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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar