EVOLUSI SEL

 Evolusi Sel

Evolusi Sel

Semua makhluk hidup tersusun atas sel-sel, membran kecil yang mengelilingi ruangan berisi cairan kimia. Bentuk makhluk hidup paling sederhana adalah sel-sel soliter yang memperbanyak diri dengan pembelahan biner. Organisme yang lebih tinggi seperti manusia, tampak seperti kota sel yang setiap kelompok kecil mempunyai fungsi dan spesialisasi masing-masing dan dihubungkan dengan sistem komunikasi yang rumit. Sel menempati setengah skala kompleksitas makhluk biologis. tujuan mamapelajari sel untuk belajar bagaimana membuat  sesuatu dari molekul-molekul dan bagaimana mereka bekerja membentuk organisme yang kompleks seperti manusia.

            Terdapat dua proses penting dalam evolusi sel yaitu; (1) peristiwa variasi acak dalam informasi genetik terjadi pada individu dan keturunannya, (2) seleksi dari berbagai informasi genetik yang membantu pemiliknya untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Evolusi adalah sebuah prinsip dasar dalam biologi , dan evolusi membantu kita untuk mengerti beberapa hal yang membingingkan di dunia.

 Dalam mempelajari evolusi sel, yang harus dipahami adalah pengertian sel. Sel merupakan unit yang menyusun bagian  terkecil kemudian membangun yang lebih kompleks untuk struktur yang lebih besar. Dimulai dengan asal mula sel di bumi, kami menganggap bagaimana sifat-sifat tipe molekul yang memberikan informasi hereditas yang dapat mengirimkan dan menyampaikan sehingga terjadi evolusi. Di dalam membran molekul-molekul menyediakan bahan-bahan esensial untuk replikasi sel sendiri. Mengikuti hal ini dapat dideskripsikan transisi penting yang terjadi dalam evolusi ini, dari sel kecil seperti bakteri sampai sel-sel yang lebih besar dan kompleks seperti yang ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Akhirnya, dapat disimpulkan bahwa satu sel mungkin berkembang menjadi organisme multiseluler, menjadi terspesialisasi dan bekerja sama dalam suatu formasi organ yang rumit seperti otak.

            Kejadian masa lalu meninggalkan banyak tanda untuk dapat kita analisis. Nenek moyang tumbuhan, hewan dan bakteri terawetkan sebagai fosil. Meskipun hal yang lebih penting adalah bahwa setiap organisme moderen memberikan karakter yang jelas pada organisme hidup sebelumnya. Saat ini yang penting adalah dalam biomolekul adalah banyaknya sumber informasi tentang evolusi, membuka pemikiran dasar antara perbedaan organisme-organisme yang hidup dan memberikan perencanaan perbedaaan diantara mereka dalam skala objektif yang universal.

Dari Molekul-Molekul Menjadi Sel Pertama

Molekul biologis sederhana dapat terbentuk dibawah kondisi prebiotik.

            Bumi adalah sebuah tempat yang keras dengan gempa vulkanik, cahaya, dan hujan yang sangat deras. Disana terdapat sedikit oksigen bebas dan tidak ada lapisan ozon untuk menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari. Suatu reaksi fotokimia dari radiasi mungkin dapat membantu menjaga atmosfir yang kaya molekul aktif dan jauh dari kesetimbangan kimia.

            Molekul organic sederhana (seperti molekul yang mengandung karbon) dapat diproduksi dalam suatu kondisi. Kondisi terbaik untuk menghasilkan molekul tersebut adalah dari percobaan laboratorium. Jika dicampurkan dengan gas seperti CO₂, CH₄, NH₃ dan H₂ kemudian dipanaskan dengan air dan diberikan energi listrik atau radiasi sinar, mereka akan bereaksi untuk membentuk molekul-molekul organic kecil, biasanya terseleksi menjadi cukup kecil, masing-masing terbuat  dari jumlah yang besar. Diantara produk-produk ini terdapat senyawa-senyawa seperti Hidrogen sianida (HCN) dan formaldehid (HCHO) yang siap untuk berreaksi lebih lanjut dalam cairan. Hal yang penting dan molekul yang banyak terdapat dalam menghasilkan sel antara lain asam amino, gula, purin, pirimidin yang dibutuhkan untuk membentuk nukleotida.

Sistem Kimia Komplek dapat Berkembang dalam Sebuah Lingkungan yang Jauh Dari Kesetimbangan Kimia.

            Molekul sederhana seperti asam amino dan nukleotida dapat disatukan dari polimer-polimer. Satu asam amino dapat bergabung dengan yang lain untuk membentuk rantai polipeptida, dan dua nukleotida dapat bersatu membentuk rantai fosfodieter. Ulangan dua reaksi membentuk rantai polimer berturut-turut yang disebut polipeptida dan polinukleotida.  Dalam sel-sel yang hidup saat ini, polipeptida yang besar disebut protein dan polinukleotida membentuk RNA dan DNA yang umumnya terlihat sebagai unsur pokok yang penting. Dua puluh macam asam amino merupakan unsur pokok dalam alam semesta yang membangun rangkaian protein, sementara molekul RNA dan DNA terbentuk hanya dari semua sel hidup.

molekul RNA dapat mempunyai variasi pada sifat katalik, disamping sebagai tempat untuk replikasi RNA, faktanya molekul RNA dengan rantai nukleotida dapat sebagai katalis untuk replikasi akurat pada molekul RNA lain, rantai nukleutida dapat berubah-ubah. Hal khusus dari molekul RNA adalah mempunyai kemungkinan mengatur gen dalam kehidupan.

            Molekul Replikasi  Diri  Mengalami Seleksi Alam

            Molekul RNA tidak hanya benang yang menjadi simbol pembawa informasi pada makhluk hidup. RNA juga memiliki sifat kimia yang memberi efek pada kelakuannya. Faktanya rantai spesifik pada nukleotida mengatur lipatan molekul. RNA hanya sebagai nukleotida, pada polinukleotida dapat berpasangan dengan nukleotida pelengkap yang bebas pada lingkungannya untuk membentuk polimer baru. Jadi nukleotida dapat berpasangan dengan nukleotida pelengkap menghasilkan polimer itu sendiri. Ranati GGGG pada salah satu bagian polinukleotida dapat membentuk ikatan kuat dengan rantai CCCC pada bagian yang lain pada molekul yang sama. Seperti ikatan tersebut menghasilakan kompleks tiga dimensi dan keseluruhan molekul memiliki bentuk spesifik tergantung seluruh rantai pada nukleotida.

