Sel prokariotik: Pengertian, struktur, jenis, reproduksi, klasifikasi

Sel prokariotik atau prokariota adalah organisme bersel tunggal tanpa inti sel, bahan genetik yang ditemukan dalam sitoplasma, berkumpul di daerah yang disebut nukleoid. Sebaliknya, sel yang memiliki nukleus berbeda dari sitoplasma, disebut eukariota, disebut yaitu sel eukariotik, di mana DNA Anda berada di kompartemen yang terpisah dari sisa sel lainnya.

Selain itu, istilah sel prokariotik mengacu pada organisme yang termasuk dalam domain Prokariota, yang konsepnya bertepatan dengan klasifikasi kingdom Monera dari Herbert Copeland atau klasifikasi Robert Whittaker yang, meskipun sebelumnya, masih tetap populer.

Hampir tanpa kecuali, organisme berbasis sel prokariotik adalah uniseluler.

Semua organisme yang saat ini ada diyakini berasal dari bentuk uniseluler prokariotik (LUCA).

Ada sebuah teori, yang disebut serial endosimbiosis, yang menganggap bahwa sepanjang proses evolusi yang lambat, sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu, prokariota diturunkan menjadi makhluk yang lebih kompleks oleh asosiasi simbiosis: eukariota.

Apa itu

Sel prokariotik adalah sel primitif yang tidak memiliki nukleus. Bukannya menyimpan materi genetik dalam kromosom terorganisir dilindungi oleh inti yang terikat membran, prokariota menyimpan materi genetik mereka dalam berbentuk tidak teratur “nukleoid” yang terdiri dari 60% DNA.

DNA substansial juga disimpan dalam organel kecil di luar yang disebut plasmid nukleoid, yang merupakan cincin sedikit materi genetik (1-400 kilobasa) yang disalin seiring dengan proses normal pembelahan sel dan juga dapat dipertukarkan antara prokariota. Pertukaran plasmid ikut bertanggung jawab atas kemampuan prokariota untuk cepat beradaptasi dengan ancaman eksternal seperti antibiotik.

Prokariota mencakup domain Bakteri dan Archaea, yang merupakan dua dari tiga domain dari semua kehidupan, Eukaryota yang lain, yang berisi semua organisme multiseluler dengan yang kita kenal.

Kebanyakan prokariota bebas-mengambang dan independen, meskipun beberapa bentuk berbagai jenis koloni, dan sianobakteri bahkan menunjukkan beberapa derajat diferensiasi sel yang dapat diartikan sebagai fitur plantlike primitif seperti batang, vines, dll.

Pembagian antara eukariota dan prokariota dianggap divisi paling signifikan di seluruh kerajaan hidup. Prokariota sederhana dari domain Archaea telah ada selama 3,8 miliar tahun atau lebih, sedangkan eukariota hanya ada selama sekitar 600 juta tahun – perbedaan lebih dari faktor enam.

Banyak astrobiologists dan penggemar angkasa berharap untuk menemukan kehidupan eukariotik di planet lain, dimana kondisi terlalu ekstrim untuk munculnya kehidupan prokariotik menjadi sangat mungkin. Salah satu sering dikutip lokasi potensial adalah danau metana dari Saturnus Titan.

Mungkin pencapaian terbesar dari prokariota adalah apa yang membuat bentuk-bentuk kehidupan yang mungkin – konversi massa CO2 di atmosfer oksigen. Ini terjadi sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu dan telah disebut Catastrophe Oksigen, karena menyebabkan kepunahan massal antara organisme tidak disesuaikan dengan menghirup udara baru.

Kita dapat menentukan tanggal Bencana Oksigen karena kejadian tersebut menyebabkan oksidasi mayoritas besi bebas di permukaan bumi, menghasilkan transisi tajam dari besi berkarat di lapisan strata.

Struktur sel

Struktur sel prokariotik dasar memiliki komponen-komponen berikut:

  • Membran sel
  • Dinding sel (kecuali pada mikoplasma dan termoplasma)
  • Sitoplasma
  • Nukleoid
  • Ribosom
  • Kompartemen prokariotik. Kompartemen telah diidentifikasi yang tampaknya dimaksudkan untuk melindungi atau melaksanakan beberapa jenis tugas khusus. Beberapa di antaranya adalah Klorom, Karboksisom, Anammoksosom, Fikobilisom, Proteosom, dan Magnetosom.

