Semua makhluk terdiri dari sel, sel dikatakan sebagai unit dasar kehidupan. Sel hidup memiliki ciri- ciri seperti makhluk hidup juga dapat tumbuh, reproduksi, metabolism, menghasilkan energi, merespon terhadap lingkungan mereka dan seterusnya. Namun sel pada setiap makhluk hidup tidaklah sama, bahkan mereka sangat berbeda. Sebagai bahan pertimbangan apakah bakteri memiliki kesamaan dengan sel kupu- kupu, sel lumba- lumba dengan sel mawar? dan apa perbedaannya.
Sel sangat bervariasi dalam bentuk dan fungsi, dapat dilihat antara sel otak manusia yang sangat panjang dan mempunyai tonjolan untuk mengirim impuls sedangkan Paramecium mempunyai silia, untuk bergerak. Dalam persyaratan kebutuhan senyawa kimia juga berbeda, ada yang membutuhkan oksigen, menghasilkan zat kimia tertenetu, dsb. Namun semua sel hidup memiliki sifat kimia dasar yang sama. Sel hidup memiliki cirri- cirri seperti makhluk hidup juga dapat tumbuh, reproduksi, menghasilkan energi, mengendalikan kerja internal tubuh, merespon terhadap lingkungan atau rangsangan (iritabilitas ) dan seterusnya.
Semua Sel Berasal dari Sel Sebelumnya
Sebuah sel memproduksi dengan menduplikasikan DNA-nya dan kemudian membelah membagi dua, dengan menyalin intruksi genetic yang dikodekna dalam DNA masing- masing sel anakan tersebut, oleh sebab itu sel anakan menyerupai sel induknya. Dimana dalam hal ini sangat berperan penting gen yang memberikan intrukssi untuk bentuk sel, fungsi dan sifat yang kompleks. Gen diwariskan oleh satu individu kepada keturunannya melalui suatu proses reproduksi, bersama-sama dengan DNA yang membawanya. Dengan demikian, informasi yang menjaga keutuhan bentuk dan fungsi kehidupan suatu organisme dapat terjaga.
Sejarah Penemuan Sel
Penemuan mikroskop cahaya menyebabkan penemuan sel. Awalnya pada tahun 1665, Robert hooke mengamati sepotong gabus, ia berpendapat bahwa gabus tersebut merupakan suatu sel “sel mati”, hanya dinding sel yang tersisa dari sel- sel hidup. Kemudian penemuan selanjutnya oleh ahli Botani pada tahun 1838 Mathias schleiden dan ahli zoology theodor Schwann pada tahun 1839 berdasarkan hasil penelitian mereka, mereka mengatakan bahwa semua sel hidup terbentuk oleh pembagian sel yang berasal dari sel yang ada sebelumnya yang dikenal dengan teori sel. Dan berlanjut pada eksperimen Loius Pasteur, yang mengatakan organism hidup tidak muncul secara spontan tetapi hanya dihasilkan dari organism sebelumnya.
Dan berikut ini merupakan table sejarah dalam menentukan struktur sel.
| 1665 | Hooks menggunakan mikroskop primitif untuk menggambarkan pori-pori kecil di bagian gabus yang ia sebut "sel" |
| 1674 | Leeuwenhoek melaporkan penemuan protozoa. Sembilan tahun kemudian, dia melihat bakteri untuk pertama kalinya |
| 1833 | Brown menerbitkan pengamatan mikroskopis tentang anggrek, jelas menggambarkan inti sel. |
| 1838 | Schleiden dan Schwann mengajukan teori sel, menyatakan bahwa sel berinti merupakan blok bangunan universal pada jaringan tumbuhan dan hewan |
| 1857 | Kolliker memaparkan mitokondria dalam sel otot |
| 1879 | Fleming menggambarkan dengan jelas perilaku kromosom selama mitosis di dalam sel hewan. |
| 1881 | Cajal dan Histologist lainnya mengembangkan metode pewarnaan yang mengungkapkan struktur sel saraf dan organisasi jaringan saraf |
| 1898 | Golgi pertama kali melihat dan menggambarkan aparatus Golgi oleh sel pewarnaan dengan perak nitrat |
| 1902 | Boveri menghubungan kromosom dan keturunan dengan mengamati perilaku kromosom selama reproduksi seksual |
| 1952 | Palade, portir, dan Sjostrant mengembangkan metode mikroskop elektron yang memungkinkan struktur intraseluler banyak terlihat untuk pertama kalinya. Dalam salah satu aplikasi pertama dari teknik ini, Huxley menunjukkan otot yang berisi protein filamen-bukti pertama dari sitoskeleton |
| 1957 | Robertson menjelaskan struktur bilayer membran sel, terlihat untuk pertama kalinya dalam mikroskop elektron |
| 1960 | Kendrew menggambarkan struktur protein pertama dengan rinci (sperma mioglobin paus) dengan resolusi 0,2 nm menggunakan X-Ray kristalografi. Perutz tujuan struktur yang lebih rendah-resolusi untuk hemoglobin |
| 1965 | Christian de Duve dan rekan-rekannya menggunakan teknik fraksionasi sel untuk memisahkan peroksisom, mitokondria, dan lisosom dari dengan menggunakan hati tikus |
| 1968 | Petran dan kolaborator membuat mikroskop confocal pertama |
| 1974 | Lazarides dan Weber menggunakan antibodi fluoresen untuk pewarna dari sitoskeleton |
| 1994 | Chalfie dan kolaborator memperkenalkan green fluorescent protein (GFP) sebagai penanda untuk mengetahui perilaku protein dalam sel hidup. |
SEL PROKARIOTIK
Organisme sel yang tidak memiliki inti sel disebut prokariotik (berasal dari kata Pro: sebelum, karyon: inti) contoh nya yaitu bakteri. Prokariot biasanya berbentuk bulat, seperti batang bahkan sampai seperti pembuka botol, dan ukuran yang kecil hanya beberapa micrometer panjang, namun ada beberapa spesies yang ukurannya besar. Mempunyai dinsing sel, membrane plasma sekitarnya, yang membungkus bagian sitoplasma dan DNA. Sel prokariot dapat menduplikasikan diri mereka, dengan waktu hanya 20 menit
Sel prokariotik adalah sel yang tidak memiliki selaput inti. Maka materi genetik sel prokariotik tidak dibungkus oleh selaput. Kebanyakan sel prokariotik adalah uniseluler, walaupun ada pula beberapa yang multiseluler. Sel prokariotik uniseluler ini mampu membentuk koloni.
Semua sel prokariotik mempunyai membran sel plasma, neklueoid berupa DNA dan RNA, serta sitoplasma yang mengandung ribosom. Sel prokariotik tidak memiliki membran inti, sehingga bahan inti yang berada dalam sel mengadakan kontak langsung dengan protoplasma. Sel prokariotik juga tidak memiliki sistem endomembran (membran dalam), seperti retikulum endoplasma dan kompleks Golgi. Selain itu, sel prokariotik juga tidak memiliki mitokondria dan kloroplas, tetapi mempunyai struktur yang berfungsi sama dengan keduanya, yaitu mesosom dan kromator.
Dunia Prokariotik Terbagi Dalam Dua Bagian.
Bakteri dan Archaea, Studii molecular, membagi prokariotik menjadi duabagian yang berbeda yaitu bakteri (Eubacteria), dan Archaea.
SEL EUKARIOTIK
Sel eukariotik adalah sel yang memiliki selaput inti. Maka, materi genetiknya tidak tersebar melainkan dibungkus selaput. Jenis-jenis sel eukariotik meliputi: sel protista, sel hewan, sel tumbuhan, dan sel fungi. Adapun bagian-bagian dari sel eukariotik adalah sebagai berikut :
Mitokondria Hasilkan Energi dari Makanan untuk Tenaga sel.
Mitokondria yang terdapat pada semua sel eukariotik, yang merupakan organel sel yang sangat penting. Organells ini memiliki struktur yang sangat khas, ketika dilihat dengan mikroskop elektron: mithocondrion masing-masing muncul berbentuk seperti sosis atau cacing, dari satu atau banyak panjang mikrometer, dan masing-masing tertutup dalam dua membran yang terpisah.
Fungsi dari mitokondria mereka memanfaatkan energi dari oksidasi molekul makanan, seperti gula, untuk menghasilkan adenosine triphosphate, atau ATP- sebagai bahan bakar kimia dasar yang berkekuatan besar untuk kegiatan sel. Karena mitokondria membutuhkan oksigen dan melepaskan karbondioksida dalam kegiatan ini, seluruh proses disebut inspirasi seluler, bernapas pada tingkat selular.
Tanpa mithocondria, hewan, jamur dan tumbuhan tidak akan mampu untuk menggunakan oksigen untuk mengekstrak jumlah energi maksimal dari molekul makanan yang memelihara mereka.
Kloroplas menangkap energi dari Sinar matahari
Kloroplas adalah organells hijau besar yang hanya ditemukan dalam sel tumbuhan dan ganggang, tidak terdapat di sel-sel hewan atau jamur. Organells ini memiliki struktur yang lebih kompleks daripada mithocondria: selain itu mereka mempunyai 2 membran yang mengelilinginya ,
Hewan dan tumbuhan semua perlu energi untuk hidup, tumbuh, dan bereproduksi. Hewan hanya dapat menggunakan energi kimia yang mereka peroleh dengan memakan produk dari makhluk hidup lainnya. Tapi tumbuhan dapat menggunakan energi langsung dari cahaya matahari, dan kloroplas adalah organel yang memungkinkan untuk melakukannya. Dari sudut pandang kehidupan di Bumi, kloroplas melaksanakan tugas yang lebih penting dari mitokondria: mereka melakukan fotosintesis-yaitu mereka menangkap energi sinar matahari dalam molekul klorofil dan menggunakan energi ini untuk melakukan pembuatan energi molekul gula. Dalam proses itu mereka melepaskan oksigen sebagai moleculer-produk. Sel tumbuhan kemudian dapat mengekstrak energi kimia dan disimpan ketika mereka membutuhkannya, dengan mengoksidasi gula ini di mithocondria mereka, hanya hewan sel dapat lakukan. Kloroplas dengan demikian menghasilkan kedua molekul makanan dan oksigen yang semua menggunakan mitokondria.