            Bentuk tiga dimensi pada polinukleotida berpengaruh pada stabilitasnya, kelakuan pada molekul lain dan kemampuan untuk replikasi, jadi tidak semua nukleotida dapat berhasil pada proses replikasi. Terlebih lagi, kesalahan tidak dapat terhindarkan dan terjadi pada beberapa proses penyalinan dan gagal menyalin dari yang asli. Dengan replikasi ulang, maka rantai baru dari nukleotida akan terus berlanjut memperbanyak diri. Jadi pada studi laboratori, sistem replikasi dari molekul RNA mengalami seleksi alam yang berbeda sesuai dengan ikatan akhir yang dibentuk dan bergantung pada kondisi yang tepat. Molekul RNA dapat menyeleksi kemampuan mengikat pada beberapa molekul yang spesifik. Itu juga menunjukkan bahwa pada eksperimen in vitro dimulai dengan penyiapan molekul RNA pendek dengan ikatan nukleotida yang acak.

            Dari sini kemudian melewati bagian yang sempit dan bertemu dengan pilihan substansi. Molekul RNA yang tidak mampu mengikat substansi kemudian disingkirkan, kemudian beregenerasi pada rantai nukleotida.. Setelah seleksi dan reproduksi selesai, RNA mempunyai banyak kopian yang jumlah ikatannya relatif kecil dan tidak mampu mengikat substansi. Molekul RNA memiliki dua karakteristik khusus. RNA membawa informasi dan RNA yang memiliki struktur lipatan spesifik RNA. Dengan demikian menunjukkan  terjadinya evolusi.

Molekul RNA Khusus yang Dapat Mengkatalis Reaksi Kimia

            Seleksi alam  terjadi pada lingkungan dan pada replikasi RNA. Disamping menyediakan tempat untuk replikasi RNA, juga dapat mengkatalis kerusakan dan informasi kovalen diantara nukleotida. Masing-masing RNA mengkatalis reaksi tergantung pada pengaturan spesifik atom dari bentuk permukaan molekul RNA katalik .            Aktifitas katalik memiliki bagian pokok yang penting. Mengingat bahwa bagian molekul RNA membantu mengkatalis proses pada tempat polimerisasi, pada beberapa molekul RNA sebagai tempat berbentuk seperti molekul. Kegiatan memperbanyak diri, dengan replikasi menjadi cepat dan efisien. Beberapa di antaranya memiliki kegiatan katalitik yang membantu replikasi RNA pada jalur lain.

Informasi Perubahan dari Polinukleotida Menjadi Polipeptida

            Struktur polinukleotida dicocokkan untuk informasi penyimpanan dan replikasi, kemampuan katalitik sangat terbatas deangan perbandingan dari polipeptida tersebut., dan replikasi efisien dari polinukleotida pada sel modern yang secara mutlak terikat pada protein. Pada kehidupan nyata beberapa polinukleotida yang membantu memandu sintesis dari kegunaan polipeptida pada lingkungan yang akan mendapatkan keuntungan besar pada perjuangan evolusi untuk bertahan.

            Saat ini sistem kolaborasi dari molekoul RNA organisme bekerja di bagian tengah pada sintesis polipeptida langsung. Inilah sintesis protein, tetapi proses ini dibantu oleh protein yang disintesis sebelumnya. Mesin biochemical dari sintesis protein rumit. Satu molekul RNA membawa informasi genetik dari polipeptida khusus yang terbentuk dari sebuah kode, ketika molekul RNA lain bertindak sebagai adaptor, masing-masing mengikat sebuah asam amino spesifik. Terdapat dua tipe dari molekul RNA membentuk pasangan komplemen dasar dengan satu dan lainnya memungkinkan rangkaian  dari nukleotida pada pengkodean molekul RNA untuk penggabungan langsung dari yang bertindak sebagai RNA adaptor menuju sebuah perkembangan rantai RNA. Prekursor pada dua tipe molekul RNA agaknya dilangsungkan pada sintesis protein pertama, tanpa bantuan protein.

            Sekarang, peristiwa pada pertemuan protein baru berlangsung pada permukaan ribosom-partikel kompleks yang menyusun beberapa molekul RNA besar. RNA ribosomal pada partikel tersebut berperan sebagai katalitik pada proses sintesis protein dan membentuk lebih dari 60% masa ribosom. Pada kenyataannya masa evolusi muncul pada komponen penting ribosom.

            Ini terlihat sama, kemudian RNA memandu sintesis primordial protein. Dengan cara ini RNA dapat membentuk alat dalam bentuk protein untuk biosintesis yang efisien untuk membentuk replikasi RNA dan dalam proses produksi alatnya sendiri.

            Sintesis protein spesifik dibawah panduan RNA memerlukan evolusi dari sebuah kode yang mana polinukleotida mengurutkan asam amino spesifik untuk menbuat protein. Kode ini disebut Triplet, triplet yang berbeda dari nukleotida tidak mengkode asam amino spesifik.

Membran Menegaskan Sel Pertama

Salah satu kejadian penting menuju formasi dari sel pertama yaitu perkembangan membran luar.. Jika sebuah variasi RNA meningkat maka dapat membuat tipe super dari enzim, enzim baru tidak dapat menambah secara selektif untuk pertahanan variasi RNA pada kompetisi tersebut dengan anggotanya.seleksi dari molekul RNA berdasarkan atas kualitas dari protein generasi tidak dapat terbentuk secara efisien sampai beberapa membentuk kompartemen disusun untuk mengisi protein yang dibuat dari sebuah molekul RNA sehingga tersedia hanya untuk RNA yang menggenerasikan mereka.

