Informasi

3.1.1: Struktur Sel - Biologi

3.1.1: Struktur Sel - Biologi


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Tujuan pembelajaran

  • Jelaskan ciri ciri sel prokariotik
  • Jelaskan morfologi sel umum dan pengaturan seluler khas sel prokariotik dan jelaskan bagaimana sel mempertahankan morfologinya
  • Jelaskan struktur internal dan eksternal sel prokariotik dalam hal struktur fisik, struktur kimia, dan fungsinya
  • Bandingkan karakteristik yang membedakan sel bakteri dan archaean

Teori sel menyatakan bahwa sel adalah unit dasar kehidupan. Namun, sel sangat bervariasi dalam ukuran, bentuk, struktur, dan fungsi. Pada tingkat konstruksi yang paling sederhana, semua sel memiliki beberapa komponen fundamental. Ini termasuk sitosol (zat seperti gel yang terdiri dari air dan bahan kimia terlarut yang dibutuhkan untuk pertumbuhan), yang terkandung dalam a membran plasma (juga disebut membran sel atau membran sitoplasma); satu atau lebih kromosom (DNA dan protein terkondensasi), yang berisi cetak biru genetik sel; dan ribosom, organel yang digunakan untuk sintesis protein.

Di luar komponen dasar ini, sel dapat sangat bervariasi antar organisme, dan bahkan dalam organisme multiseluler yang sama. Dua kategori sel terbesar—sel prokariotik dan sel eukariotik—didefinisikan oleh perbedaan utama dalam beberapa struktur sel. Sel prokariotik (Gambar (PageIndex{1})) tidak memiliki nukleus yang dikelilingi oleh membran inti yang kompleks dan umumnya memiliki satu kromosom melingkar yang terletak di nukleoid. Mikroorganisme prokariotik diklasifikasikan dalam domain Archaea dan Bakteri.

Struktur di dalam sel analog dengan organ di dalam tubuh manusia, dengan struktur unik yang sesuai dengan fungsi tertentu. Beberapa struktur yang ditemukan pada sel prokariotik mirip dengan yang ditemukan pada beberapa sel eukariotik; yang lain unik untuk prokariota. Meskipun ada beberapa pengecualian, sel eukariotik cenderung lebih besar dari sel prokariotik. Ukuran sel eukariotik yang relatif lebih besar menentukan kebutuhan untuk mengkotak-kotakkan berbagai proses kimia dalam area sel yang berbeda, menggunakan organel yang terikat membran kompleks. Sebaliknya, sel prokariotik umumnya tidak memiliki organel yang terikat membran; namun, mereka sering mengandung inklusi yang membagi sitoplasma mereka. Gambar (PageIndex{1}) mengilustrasikan struktur yang biasanya terkait dengan sel prokariotik. Struktur ini dijelaskan secara lebih rinci di bagian berikutnya.

Morfologi dan Susunan Sel Umum

Sel-sel individu dari organisme prokariotik tertentu biasanya serupa dalam bentuk, atau morfologi sel. Meskipun ribuan organisme prokariotik telah diidentifikasi, hanya beberapa morfologi sel yang biasa terlihat secara mikroskopis. Gambar (PageIndex{2}) memberi nama dan mengilustrasikan morfologi sel yang biasa ditemukan pada sel prokariotik. Selain bentuk seluler, sel prokariotik dari spesies yang sama dapat mengelompok bersama dalam pengaturan khusus tertentu tergantung pada bidang pembelahan sel. Beberapa pengaturan umum ditunjukkan pada Gambar (PageIndex{3}).

Struktur Sel Prokariotik

Nukleoid

Semua kehidupan seluler memiliki genom DNA yang disusun menjadi satu atau lebih kromosom. Kromosom prokariotik biasanya melingkar, haploid (tidak berpasangan), dan tidak terikat oleh membran inti yang kompleks. DNA prokariotik dan protein terkait DNA terkonsentrasi di dalam daerah nukleoid sel (Gambar (PageIndex{4})). Secara umum, DNA prokariotik berinteraksi dengan protein terkait nukleoid (NAP) yang membantu dalam organisasi dan pengemasan kromosom. Pada bakteri, NAP berfungsi mirip dengan histon, yaitu protein pengorganisasi DNA yang ditemukan dalam sel eukariotik. Di archaea, nukleoid diatur oleh NAP atau protein pengorganisasian DNA seperti histon.

Plasmid

Sel prokariotik juga dapat mengandung DNA ekstrakromosomal, atau DNA yang bukan merupakan bagian dari kromosom. DNA ekstrakromosomal ini ditemukan di plasmid, yang kecil, melingkar, molekul DNA beruntai ganda. Sel yang memiliki plasmid seringkali memiliki ratusan plasmid dalam satu sel. Plasmid lebih sering ditemukan pada bakteri; Namun, plasmid telah ditemukan di archaea dan organisme eukariotik. Plasmid sering membawa gen yang memberikan sifat menguntungkan seperti resistensi antibiotik; dengan demikian, mereka penting untuk kelangsungan hidup organisme.

