolit dan informasi yang konstan terjadi antara mitokondria, sitosol, dan beberapa organel membran sel eukariotik, yang penting bagi sel untuk berfungsi.
Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma adalah struktur membran internal lain dari sel eukariotik. Ini terdiri dari semacam “labirin” yang ruangnya saling berhubungan dan dikelilingi oleh membran, yang merupakan kelanjutan dari membran yang membentuk amplop nuklir yang membungkus materi genetik di dalam nukleus.
Dua daerah dibedakan dalam organel ini, satu “halus” dan yang lain “kasar”. Yang dengan penampilan kasar memiliki ribosom terkait dan merupakan situs utama sintesis protein dan zat yang diekspor oleh sel. Daerah halus, di sisi lain, didedikasikan untuk sintesis lipid dan zat lain, dan penyimpanan molekul tertentu.
Kompleks Golgi
Kompleks Golgi didefinisikan sebagai “tumpukan kantung pipih” yang ditutupi oleh membran. Ini adalah salah satu situs di mana modifikasi protein yang disintesis dalam retikulum endoplasma terjadi dan juga berpartisipasi dalam distribusi mereka ke daerah lain dari sel dan ke luar.
Lisosom dan Peroksisom
Organel internal lainnya yang khas dari eukariota adalah mereka yang berpartisipasi dalam pencernaan dan pemrosesan bahan limbah dan spesies reaktif yang beracun bagi fungsi sel.
Meskipun mereka tidak hadir di semua sel dan dapat memenuhi fungsi yang berbeda tergantung pada spesiesnya, sel eukariotik biasanya memiliki lisosom dan peroksisom .
- Lisosom adalah organel kecil dan bertanggung jawab untuk pencernaan intraseluler protein “usang”, melepaskan senyawa nutrisi ke sitosol.
- Peroksisom, di sisi lain, terutama bertanggung jawab untuk degradasi spesies oksigen reaktif dan juga terlibat dalam oksidasi asam lemak.
Dalam beberapa mikroorganisme parasit ada peroksisom khusus dan dimodifikasi untuk katabolisme glukosa, itulah sebabnya mereka dikenal sebagai glikosom.
Vakuola
Sel tumbuhan dan beberapa sel hewan memiliki vakuola, yaitu organel besar yang sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Vakuola dalam sel tumbuhan biasanya menempati lebih dari 80% volume sel, berisi air dan juga sistem endomembran yang dikenal sebagai tonoplas.
Beberapa organisme uniseluler yang dibentuk oleh sel hewan eukariotik memiliki vakuola kontraktil yang, antara lain, digunakan untuk mendorong pergerakannya dalam media berair.
Sitoskeleton
Aspek penting yang membedakan sel eukariotik dari prokariota adalah adanya jaringan protein filamen internal yang membentuk semacam perancah internal di sitosol.
“Perancah” ini berkontribusi tidak hanya pada stabilitas mekanis sel, tetapi juga memiliki fungsi penting untuk komunikasi intraseluler, transportasi internal dan pergerakan sel, dll.
Silia dan flagela
Seperti halnya bakteri, banyak sel eukariotik, hewan dan tumbuhan, memiliki struktur eksternal yang terdiri dari mikrotubulus dan berfungsi terutama dalam pergerakan dan pergerakan.
Flagela adalah struktur dengan panjang hingga 1 mm, sedangkan silia dapat memiliki panjang 2 hingga 10 mikron. Struktur ini berlimpah dalam mikroorganisme dan organisme multiseluler kecil.
Pada hewan dan tumbuhan juga terdapat sel dengan silia dan flagela. Seperti kasus flagela sel sperma dan silia yang melapisi permukaan sel yang membentuk epitel internal beberapa organ.
Fungsi sel eukariotik
Reproduksi
Sel eukariotik dapat bereproduksi secara seksual dan aseksual. Secara seksual, organisme eukariotik berkembang biak melalui peleburan dua sel (gamet) dari dua organisme yang berbeda, yang memiliki setengah beban genetik masing-masing “induk”.