Selain itu mungkin juga ada:

  • Membran luar (pada bakteri Gram negatif)
  • Periplasma
  • Kapsul
  • Inklusi sitoplasma (nutrisi dan gas vesikel)
  • Pili atau fimbrias
  • Glikokaliks
  • Biofilm
  • Lapisan S
  • Formasi spora.
  • Plasmid
  • Mesosoma

Keanekaragaman biokimia dan metabolisme

Sejak penampilan mereka, sel prokariotik telah mengalami diversifikasi hebat. Metabolisme prokariota sangat bervariasi (tidak seperti eukariota), dan menyebabkan beberapa prokariota sangat berbeda dari yang lain. Beberapa sangat tahan terhadap kondisi lingkungan yang ekstrem seperti suhu atau keasaman, mereka disebut Ekstremofil.

Cara makan

Nutrisi dapat bersifat autotrofik (kemosintesis atau fotosintesis) atau heterotrofik (saprofit, parasit, atau simbiotik). Mengenai metabolisme, organisme dapat berupa: anaerob obligat atau opsional, atau aerob.

Kemosintesis adalah konversi biologis molekul satu-karbon dan nutrisi menjadi bahan organik menggunakan oksidasi molekul anorganik sebagai sumber energi, tanpa menggunakan sinar matahari, tidak seperti fotosintesis. Sebagian besar organisme hidup mendasarkan keberadaannya pada produksi kemosintetik pada kesalahan termal, strain dingin atau habitat ekstrem lainnya yang tidak dapat dijangkau oleh sinar matahari.

Fotosintesis adalah dasar kehidupan saat ini di Bumi. Ini terdiri dari serangkaian proses dimana tanaman, ganggang dan beberapa bakteri menangkap dan menggunakan energi cahaya untuk mengubah materi anorganik dari lingkungan eksternal mereka menjadi bahan organik yang mereka gunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan mereka.

Organisme yang mampu melakukan proses ini disebut fototrof dan jika mereka juga mampu memperbaiki CO2 atmosferik (yang hampir selalu terjadi) mereka disebut autotrof. Kecuali pada beberapa bakteri, pelepasan oksigen terjadi dalam proses fotosintesis. molekul (dari molekul air) ke atmosfer (fotosintesis oksigen).

Telah diterima secara luas bahwa kandungan oksigen saat ini di atmosfer telah dihasilkan dari penampilan dan aktivitas organisme fotosintesis ini. 11 Hal ini memungkinkan munculnya evolusi dan pengembangan organisme aerob yang mampu mempertahankan tingkat metabolisme yang tinggi ( Metabolisme aerob sangat efektif dari sudut pandang energi).

Bentuk lain dari fotosintesis, fotosintesis anoksigenik, di mana oksigen tidak dilepaskan, dilakukan oleh sejumlah kecil bakteri, seperti bakteri sulfur ungu dan bakteri sulfur hijau; Bakteri ini menggunakan H2S sebagai donor hidrogen, sehingga melepaskan belerang

  • Nutrisi saprofit: berdasarkan sisa-sisa makhluk hidup, dari mana dekomposisi terjadi.
  • Nutrisi parasit: mereka memperoleh makanan dari inang yang mereka rusak tetapi tidak membunuh.
  • Nutrisi simbiotik: makhluk yang melakukan simbiosis memperoleh bahan organik dari makhluk hidup lain, yang juga bermanfaat.