            Kebutuhan untuk penahanan atau pengikatan dengan mudah terpenuhi oleh kelas lain dari molekul yang memiliki bahan psikochemikal simple yang menjadi amphiuphatic yang mengisi salah satu bagian dari hidrofobik (takut air) dan bagian lain hidrofilik (berani air). Ketika molekul terdapat di air mereka beragregasi menata porsi hidrofobik sebanyak dalam hubungan satu dan yang lainnya yang mungkin dan porsi hidrofilik berhubungan dengan air. Molekul amphiphatic dari bentuk yang tepat secara spontan beragregasi membentuk dua lapisan vesikel kecil tertutup yang berisi cairan yang dipisah dari media luar. Di sepanjang hari sel mengelilingi membran plasma mengisi molekul amphiphatic terutama fosfolipid dalam konfigurasi, dalam membran sel, lipid bilayer juga mengisi protein amphiphatic.

            Nampaknya, sel membran utama dibentuk dari pertemuan dari molekul fosfolipid dari plasma prebiotik, menutup sebuah replikasi mandiri campuran dari RNA dan molekul lain. Dalam beberapa kondisi sewaktu-waktu molekul RNA tertahan tanpa sebuah membran penutup. mereka dapat memulai menyusun dengan seksama sebagai pembawa perintah genetik.

Seluruh Waktu presentasi Sel Menggunakan DNA sebagai Material Hereditas Mereka

Sintesis prebiotik dari molekul kecil, mereplikasi sel dari molekul katalitis RNA, terjemahan urutan RNA ke dalam urutan asam amino, dan perakitan dari molekul lipid  untuk membentuk semua bagian pembatas  yang  kiranya terjadi untuk menghasilkan sel primitif 3,5  hingga  4 milyar tahun yang lalu. Ini digunakan bagi perbandingkan sel awal dengan sel sekarang yang paling kecil dan yang paling sederhana, yang disebut mycoplasma. Mycoplasmas adalah bakteri  yang  kecil dari suatu degenerasi  jenis yang secara normal memimpin suatu keberadaan seperti parasit di dalam suatu kelompok yang dekat dengan sel binatang atau sel tumbuhan.

Sel pertama di bumi kiranya lebih sedikit canggih dibanding suatu mycoplasma dan lebih sedikit efisien dalam reproduksi diri mereka. Bagaimanapun, terdapat suatu perbedaan yang lebih pokok antara sel primitif ini dengan suatu mycoplasma, atau sel sekarang: informasi hereditas dalam semua sel hidup hari ini disimpan DNA bukan di dalam RNA yang menyimpan informasi hereditas sepanjang perkembangan evolusi yang paling awal. Perbedaan bahan kimia kecil cocok dengan kedua jenis molekul untuk fungsi beda. DNA bertindak sebagai tempat penyimpanan yang permanen tentang informasi genetik, dan, tidak sama dengan RNA, ini ditemukan dalam teori sel di dalam suatu format double-stranded, terdiri atas sepasang  molekul polynucleotide komplementer. Struktur yang double-stranded ini membuat DNA di dalam sel lebih sempurna dan stabil dibanding RNA; itu juga membuat DNA relative mudah direplikasi (akan diterangkan pada Bab 3) dan mengijinkan mekanisme perbaikan untuk beroperasi menggunakan strand yang tetap utuh sebagai template untuk perbaikan strand yang rusak. DNA memandu sintese dari molekul spesifik RNA, lagi oleh prinsip tentang base-pairing komplementer, meskipun demikian sekarang pemasangan ini diantara sedikit jenis  nucleotide yang berbeda. Hasil dari molekul RNA single-stranded kemudian melaksanakan dua fungsi yang mula-mula: mereka mengarahkan sintese protein baik sebagai persandian RNA molekul (pesuruh RNAS) dan sebagai RNA katalisator (ribosomal dan non-messenger RNAS lain). RNA mendahuli DNA di dalam evolusi, keduannya mempunyai materi genetis dan katalitis. DNA mengambil alih fungsi utama genetis dan protein sebagai katalis yang utama, sehingga RNA menjadi perantara antara keduanya. Dengan kedatangan sel DNA dimungkinkan menjadi lebih komplek, karena  bisa membawa dan memancarkan sejumlah informasi genetis yang lebih besar dari molekul RNA.

Dari Prokaryote ke Eukaryote

 semua organisme yang hidup di bumi sekarang berasal dari sel primodial tunggal yang lahir 3 juta tahun yang lalu. Sel ini, berasal dari persaingan, mengambil petunjuk dari proses pembentukan dan evolusi yang selalu terjadi ketika bumi masih hijau dari perubahan komposisi atmosfir dan menjadikan rumah dari kehidupan cerdas.

Satu hal yang penting dari ciri khas selama perjalanan evolusi ini yang terbentuk 1,5 juta tahun yang lalu, ketika mereka melakukan transisi dari sel yang kecil menjadi struktur internal sederhana dan biasa disebut dengan sel prokaryotik , yang terdapat di berbagai jenis bakteri untuk menunjukkan lebih besar dan radical yang lebih komplek sel eukaryotik bisa ditemukan dalam hewan tingkat tinggi dan tumbuhan.

Sel Prokaryotic Adalah Struktur Sederhana Tapi Berbeda Secara Biokimiawi

Bakteri adalah organisme sederhana yang ditemukan di lingkungan yang masih alami. Sel mereka berbentuk bulat atau lonjong . Mereka memiliki mantel yang berfungsi sebagai pelindung, disebut dinding sel, dibawahnya terdapat membran plasma yang terdiri dari sitoplasmik tunggal yang mengandung DNA, RNA, protein dan molekul kecil..Bakteri merupakan organisme kecil dan dapat menggandakan diri dengan cepat, yang hanya terbagi atas dua pembelahan biner. Ketika makanan berlimpah, mereka dapat membelah dengan cepat. Dibawah kondisi yang memungkinkan sel prokaryotik tunggal dapat membelah setiap 20 menit dan dapat mencapai 5 juta sel dalam waktu kurang dari 11 jam. Kemampuan membelah yang cepat membuat bakteri dapat beradaptasi dengan cepat terhadap lingkungan.