Hasil reproduksi seksual eukariotik adalah sel baru – zigot – yang memiliki setengah dari informasi genetik satu individu dan setengah dari yang lain; dari apa yang kita pahami bahwa itu adalah jenis reproduksi yang menghasilkan banyak variasi genetik. Reproduksi seksual terjadi secara meiosis.
Di sisi lain, sejumlah besar eukariota bereproduksi secara aseksual melalui pembelahan mitosis. Dalam pembelahan ini, setiap sel membuat salinan dirinya sendiri yang hampir identik dan kemudian membelah, membentuk dua sel yang sama.
Nutrisi
Eukariota dapat heterotrofik atau autotrofik. Secara umum dikatakan bahwa hewan dan jamur terdiri dari sel eukariotik heterotrofik, yaitu, mereka tidak dapat “membuat” makanannya sendiri.
Hewan harus mendapatkan energi dan nutrisi organik yang mereka butuhkan dari konsumsi organisme lain seperti tanaman atau hewan lainnya, dan jamur melakukan hal yang sama tetapi umumnya dari konsumsi membusuk organik materi .
Tanaman, di sisi lain, terdiri dari sel eukariotik autotrofik, yang berarti bahwa mereka mampu menghasilkan makanan mereka dari sumber anorganik, seperti sinar matahari .
Sebagian besar hewan dan jamur membutuhkan oksigen dan air untuk bertahan hidup, dan tumbuhan bertanggung jawab atas produksi oksigen itu; yang terakhir, pada gilirannya, membutuhkan air dan karbon dioksida.
Hubungan
Seperti makhluk hidup lainnya, organisme eukariotik uniseluler dan multiseluler berhubungan dengan lingkungannya dengan cara yang berbeda, baik dengan organisme dari spesies yang sama atau dengan organisme dari spesies yang berbeda.
Hubungan ini, yang dapat disebut “hubungan ekologis” interspesifik dan intraspesifik dan dapat bermanfaat, merusak atau netral.
Selain itu, penting untuk digarisbawahi bahwa sel-sel organisme eukariotik multiseluler terkait erat satu sama lain, karena untuk membentuk jaringan, organ, dan sistem tubuh yang merupakan hewan dan tumbuhan multiseluler, mereka harus terus-menerus bertukar informasi dan berkomunikasi.
Jenis sel eukariotik
Sel eukariotik tumbuhan
Tumbuhan dan alga terdiri dari sel tumbuhan. Sel-sel ini, selain mitokondria, memiliki organel (plastida) yang terspesialisasi dalam fotosintesis : kloroplas.
Organel tersebut mengandung banyak invaginasi dan proses membran internal, yang kaya akan pigmen dan enzim tertentu, yang memberikan sel-sel ini kemampuan untuk “menghasilkan makanan mereka sendiri”, mengubah energi yang berasal dari sinar matahari menjadi energi kimia dan nutrisi organik.
Sel tumbuhan memiliki, pada membran plasmanya, dinding sel yang terbuat dari polimer organik yang dikenal sebagai selulosa. Ini adalah struktur kaku yang memberi sel-sel ini ketahanan tertentu terhadap berbagai jenis kekuatan.
Sel eukariotik hewan
Semua hewan yang kita ketahui di biosfer terdiri dari sel-sel hewan. Sel-sel ini tidak memiliki dinding sel atau kloroplas, seperti yang dimiliki sel tumbuhan.
Ukuran dan bentuknya sangat bervariasi tergantung pada jenis sel dan jenis organisme, organ atau jaringan tempatnya berada.
Mereka juga berbeda dari sel tumbuhan dengan adanya “organel” yang dikenal sebagai sentrosom, yang mengandung sentriol; kedua struktur bertanggung jawab untuk sintesis dan organisasi mikrotubulus selama pembelahan sel.
Demikian juga, sebagian besar sel hewan memiliki lapisan “lendir” atau “agar-agar” di sekelilingnya yang dikenal sebagai glikokaliks, yang sangat penting bagi mereka dan dibentuk oleh gula yang ada di membran plasma.