Ribosom

Semua kehidupan seluler mensintesis protein, dan organisme di ketiga domain kehidupan memiliki ribosom, struktur yang bertanggung jawab atas sintesis protein. Namun, ribosom di masing-masing dari tiga domain secara struktural berbeda. Ribosom, sendiri, dibangun dari protein, bersama dengan RNA ribosom (rRNA). Ribosom prokariotik ditemukan di sitoplasma. Mereka disebut ribosom 70S karena mereka memiliki ukuran 70S (Gambar (PageIndex{5})), sedangkan ribosom sitoplasma eukariotik memiliki ukuran 80S. (S adalah singkatan dari Svedberg unit, ukuran sedimentasi dalam ultracentrifuge, yang didasarkan pada ukuran, bentuk, dan kualitas permukaan struktur yang dianalisis). Meskipun ukurannya sama, ribosom bakteri dan archaeal memiliki protein dan molekul rRNA yang berbeda, dan versi archaeal lebih mirip dengan rekan eukariotik mereka daripada yang ditemukan pada bakteri.

Membran plasma

Struktur yang membungkus sitoplasma dan struktur internal sel dikenal secara kolektif sebagai selubung sel. Pada sel prokariotik, struktur selubung sel bervariasi tergantung pada jenis sel dan organisme. Semua sel (prokariotik dan eukariotik) memiliki membran plasma (juga disebut membran sitoplasma atau membran sel) yang menunjukkan permeabilitas selektif, memungkinkan beberapa molekul untuk masuk atau meninggalkan sel sementara membatasi perjalanan yang lain.

Struktur membran plasma sering digambarkan dalam istilah model mosaik fluida, yang mengacu pada kemampuan komponen membran untuk bergerak dengan lancar di dalam bidang membran, serta komposisi komponen seperti mosaik, yang meliputi a beragam komponen lipid dan protein (Gambar (PageIndex{6})). Struktur membran plasma dari sebagian besar jenis sel bakteri dan eukariotik adalah bilayer yang terutama terdiri dari fosfolipid yang dibentuk dengan ikatan ester dan protein. Fosfolipid dan protein ini memiliki kemampuan untuk bergerak secara lateral di dalam bidang membran serta di antara dua lapisan fosfolipid.

Membran archaeal pada dasarnya berbeda dari membran bakteri dan eukariotik dalam beberapa hal yang signifikan. Pertama, fosfolipid membran archaeal dibentuk dengan ikatan eter, berbeda dengan ikatan ester yang ditemukan pada membran sel bakteri atau eukariotik. Kedua, fosfolipid archaeal memiliki rantai bercabang, sedangkan sel bakteri dan eukariotik berantai lurus. Akhirnya, meskipun beberapa membran archaeal dapat dibentuk dari bilayer seperti yang ditemukan pada bakteri dan eukariota, membran plasma archaeal lainnya adalah lipid monolayers.

Protein pada permukaan sel penting untuk berbagai fungsi, termasuk komunikasi sel ke sel, dan merasakan kondisi lingkungan dan faktor virulensi patogen. Protein membran dan fosfolipid mungkin memiliki karbohidrat (gula) yang terkait dengannya dan masing-masing disebut glikoprotein atau glikolipid. Kompleks glikoprotein dan glikolipid ini memanjang keluar dari permukaan sel, memungkinkan sel untuk berinteraksi dengan lingkungan eksternal (Gambar (PageIndex{6})). Glikoprotein dan glikolipid dalam membran plasma dapat sangat bervariasi dalam komposisi kimia antara archaea, bakteri, dan eukariota, memungkinkan para ilmuwan untuk menggunakannya untuk mengkarakterisasi spesies unik.

Membran plasma dari berbagai jenis sel juga mengandung fosfolipid unik, yang mengandung asam lemak. Profil analisis asam lemak yang diturunkan dari fosfolipid (PLFA) dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis sel yang unik berdasarkan perbedaan asam lemak. Archaea, bakteri, dan eukariota masing-masing memiliki profil PFLA yang unik.

Struktur Membran Fotosintetik

Beberapa sel prokariotik, yaitu cyanobacteria, memiliki struktur membran yang memungkinkan mereka melakukan fotosintesis. Struktur ini terdiri dari lipatan membran plasma yang membungkus pigmen fotosintesis seperti klorofil hijau dan bakterioklorofil. Dalam cyanobacteria, struktur membran ini disebut tilakoid; pada bakteri fotosintetik lainnya, mereka disebut kromatofora, lamela, atau klorosom.