Dengan alasan ini, urutan asam amino dari tipe enzim yang sama pada spesies makhluk hidup yang berbeda menunjukkan indikasi yang berharga dari hubungan evolusi antara spesies-spesies ini. Pembandingan dari awetan rangkaian, yang memiliki fungsi sentral dan karena itu hanya berubah dengan perlahan selama evolusi, dapat mengungkapkan hubungan antar organisme yang berbeda sejak dulu, ketika perkembangan urutan yang sangat cepat dapat digunakan untuk menetapkan seberapa dekat hubungan perkembangan spesies-spesies ini.

Cyanobacteria Dapat Mengikat CO₂ dan N₂

Sebagai bentuk kompetisi  bahan mentah untuk meningkatkan sintesis organik, keuntungan selektif yang kuat akan diperoleh oleh organisme yang mampu menggunakan atom karbon dan nitrogen (dalam bentuk CO₂ dan N₂) langsung dari atmosfer. Namun ketika keduanya tersedia secara berlimpah, CO₂ dan N₂ juga sangat stabil. Karena itulah dibutuhkan sejumlah besar energi juga sejumlah reaksi kimia rumit untuk mengubah keduanya menjadi bentuk yang dapat digunakan, yaitu menjadi molekul organik seperti gula sederhana.

Pada CO₂, mekanisme utama yang berkembang untuk mencapai transformasi ini adalah fotosintesis, dimana energi radiasi yang ditangkap dari matahari menggerakkan konversi CO₂ menjadi bahan organik. Interaksi dari sinar matahari dengan molekul pigmen, klorofil, membangkitkan elektron untuk menjadi lebih berenergi. Seiring dengan elektron yang kembali turun level energinya menjadi lebih rendah, energi tersebut menggerakkan reaksi kimia yang difasilitasi dan diatur oleh molekul protein.

Salah satu dari reaksi yang digerakkan oleh cahaya matahari kemungkinan adalah generasi dari “tenaga penurunan”. Atom karbon dan nitrogen di atmosfer berupa CO₂ dan N₂ berada dalam kondisi teroksidasi dan inert (tidak aktif). Perbandingan dari mekanisme fotosintesis pada berbagai bakteri yang ada saat ini menunjukkan bahwa salah satu darisumber pertama elektron adalah H₂S, dari produk sisa primer dari sulfur. Kemudian, lebih sulit namun akhirnya proses yang lebih menguntungkan untuk mendapatkan elektron dari H₂O telah selesai, dan O₂ dilepaskan dalam jumlah besar sebagai zat sisa.

Cyanobacteria (juga dikenal sebagai alga biru-hijau) adalah rute utama saat ini dari karbon dan nitrogen yang diubah menjadi molekul organik dengan demikian memasuki biosfer. Keduanya termasuk organisme yang paling mencukupi kebutuhan pribadinya saat ini. Kemampuannya memfiksasi karbondioksida dan nitrogen menjadi molekul organik, keduanya, berdasarkan perkiraan pertama, mampu hidup di air, udara, dan dengan sinar matahari sendirian; mekanisme tersebut mungkin secara essensial  berlangsung konstan selama beberapa milyar tahun. Bersama dengan bakteri lain yang memiliki beberapa kemampuan ini, mereka menciptakan kondisi dimana organisme yang lebih kompleks dapat berkembang; sekali satu set organisme dapat berhasil mensintesis seluruh tahap komponen sel organik dari bahan mentah anorganik, organisme lain dapat hidup dengan memakan sintesis primernya dan produk mereka.

Bakteri Dapat Melakukan Oksidasi Aerob pada Molekul Makanan

Oksigen merupakan bahan kimia yang sangat reaktif yang dapat berinteraksi dengan unsur pokok sitoplasma, oksigen tersebut menjadi racun untuk organisme primitif, tidak terkecuali untuk bakteri anaerob. Dengan menggunakan oksigen, organisme mampu mengoksidasi molekul yang mereka makan dengan lebih sempurna. Tetapi dengan adanya oksigen, glukosa dapat diuraikan sempurna menjadi CO₂ dan H₂O. Energi yang dilepaskan pada respirasi digunakan untuk menggerakkan sintesis ATP yang langkahnya kurang lebih sama dengan organisme fotosintesis memproduksi ATP dari energi matahari. Dalam kedua proses tersebut terdapat reaksi transfer elektron yang menghasilkan gradien H+ di antara luar dan dalam loncatan membran terpisah. Gradien H+ kemudian mensintesis ATP. Sekarang, respirasi dapat digunakan oleh sebagian besar organisme, termasuk prokaryot.

Sel Eukaryotic Berisi Beberapa Organel Khusus

            Sel eukariotik, dari pengertian dan perbedaan dengan sel prokaryotik mempunyai nukleus (caryon dalam Yunani), yang berisi banyak sel DNA, dilindungi oleh dua lapis membran. DNA dengan cara ini menjaganya dalam ruang terpisah dari istirahat lama dari sel, sitoplasma, tempat terjadinya reaksi metabolisme pada kebanyakan sel. Dalam sitoplasma, selain itu, dapat dilihat banyak organel khusus. Yang menonjol dari dua tipe bagian yang kecil, kloroplas dan mitokondria. Beberapa di antaranya dilindungi oleh dua lapisan membran, secara kimia berbeda dari lapisan membran yang mengelilingi nukleus. Mitokondria merupakan bagian yang hampir istimewa dari sel eukariotik, mengingat kloroplas hanya ditemukan pada sel eukaryotik yang mampu melakukan fotosintesis, pada tumbuhan tetapi tidak pada hewan atau fungi. Kedua organel hampir mempunyai asal simbiotik.

SISTEM MEMBRAN SEL

MEMBRAN PLASMA

Batas luar dari sel adalah membran plasma, lembar berlapis-lapis molekul fosfolipid dengan tebal 4-5 nm dalam bermacam-macam protein yang nampak. Beberapa dari protein ini mempunyai pompa dan saluran untuk transport molekul yang spesifik ke dalam dan ke luar sel.