Reproduksi

Reproduksi sel prokariotik terjadi dalam dua cara: reproduksi aseksual atau paraseksual

  • Reproduksi aseksual melalui bipartisi atau pembelahan biner: ini adalah cara paling sederhana dan tercepat pada organisme bersel tunggal, masing-masing sel terbelah menjadi dua, setelah pembagian bahan genetik dan pembagian sitoplasma (sitokinesis) berikutnya.
  • Reproduksi paraseksual, untuk mendapatkan variabilitas dan beradaptasi dengan lingkungan yang berbeda, pertukaran DNA seperti konjugasi, transduksi, dan transformasi dapat terjadi di antara bakteri.
  • Konjugasi: Proses yang terjadi ketika satu bakteri melakukan kontak dengan yang lain menggunakan benang yang disebut PILI. Pada saat sitoplasma terhubung, individu donor (dianggap sebagai jantan) mentransfer sebagian DNA-nya ke penerima lain (dianggap sebagai betina) yang memasukkannya (melalui PILI) ke dalam sumbangan genetiknya melalui rekombinasi dan mentransmisikannya. pada gilirannya saat mereproduksi.
  • Transduksi: Dalam proses ini, suatu zat pengirim, yang umumnya adalah virus, membawa fragmen DNA dari bakteri yang diparasitisasi ke penerima baru, sedemikian rupa sehingga DNA Bakteri yang diparasit diintegrasikan ke dalam DNA bakteri baru.
  • Transformasi: Bakteri dapat memasukkan fragmen DNA ke bagian dalamnya yang bebas dalam medium (plasmid). Ini bisa berasal dari penguraian atau degradasi bakteri lain di sekitarnya

Jenis sel prokariotik

  • Kokus adalah jenis bakteri morfologis. Ia memiliki bentuk bola yang kurang lebih (tidak ada dimensinya yang jelas melebihi yang lain).
  • Basilus adalah bakteri berbentuk batang jika dilihat di bawah mikroskop. Basil biasanya dibagi menjadi:
    Batang Gram positif: pasang gentian violet (pewarnaan Gram) di dinding sel karena tidak memiliki lapisan lipopolisakarida.
    Basil gram negatif: mereka tidak memperbaiki gentian violet karena mereka memiliki lapisan lipopolysaccharide.
  • Vibrio adalah genus bakteri, termasuk dalam kelompok gamma proteobacteria. Beberapa spesies Vibrio bersifat patogen, menyebabkan penyakit pada saluran pencernaan, terutama Vibrio cholerae, agen yang menyebabkan kolera, dan Vibrio vulnificus, yang ditularkan melalui asupan kerang.
  • Spiral adalah bakteri heliks atau spiral flagellated. Mereka bergerak dalam media kental maju dalam sekrup. Diameternya sangat kecil, yang berarti mereka dapat melewati mukosa; misalnya Treponema pallidum yang menghasilkan sifilis pada manusia. Mereka lebih sensitif terhadap kondisi lingkungan daripada bakteri lain, sehingga ketika mereka patogen mereka ditularkan melalui kontak langsung (rute seksual) atau melalui vektor, biasanya arthropoda penghisap darah.

Dalam kasus lain, terutama di archaea, morfologi yang bervariasi dapat ditemukan, termasuk pleomorfik (perubahan bentuk), bentuk tidak beraturan, lobed, datar, persegi panjang atau persegi seperti Haloquadratum.
Menurut sel amplop

Tergantung pada jenis dinding sel dan jumlah membran, mungkin ada jenis sel prokariotik berikut ini:

  • A) Gracilicutes (= kulit tipis), khas bakteri gram negatif, yang bersifat dimerik, yaitu, membran ganda dan di antara membran-membran ini dinding tipis peptidoglikan
  • B) Firmicutes (= kulit kuat), khas bakteri gram positif, dengan membran sitoplasma dan dinding peptidoglikan yang tebal
  • C) Mendosicutes (= kulit langka), tipikal archaea, dengan dinding sel sebagian besar glikopeptida berbeda dari bakteri. Membran plasma sama berbeda karena lipid mengikat gliserol dengan ikatan eter, daripada ikatan ester seperti pada bakteri
  • D) Tenericutes (= kulit halus), karakteristik mikoplasma, bakteri endoparasit yang tidak memiliki dinding sel, tampaknya sebagai adaptasi evolusioner terhadap habitat intraseluler20

Klasifikasi biologis

Menurut Three-Domain System, kelompok prokariotik utama adalah Archaea dan Bakteri. Perbedaan paling penting yang awalnya mendukung perbedaan antara kedua kelompok ini adalah dalam urutan basa nitrogen dari fraksi RNA ribosomal 16S.