Dinding sel

Fungsi utama dari dinding sel adalah untuk melindungi sel dari kondisi yang keras di lingkungan luar. Sebagian besar (tetapi tidak semua) sel prokariotik memiliki dinding sel, tetapi susunan dinding sel ini bervariasi.

Komponen utama dinding sel bakteri disebut peptidoglikan (atau murein); hanya ditemukan pada bakteri. Secara struktural, peptidoglikan menyerupai lapisan meshwork atau kain. Karena peptidoglikan unik untuk bakteri, banyak obat antibiotik dirancang untuk mengganggu sintesis peptidoglikan, melemahkan dinding sel dan membuat sel bakteri lebih rentan terhadap efek tekanan osmotik. Selain itu, sel-sel tertentu dari sistem kekebalan manusia mampu “mengenali” bakteri patogen dengan mendeteksi peptidoglikan pada permukaan sel bakteri; sel-sel ini kemudian menelan dan menghancurkan sel bakteri, menggunakan enzim seperti lisozim, yang memecah dan mencerna peptidoglikan di dinding sel mereka.

Pelengkap Filamentous

Banyak sel bakteri memiliki pelengkap protein yang tertanam di dalam selubung sel mereka yang memanjang ke luar, memungkinkan interaksi dengan lingkungan. Pelengkap ini dapat menempel pada permukaan lain, mentransfer DNA, atau memberikan gerakan. Pelengkap berfilamen termasuk fimbriae, pili, dan flagela.

Fimbriae dan Pili

Fimbriae dan pili secara struktural serupa dan, karena diferensiasi antara keduanya bermasalah, istilah ini sering digunakan secara bergantian. Istilah fimbriae biasanya mengacu pada protein seperti bulu pendek yang menonjol dari permukaan sel sebanyak ratusan. Fimbriae memungkinkan sel untuk menempel pada permukaan dan sel lain. Untuk bakteri patogen, kepatuhan terhadap sel inang penting untuk kolonisasi, infektivitas, dan virulensi. Ketaatan pada permukaan juga penting dalam pembentukan biofilm.

Istilah pili (tunggal: pilus) biasanya mengacu pada pelengkap protein yang lebih panjang dan lebih sedikit yang membantu perlekatan pada permukaan (Gambar (PageIndex{19})). Jenis pilus tertentu, yang disebut pilus F atau pilus seks, penting dalam transfer DNA antar sel bakteri, yang terjadi antara anggota generasi yang sama ketika dua sel secara fisik mentransfer atau menukar bagian genom masing-masing (lihat Bagaimana Prokariota Aseksual Mencapai Keanekaragaman Genetik).

Flagela

Flagela adalah struktur yang digunakan oleh sel untuk bergerak di lingkungan berair. Flagela bakteri bertindak seperti baling-baling. Mereka adalah filamen spiral kaku yang terdiri dari subunit protein flagelin yang memanjang keluar dari sel dan berputar dalam larutan. Berbagai jenis bakteri motil menunjukkan susunan flagela yang berbeda (Gambar (PageIndex{8})).

Ringkasan

  • Sel prokariotik berbeda dari sel eukariotik dalam hal materi genetiknya terkandung dalam a . nukleoid daripada inti yang terikat membran. Selain itu, sel prokariotik umumnya tidak memiliki organel yang terikat membran.
  • Sel prokariotik dari spesies yang sama biasanya memiliki kesamaan morfologi sel dan pengaturan seluler.
  • Sebagian besar sel prokariotik memiliki dinding sel yang membantu organisme mempertahankan morfologi seluler dan melindunginya dari perubahan tekanan osmotik.
  • Di luar nukleoid, sel prokariotik mungkin mengandung DNA ekstrakromosomal di plasmid.
  • prokariotik ribosom yang terdapat dalam sitoplasma memiliki ukuran 70S.
  • Membran bakteri terdiri dari fosfolipid dengan protein integral atau perifer. Komponen asam lemak dari fosfolipid ini terkait ester dan sering digunakan untuk mengidentifikasi jenis bakteri tertentu. Protein melayani berbagai fungsi, termasuk transportasi, komunikasi sel-ke-sel, dan penginderaan kondisi lingkungan. Membran archaea berbeda karena terdiri dari asam lemak yang terikat eter dengan fosfolipid.
  • Dinding sel prokariotik dapat terdiri dari peptidoglikan (bakteri) atau pseudopeptidoglikan (arkea).
  • Beberapa sel prokariotik memiliki fimbriae atau pili, pelengkap berserabut yang membantu dalam perlekatan ke permukaan. Pili juga digunakan dalam transfer materi genetik antar sel.
  • Beberapa sel prokariotik menggunakan satu atau lebih flagela untuk bergerak melalui air.


Tonton videonya: Կենսաբանություն, Օրգանոիդներ 9-րդ դասարան (Februari 2023).