APARATUS GOLGI

Banyak sistem , bola-bola membran, kantung datar meliputi modifikasi, memilah-milah, dan  mengemas makromolekul untuk sekresi atau menyalurkan organel lainnya.

Di sekeliling aparatus golgi terdapat banyak bola-bola membran vesikel (50 nm dan lebih besar) yang membawa material di antara aparatus golgi dan ruang yang berbeda dari sel.

RETIKULUM ENDOPLASMA

Berupa lapisan datar, kantung, dan tabung membran panjang yang dilalui sitoplasma sel eukaryotik, tertutupi ruang intraseluler yang besar. Strukturnya berlanjut dengan luar membran menyelubungi nuklear, dan khususnya dalam sintesis dan transpor lipid dan membran protein. Retikulum Endoplasma kasar (RE kasar) umumnya merupakan lapisan datar dan  pada sisi luar terdapat ribosom untuk sintesis protein. Retikulum Endoplasma halus umumnya merupakan bentuk tabung dan kekurangan ribosom. Hal ini merupakan fungsi utama dalam metabolisme lipid.

LISOSOM

Merupakan bola membran vesikel berisi enzim hidrolytik meliputi pencernaan intraseluler.

PEROKSISOM

Merupakan bola membran vesikel berisi enzim oksidatif yang menghasilkan dan menghancurkan hidrogen peroksida.

NUKLEUS ( INTI )

Nukleus adalah organel didalam sel yang dipisahkan dari sitoplasma oleh dua membrane yang menyelubungi semua dari kromosom DNA didalam nukleus, dibungkus didalam serabut kromatin.

SITOSKELETON

Didalam sitosol, susunan dari filament protein merupakan jaringan yang memberikan bentuk sel dan memberikan pergerakan besar. 3 jenis utama dari filament sitoskeleton adalah Mikrotubula, Filament Aktin dan Filament Intermidiate.

MITOKONDRIA

Mitokondria merupakan power plants dari semua sel eukariotik, untuk menyatukan oksigen dengan molekul makanan untuk membuat ATP.

ORGANEL SEL KHUSUS PADA TANAMAN

Kloroplas : mengandung klorofil plastida yang merupakan pasangan membrane yang mengelilingi organel ditemukan didalam semua tanaman besar.

Vakuola : sebuah membran yang sangat besar yang mengelilingi lebih dari 19% dari volum sel, fungsi vakuola didalam ruang-mengelilingi dan juga pencernaan interseluler.

Dinding sel : tersusun dari fibril keras pada selulosa didalam matriks dari polisakarida lain.

Sel Eukariotik Didalam Mitokondria Sebagai Metabolisme Oksidatif

            Mitokondria banyak terlihat pada organisme prokariotik yang hidup bebas. Sel eukariotik mengalami perubahan, maka bagian komponennya terpisah, sehingga terlihat bahwa mitokondria menerima respirasi dan terjadi proses yang lain didalam sel eukariotik walaupun sel mitokondria pada binatang dan fungi akan menjadi organisme anaerobik. Dibumi kaya akan oksigen, yang digunakan bakteri aerobic untuk simbiosis sebagai tempat untuk menghabiskan oksigen diatmosfer dan menghasilkan energy.           Penerimaan mitokondria harus melewati banyak reaksi. Seperti pada membrane plasma, yang berperan untuk metabolisme energi didalam sel prokariotik tetapi bukan didalam sel eukariotik, fungsi penting memindahkan ke mitokondria itu sama seperti fungsi respirasi membrane plasma eukariotik yang bebas. Yang istemewa adalah karena sel eukariotik tidak membutuhkan sebuah H+  yang besar pada membrane plasma seperti membutuhkan reproduksi ATP didalam prokariotik, itu mungkin digunakan untuk mengontrol perubahan pada ion air dari membrane plasma untuk kegunaan sel.

Sel Eukariotik mempunyai bagian dasar yang kompleks disebut dengan membrane internal. Membrane mengelilingi nucleus, mitokondria dan kloroplas. Mereka membentuk ruangan bersekat yang disebut Retikulum Endoplasma. Mereka juga membentuk timbunan pada kantung mendatar yang menyusun Aparatus golgi. Membrane disekeliling lisosom, yang berisi penuh enzim dibutuhkan untuk pencernaan intraselular dan juga mencegah mereka dari protein dan asam amino yang menyerang dilain tempat di dalam sel. Membrane juga membentuk gelembung kecil pada tanaman, sejumlah besar cairan memenuhi vakuola. Bagian sitoplasma yang tersisa, yang berisi sesuatu yang lain sehingga membrane terbentuk organel, biasanya ditunjukkan sebagai sitosol.

Sel Eukariotik Memiliki Sitoskeleton

Sel eukariotik memiliki skeleton internal, yaitu sitoskeleton, sehingga memberi bentuk pada sel, kapasitas untuk bergerak, dan kemampuan untuk menyusun organelnya dan mentranspor mereka dari satu bagian ke bagian sel lainnya. Sitoskeleton disusun oleh jaringan pada filamen protein, dua yang terbenting adalah filament aktin dan mikrotubula.

            Filament actin dan mikrotubula juga penting untuk pergerakan iternal sehingga terjadi pada sitoplasma pada seluruh sel eukariotik. Mikrotubula membentuk mitotic spindle yang merupakan bagian vital untuk mesin-mesin biasa untuk pemisahan DNA secara sama diantara dua sel bersaudara ketika sel eukariotik terbagi. Tanpa mikrotubula, karena itu, sel eukariotik tidak dapat bereproduksi.

Protozoa Kebanyakan Berisi Sel Komplek Yang Telah Diketahui

Secara kompleks dapat dicapai oleh sel eukariotik tunggal sekarang ini diilustrasikan lebih baik sehingga hidup bebas, sel tunggal eukariot dikenal sebagai protista. Mereka secara evolusioner bermacam-macam dan mempertunjukkan variasi  membingungkan pada bentuk yang berbeda dan perilaku: mereka dapat fotosintesis atau carnivorous, motil atau terikat pada suatu tempat. Anatomi mereka sering komplek dan memiliki struktur bulu keras sensori, fotoreseptor, flagella, apendik seperti kaki,  bagian mulut, sengat anak panah, dan bungkusan kontraktil seperti otot. Meskipun mereka sel tunggal protista, secara istimewa terbesar dan tipe lebih aktif dikenal dengan protozoa dapat berliku-liku dan berubah-ubah sebanyak organisme molekuler. Ini terutama baik diilustrasi oleh kelompok yang dikenal dengan silia.