Archaea adalah mikroorganisme bersel tunggal yang sangat primitif. Seperti halnya bakteri, archaea kekurangan nukleus dan karenanya prokariota. Namun, perbedaan pada tingkat molekuler antara archaea dan bakteri begitu mendasar sehingga mereka diklasifikasikan ke dalam kelompok yang berbeda. Faktanya, perbedaan-perbedaan ini lebih besar daripada yang ada, misalnya, antara tanaman dan hewan. Archaea saat ini dianggap lebih dekat secara filogenetik dengan eukariota dibandingkan dengan bakteri. Archaea awalnya ditemukan di lingkungan yang ekstrim, tetapi sejak itu telah ditemukan di semua jenis habitat.

  • Metanogen adalah mikroorganisme prokariotik yang hidup dalam media anaerob yang ketat dan yang memperoleh energi melalui produksi gas alam, metana (CH4). Berkat karakteristik ini, jenis organisme ini sangat penting secara ekologis, karena campur tangan dalam degradasi bahan organik di alam, dan dalam siklus karbon. Selain itu, mereka adalah kelompok heterogen secara filogenetik di mana faktor umum yang menyatukan mereka adalah produksi gas metana dan kofaktor uniknya. Kita dapat menemukannya di usus kita.
  • Halofili: Tinggal di lingkungan yang sangat asin. Halococcus dan Halobacterium hanya hidup di media dengan lebih dari 12% garam (lebih asin daripada air laut).
  • Hipertermofil. hidup dan berkembang dalam kondisi suhu ekstrem dan pH ekstrem di tempat-tempat dengan aktivitas vulkanik (seperti geyser) di punggung laut, di mana sebagian besar makhluk hidup tidak akan mampu bertahan. Ada teori bahwa mereka mungkin merupakan sel sederhana pertama.

Bakteri adalah organisme mikroskopis yang terdiri dari sel prokariotik yang lebih berkembang. Cyanobacteria, juga dikenal sebagai ganggang biru-hijau, adalah eubakteri fotosintesis dan kolonial yang telah hidup di planet kita selama lebih dari 3 miliar tahun. Bakteri ini tumbuh di atas tikar dan gundukan di bagian laut yang paling dangkal. Saat ini mereka hanya ditemukan di beberapa daerah, tetapi miliaran tahun yang lalu ada begitu banyak yang dapat mereka tambahkan, melalui fotosintesis, cukup oksigen ke atmosfer primitif Bumi untuk Hewan yang membutuhkan oksigen bisa bertahan hidup.

Kesimpulan

Para prokariota adalah kelompok organisme dengan sel yang tidak memiliki nukleus yang terikat membran (Karyon). Organisme dengan sel yang memiliki inti disebut eukariota.

Kebanyakan prokariota adalah organisme uniseluler, meskipun beberapa seperti myxobacteria memiliki tahap multiseluler dalam siklus hidup mereka atau membuat koloni besar seperti sianobakteri.

Kata prokariota berasal dari bahasa Yunani πρό-(pro-) “sebelum” dan καρυόν (Karyon) “kacang atau kernel”. Prokariota tidak memiliki nukleus, mitokondria, atau organel membran-terikat lainnya.

Dengan kata lain, semua komponen intraseluler yang larut dalam air mereka (protein, DNA dan metabolit) berada bersama-sama di wilayah yang sama tertutup oleh membran sel, daripada dipisahkan dalam kompartemen selular yang berbeda.

Pengertian Sel prokariotik
Pengertian Sel prokariotik

Pembagian untuk prokariota dan eukariota mencerminkan dua tingkat yang berbeda dari organisasi seluler daripada klasifikasi biologis spesies. Prokariota termasuk dua domain klasifikasi utama: bakteri dan archaea. Archaea diakui sebagai domain kehidupan pada tahun 1990. Organisme ini awalnya diperkirakan hanya hidup dalam kondisi tidak ramah seperti suhu, pH ekstrem, dan radiasi tetapi telah ditemukan di semua jenis habitat.

Related Posts