Sel jamur
Sel jamur adalah mereka yang membentuk semua organisme milik kingdom jamur, yaitu jamur, uniseluler atau multiseluler.
Mereka berbeda dari sel hewan dalam hal mereka memiliki dinding sel, tetapi tidak terbuat dari selulosa melainkan dari polimer organik lain: kitin. Mereka tidak memiliki kloroplas atau plastida lain seperti tumbuhan, tetapi mereka memiliki organel khas sel hewan .
eukariota uniseluler
Sel eukariotik hadir di alam tidak hanya membentuk organisme besar dan kompleks seperti hewan, jamur dan tumbuhan yang kita kenal setiap hari. Ada, selain organisme ini, makhluk eukariotik uniseluler, yaitu, terdiri dari satu sel.
Organisme ini dapat terdiri dari sel tumbuhan (seperti fitoplankton), sel hewan (seperti zooplankton, amuba, dan beberapa parasit protozoa), atau sel jamur (seperti ragi dan jamur bersel tunggal lainnya).
Perbedaan dengan sel prokariotik
Diamati bahwa materi genetik sel prokariotik tersebar di sitoplasma
Inti
Perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik adalah adanya nukleus membran di dalam yang terakhir.
Sebenarnya, kata “eukariota” berasal dari akar kata Yunani eu , yang berarti “benar” dan karyon , yang berarti “inti”; yaitu, istilah mendefinisikan sel dengan “inti sejati”.
Kehadiran nukleus ini dalam sitosol sel eukariotik memungkinkan kontrol yang lebih halus dari ekspresi gen yang terkandung dalam materi genetik yang dikandungnya dan, pada saat yang sama, kompleksitas yang lebih besar dalam fungsi seluler umum.
Ukuran
Sel eukariotik umumnya dianggap lebih besar dari sel prokariotik. Seperti yang telah kita sebutkan, yang pertama dapat mengukur antara 10 dan 100 mikron, sedangkan yang kedua memiliki ukuran rata-rata antara 0,1 dan 1 mikron.
Ukuran yang lebih besar ini tidak hanya menyiratkan perbedaan volume, tetapi juga dalam kompleksitas, karena inilah yang memungkinkan pengembangan struktur membran atau organel yang menjadi ciri sel eukariotik dan yang membuatnya jauh lebih kompleks daripada sel prokariotik.
Di sisi lain, sel eukariotik dapat bergaul satu sama lain untuk membentuk organisme multiseluler yang terdiri dari jaringan dan organ, sedangkan organisme prokariotik benar-benar uniseluler.
Reproduksi
Tergantung pada jenis sel atau jenis organisme eukariotik yang bersangkutan, reproduksi dapat seksual atau aseksual. Dengan kata lain, sel eukariotik dapat bereproduksi atau berkembang biak baik dengan mitosis atau meiosis.
Penting untuk diingat bahwa reproduksi aseksual berkontribusi pada penggandaan sel yang cepat, menghasilkan “klon” dari dirinya sendiri, sementara reproduksi seksual memungkinkan, tidak hanya penggandaan jumlah sel, tetapi juga menghasilkan sel yang berbeda secara genetik.
Reproduksi seksual, bagaimanapun, adalah atribut yang sangat khusus dari organisme yang dibentuk oleh sel eukariotik dan tidak sesuai dengan salah satu jenis reproduksi organisme prokariotik, yang berkembang biak hanya secara aseksual.
Reproduksi seksual mewakili, bagi organisme eukariotik, sumber variasi genetik yang sangat penting, yang memiliki implikasi penting dalam keragaman besar yang diamati pada jenis organisme ini.
Referensi
- Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Biologi sel esensial. Ilmu Garland.
- Cooper, GM, & Ganem, D. (1997). Sel: pendekatan molekuler. Obat Alam.
- Evert, RF, & Eichhorn, SE (2013). Raven: biologi tumbuhan (No. 581 RAV).
- Hickman, CP, Roberts, LS, & Larson, A. (1997). Prinsip terintegrasi zoologi. edisi ke 10 Boston: WCB.
- Willey, J., Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2013). mikrobiologi Prescott. New York, NY.