Pada Sel Eukaryotik Materi Genetik Dikemas dengan Jalan yang Kompleks

Sel eukaryotik mengandung sangat banyak DNA. Pengemasan rapat dari DNA pada kromosom adalah bagian esensial dari persiapan untuk pembelahan sel pada eukaryota.

Penutupan membran nukleus pada sel eukaryot selanjutnya melindungi struktur DNA dan ini associated control machinery, melindungi mereka dari belitan dengan menggerakkan sitoskeleton dan beberapa perubahan bahan kimia apabila terjadi di sitoplasma. Mereka juga mengijinkan pemisahan dari 2 langkah krusial pada lambang dari informasi genetik; (1) penggandaan rantai DNA menjadi rantai RNA (transkripsi DNA) dan (2) penggunaan rantai RNA ini, in turn untuk mensintesis protein khusus secara langsung (translasi RNA). Pada sel prokaryotik tidak ada. Penggolongan dari proses ini translasi dari rantai RNA menjadi protein yang segera mungkin ditranskrip, pada saat sebelum sintesis mereka komplit. Pada eukaryota, bagaimanapun juga (kecuali pada mitokondria dan kloroplas, dimana respect seperti pada yang lainnya merupakan penutup untuk bakteri), dua tahap pada garis edar dari gen ke protein merupakan penjagaan yang sangat ketat : transkripsi terjadi pada nukleus, translasi pada sitoplasma. RNA telah meninggalkan nukleus sebelum dapat digunakan untuk memandu sintesis protein. Ketika di nukleus ini mengalami perubahan yang rumit pada beberapa bagi dri molekul RNA merupakan bagian yang dibuang dan bagian lain dimodifikasi (RNA proses).

Dari Organisme Sel Tunggal ke Organisme Multiseluler

Organisme sel tunggal, seperti bakteri dan protozoa, telah berhasil beradaptasi untuk sebuah jenis dari lingkungan berbeda apabila mereka terdiri dari lebih setengah total biomasa bumi. Tidak seperti hewan, beberapa jenis dari organisme uniseluler ini dapat mensintesis semua dari subtansi mereka butuhkan dari sebuah nutrisi kecil sederhana dan beberapa dari mereka membelah setiap jam.

Seperti tumbuhan dan hewan yang berbeda terlihat, mereka memilih lingkungan dimana terjadi evolusi berlanjut. Bertahan pada sebuah hutan mengganggap untuk kemampuan berbeda daripada bertahan pada laut yang terbuka. Pembaharuan dalam pergerakan, deteksi sensori, komunikasi, kelompok sosial-semua memungkinkan organisme eukaryot untuk bertanding, menyebar, dan bertahan pada yang lebih kompleks.

Sel tunggal dapat bergabung untuk membentuk koloni

Ini sama seperti apabila pada awal tahap evolusi dari organisme multiseluler adalah penggabungan organisme seluler untuk membentuk koloni. Cara yang paling sederhana mencapai ini untuk sel anakan untuk tetap bersama setelah masing-masing sel membelah. Beberapa sel prokaryot menunjukkan kebiasaan sosial pada bentuk primitif.

Alga hijau (jangan keliru dengan prokaryot ”alga hijau biru" atau cyanobakteria) adalah eukaryot yang ada sebagai uniseluler, berkoloni, atau multiseluler.

Jaringan Dermal

            Epidermis adalah lapisan terluar yang melindungi bagian terluar tubuh tumbuhan. Sel-sel epidermis mengalami modifikasi berbentuk stomata dan rambut-rambut yang bervariasi. Epidermis terdiri dari satu lapis sel yang menutupi seluruh permukaan batang, daun, dan akar pada tumbyuhan yang masih muda. sel yang hidup memiliki dinding yang tebal dan dilindungi oleh kutikula pada lapisan permukaan kulit berupa lapisan lilin. Kerapatan antar sel-sel sangat bervariasi.

Stomata

            Stomata merupakan epidermis yang membuka, yang terdapat pada permukaan bawah daun. Sbagai tempat regulasi perpindahan gas pada tumbuhan. Stomata terdiri dari dua derivat epidermis yang disebut dengan sel penjaga, yang mana merupakan garis tengah regulasi dari pori-pori. Stomata didistribusikan dengan jelas pada spesies tertentu yang berbeda-beda pada setiap epidermis.

            Rambut-rambut (trikoma) merupakan derivat apendik dari sel epidermis. Rambut-rambut tersebut keluar dari dalam bebagai macam bentuk dan pada umumnya ditemukan pada seluruh tumbuhan. Rambut-rambut tersebut berfungsi sebagai pelindung, absorbsi, dan sekresi.

Berkas vaskuler

     Akar biasanya memiliki berkas vaskuler tunggal, tetapi batang memiliki beberapa berkas vaskuler. Berkas vaskuler tersebut tersusun secara radial simetri yang sempit dicots yang sempit, tetapi pada tumbuhan monokotil berkas vaskulernya tidak teratur.

Jaringan vaskuler

            Floem dan xilem bersama-sama menjalankan sistem berkas vaskuler melewati tumbuhan. Floem dan xilem keduanya merupakan jaringan komplek. Jaringan vaskuler berperan sebagai elemen yang berasosiasi dengan sebagian besar sel parenkim dan menganti material dengan elemen. Juga kelompok kolenkim dan skelerenkima berfungsi sebagai pendukung mekanik. Floem termasuk dalam transportasi larutan organik pada tumbuhan.

Xylem

            Xylem membawa air dan melarutkan ion-ion didalam tumbuhan . peran utamanya yaitu sebagai elemen pengangkut, yang mana sel mati pada saat dewasa membran plasmanya berkurang. Dinding sel yang telah memiliki dua lapisan tebal dan lapisan lignin yang kuat. Itu menunjukkan, pada bagian terluar dinding xylem memiliki daya gerak yang tinggi, kemampuan yang tinggi, melanjutkan tabung yang telah dibentuk.

Disepanjang filament sel tunggal ditangkap dari perbedaan karakter dan menjadi mampu memasukkan asmospheric nitrogen ke molekul organic. Sedikit sel tersebut menunjukkan fiksasi nitrogen untuk pendekatannya dan berbegi hasil produk dengannya. Tapi sel prokaryotic lebih baik pada jenis susunan labor divion; mereka bukan prokaryot, hidup menyatu dari dimana seluruh organisme multiseluler kompeks dibangun.

Organisme Multiseluler Bergabung pada Kohesi diantara Sel

Untuk membentuk organisme multiseluler, sel harus berbatasan bersama, dan eukaryotic telah dikembangkan cara lain untuk meckupi kebutuhannya. Sel pada kebanyakan dari hewan tidak memiliki dinding rigid dan jembatan sitoplasma khusus ganti sel dibatasi bersama oleh suatu relative loose meshwork dari molekul organic ekstra seluler (disebut matrik ekstra seluler) dan oleh adesi antara membrane plasma. Lebih sering, dari sisi ke sisi hubungan antar sel menahannya secara bersama-sama  membentuk helaian multiseluler atau epithelium.

Helaian Epitelial dari Pagar Sel Tempat berlindung dari Lingkungan Eksternal

Helaian epithelial memiliki arti sama ntuk evolusi organisme multiseluler komplek yang membrane selnya memliki evolusi sel tunggal komplek.

            Kepentingan halaian epiteliel diilustrasikan secara baik pada kelompok hewan rendah yaitu coelenterate. Coelenterata tersusun dari dua lapisan epitelium, lapisan terluar membentuk ektodermal, dan lapisan dalam membentuk endodermal. Lapisan endodermal mengelilingi suatu rongga, coelenteron, tempat di mana makanan dicerna. Di antara sel-sel endodermal, terdapat beberapa sel yang mensekresikan enzim-enzim pencernaan ke dalam coelenteron, sementara sel-sel yang lain menyerap dan mencerna lebih lanjut molekul-molekul nutrien. Dengan membentuk lembaran epitel yang berikatan kuat akan mencegah keluarnya semua molekul ke daerah luar, sel-sel endodermal membuat daerah di dalam coelenteron yang disesuaikan dengan tugas mencerna makanan.

 Di dalam dua lapisan ektodermal dan endodermal ada bagian lain yang memisahkan keduanya dari coelenteron dan dari dunia luar. Di bagian ini sel-sel saraf membentang, menempati ruangan sempit tertutup di antara sel-sel epitel, di bawah permukaan luar terdapat sel junction di antara sel-sel epitel membentuk penghalang impermeabel. Hewan dapat merubah bentuknya dan bergerak oleh kontraksi sel-sel mirip otot di dalam epitel, dan sel-sel saraf yang menyampaikan signal listrik untuk mengontrol dan mengkoordinasi kontraksi-kontraksi tersebut. Selanjutnya, konsentrasi-konsentrasi dari ion organik sederhana di bagian tengah yang mengelilingi sel saraf memiliki fungsi yang penting.

Sel-Sel Mengkomunikasikan  Kontrol Susunan Tempat dari Organisme Mutiseluler

Hewan-hewan tingkat tinggi berkembang dari nenek moyang yang lebih sederhana menyerupai coelenterata, dan hewan-hewan tingkat tinggi ini memperlihatkan kerumitan mereka kepada eksploitasi yang lebih maju dari prinsip dasar yang sama dari kerjasama sel yang mendasari susunan tubuh Hydra. Lembaran epitel membatasi semua permukaan eksternal dan internal di dalam tubuh, menciptakan bagian tersembunyi, dan mengontrol lingkungan internal yang memiliki fungsi khusus dan dibentuk dari sel-sel terdifferensiasi. Sel-sel khusus berinteraksi dan berkomunikasi dengan sel lain, membentuk signal untuk memerintahkan karakter setiap sel menurut tempatnya di dalam struktur tubuh keseluruhan.

Memori Sel Memungkinkan Perkembangan Struktur Kompleks

Sel-sel dari sebagian besar organisme multiseluler dihasilkan oleh pembelahan berulang-ulang dari sel prekursor tunggal; mereka merupakan sebuah clone. Karena perkembangbiakan berlanjut dan clone tumbuh, beberapa sel, seperti yang kita tahu, menjadi berdifferensiasi dari yang lain, mengambil struktur yang berbeda, kimia yang berbeda, dan fungsi yang berbeda, biasanya reaksi terhadap isyarat dari tetangga mereka. Jadi karena tubuh tumbuh dan mengalami pendewasaan, detail yang semakin maju dari struktur tubuh dewasa menjadi spesifik, membentuk suatu organisme yang berangsur-angsur semakin rumit yang memiliki bentuk pokok sebagai ekspresi dari sejarah perkembangan yang panjang.

Program Perkembangan Dasar Tertuju pada Konservasi dalam Evolusi

Selama evolusi banyak peralatan perkembangan yang berkembang dalam organisme multiseluler paling sederhana telah dikonservasi sebagai prinsip dasar untuk konstruksi keturunan mereka yang lebih kompleks.

Tanaman yang masih muda sebelah kanannya di kontruksikan pada tiga tipe organ yaitu daun, batang, dan akar, basing-masing tiga tipe itu dibentuk dari tiga jaringan sistem ground, dermal, dan vascular.

            Semua tiga system jaringan derivatnya sel poliveratif yang aktif pada tunas dan akar meritem apikal danmasing-masing mengandung speialis yang relativ kecil tipe sel, tiga system jaringan, dan sel yang meliputi mereka, dan di deskribsikan sebagai berikut :

sel tumbuh dan dideferensiasikan untuk memberikan makanan pada system jaringan dengan fungsi yang berbeda.

Jaringan dermal : tumbuhan ini dilindungi oleh penutup luar yang menghubungkan dengan lingkungan, air dan ion diperoleh dari akar dan regulasi pertukaran gas di dalam tempat tinggalnya dan bagian-bagianya.

Jaringan Vaskular bersama-sama floem dan xilem dari sistem vaskular tumbuhan, jaringan ini mengkondisikan air  antara organ dan menyediakan pendukung mekanik.

Jaringan ground : menata dan mendukung jaringan yang masih muda dan juga berfungsi membuat makanan supaya kuat.

Jaringan ground mengandung system jaringan tiga tipe sel parenkim, kolenkim, dan sklerenkim.

Tipe-tipe sel

Ada lebih dari 200 tipe sel di tubuh manusia. Terpasang menjadi bemacam-macam jaringan antara lain: Ephitelia, jaringan penghubung, otot, jaringan saraf. Sebagian besar jaringan berisi campuran tipe-tipe sel.

EPHITELIA

            Sel ephitelia membentuk lembaran yang saling berlekatan disebut ephitelia, yang membatasi permukaan dalam dan luar tubuh. Ada banyak tipe ephitelia khusus.

Sel-sel absorbtif mempunyai sejumlah mikrovilli seperti rambut terproyeksikan dari permukaan bebas tersebut untuk memperluas daerah penyerapan.

            Sel-sel ephitelia mempunyai cilia pada permukaan bebasnya yang megepakkan secara sincronis untuk memindahkan zat (antara lain mucus) melewati lembaran ephitelia.

            Sekretori sel ditemukan pada sebagian besar lapisan. Sel-sel khusus ini mengeluarkan zat ke permukaan lembaran sel.

JARINGAN KONEKTIF

            Jarak antara organ dan jaringan di dalam tubuh diisi dengan jaringan konektif yang membuat jaringan utama melekatkan serat protein yang kuat di dalam gel polisakarida. Matrix ekstaseluler ini disekresikan utamanya oleh fibroblast.

            Dua tipe utama serat protein ekstraseluler  adalah kolagen dan elastin.

            Tulang terbuat dari sel yang disebut osteoblast. Mensekresikan sebuah matrix ekstraseluler yang didalamnya terdapat cristal kalsium fosfat yang kemudian disimpan.

            Sel adipose, hampir sel terbesar di dalam tubuh yang bertanggung jawab untuk produksi dan cadangan lemak. Nucleus dan sitoplasma di tekan oleh lemak droplet yang besar.

JARINGAN SARAF

            Sel-sel saraf atau neuron dikhususkan untuk komunikasi.  Otak dan urat saraf tulang belakang contohnya tersusun atas sebuah jaringan neurons yang hampir menyokong sel-sel glial.

            Akson megonduksi sinyal-sinyal listrik jauh dari sel tubuh. Sinyal ini dihasilkan oleh aliran ion melintasi membrane sel saraf.

            Sel-sel khusus, disebut Schwann atau oligodendrocytes, membungkus sekeliling akson untuk membentuk lembaran membrane multilayer.

            Syapse dimana neuron membentuk pertemuan khusus denagn neuron yang lain dengan sel otot. Pada synapse, sinyal  meninggalkan dari satu neuron ke satu sel otot.

BIOSEL

            Sel epithelia sekretori biasanya terkumpul bersama untuk membentuk kelenjar yang terspesialisasi dalam sekresi dari substansi partikular. Seperti ilustrasi, kelenjar eksokrin mensekresi produknya kedalam rongga. Kelenjar Endokrine mensekresi hormon dalam darah.

OTOT

            Sel otot memproduksi kekuatan mekanik dengan kontraksi. Pada vertebrata ada beberapa tipe utama:

Otot skeletal: secara bersama bergerak dengan kekuatannya dan kecepatan kontraksinya. Setiap otot berupa sebuah bundel atau gumpalan serat otot, setiap dari bundelan itu berupa sel multinukleat yang besar.

Otot halus: berada pada saluran digestivus, kandung kemih, arteri dan vena. Tersusun atas sel panjang yang tipis yang setiap selnya memiliki nukleus.

Otot cradiac: berada diantara karakter skeletak dan otot halus. Memproduksi detak jantung. Selnya berdampingan yang terbungkus oleh junction yang menyebabkan sel berkontraksi dengan sinkron.

DARAH

Eritrosit adalah sel yang sangat kecil, biasanya tanpa nukleus atau dengan membran dalam dan terisi penuh dengan oksigen mengikat protein hemoglobin.

Leukosit melindungi dari infeksi.darah tersusun atas satu leukosit untuk setiap 100 sel darah merah. Meskipun leukosit digunakan dalam sirkulasi mereka dapat melewati dinding dari darah untuk melakukan kerja dalam jaringan.

Limfosit mampu untuk respon sistem imun seperti produksi antibodi. Makrofag dan neutrofil berguna untuk mencegah infeksi, dimana mereka menyerang bakteri dan bekas luka.

SEL GERMINAL

Keduanya sperma dan sel telur haploid yang membawa hanya satu set kromosom. Sperma dari jantan bertemu dengan sel telur dari betina yang kemudian membentuk organisme diploid dengan pembagian sel suksesiv.

SEL SENSORI

Sebagian besar sel yang terspesialisasi pada tubuh vertebrata yang kemudian dikenal dengan stimulus eksternal. Sel rambut dari telingan dalam yang mendeteksi suara. Modifikasi sel epitelia membawa mikrivili pada permukaan. Pergerakan sebagai respon dari getar suara yang menyebabkan sinyal elektrik yang melewati otak.sel tangkai dalam retina dari mata terspesialisasi untuk merespon cahaya. Daerah photosensitiv tersusun atas banyak cakram membanous dimana membran memiliki pigmen cahaya yang sensitif yaitu rhodopsin. Cahaya dimasukkan dalam sinyal elekrik yang ditransmisikan pada sel saraf pada mata yang dipancarkan ke otak.

suatu mata tenaga ahli untuk menciri, sebagai contoh, suatu embrio anak ayam muda dari suatu embrio manusia muda.