Retikulum endoplasma,, Lisosom, dan apparatus Golgi
Organel-organel yang penting dalam penghubung antara nukleus dan membran sel adalah antara lain retikulum endoplasma, aparatus golgi dan lisosom.
Retikulum Endoplasma merupakan organl yang tersusunoleh membran yang terbentuk seperti jala dan berfungsi sebagai saluran penghubung antara nukleus dengan bagian luar sel. RE Kasar mempunyai Ribisom, rRibosom yaitu bagian terkecil dari sel dan berfungsi sebagai tempat sintesis potein. Kompleks golgi yaitu mempunyai hubungan erat dalam sekresi protei sel.Lisosom merupakan membran kantong kecil yang berisi enzim hidrolitik (lisozom).
Sitosol
Jika kita mengupas membran plasma dari sel eucaryotic dan kemudian menghapus semua organela yang tertutup-membran, termasuk inti, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, mitokondria, kloroplas, dan sebagainya, kita akan ditinggalkan dengan sitoso). Dengan kata lain, sitosol adalah bagian dari sitoplasma yang tidak dipisahkan dalam membran intraseluler. Pada sebagian besar sel, sitosol adalah ruang tunggal terbesar. Sitosol adalah tempat banyak reaksi kimia yang penting untuk keberadaan sel.
Sitoskleton
Sitoskeleton bertanggung jawab untuk arah pergerakan sel
Dengan menggunakan mikroskop elektron, kita dapat melihat bahwa dalam sel eukariotik sitosol yang panjang dan berselang seling, ditemukan filamen protein. Sering filamen terlihat akan berada di salah satu ujung ke membran plasma atau memancar keluar dari sebuah bagian pusat yang berdekatan dengan nukleus. Sistem filamen disebut sitoskeleton (gambar 1- 27). Filament yang paling tipis dari filamen di sebut aktin filamen, yang hadir di semua sel eukariotik tetapi terdapat dalam jumlah besar, khususnya di dalam sel otot, di mana mereka berfungsi sebagai bagian dari sel yang menghasilkan kekuatan kontraktil. Filamen tebal disebut mikrotubulus, karena mereka memiliki bentuk tabung berongga. Dalam pembagian sel mereka direorganisasi menjadi sebuah susunan spektakuler yang membantu menarik kromosom yang ganda dalam arah yang berlawanan dan mendistribusikannya sama ke dua sel anakan.
Sitoplasma
Sitoplasma adalah materi yang mengisi antara inti dan selaput plasma.
MODEL ORGANISMS
Semua sel dianggap keturunan dari sel terdahulu,. Pada bagian berikut, kita meneliti beberapa model organisme dan mengkaji manfaat masing-masing untuk penelitian biologi sel dan, dalam banyak kasus, untuk mempromosikan kesehatan manusia.
Ahli biologi molekuler fokus pada E. coli
Dalam dunia bakteri, sorotan biologi molekuler telah fokus terutama hanya pada satu spesies: Escherichia coli. Sel bakteri kecil berbentuk batang ini biasa hidup dalam usus manusia dan vertebrata lainnya, tetapi dapat tumbuh dengan mudah dalam kaldu nutrisi sederhana dalam botol kultur. E. Coli berupaya dengan baik dengan kondisi kimia dalam lingkungannya,dan ia mereproduksi dengan cepat. Dalam istilah moleculer, kita memahami kerja E. coli lebih menyeluruh daripada setiap organisme hidup lainnya. Sebagian besar pengetahuan kita tentang mekanisme dasar kehidupan-termasuk bagaimana sel mereplikasi DNA mereka dan bagaimana mereka membentuk kode instruksi genetik untuk membuat protein-telah hadir dari penelitian terhadap E. Coli.
Ragi Brewer merupakan sel eucaryotic sederhana
Model sel eukariota yang sederhana yaitu jamur Saccharomyces cerevisiae mikroorganisme yang sama yang digunakan untuk pembuatan bir dan bir roti.Sacharomyces cerevisiae berukulan kecil, tunggal yang disebut “fungus”dan dengan demikian, menurut pandangan modern, setidaknya terkait erat dengan hewan itu adalah tumbuhan. S
Arabidopsis Dipilih dari 300,000 Spesies sebagai Model Tumbuhan
Organisme multiselular yang banyak, yang kita lihat di sekitar kita-baik tumbuhan dan hewan-tampak fantastis bervariasi, tetapi mereka jauh lebih dekat satu sama lain dalam asal usul evolusi mereka. Arabidopsis memiliki genom sekitar 110 juta pasang nukleotida, sekitar delapan kali lebih banyak seperti ragi, dan urutan lengkap diketahui. Dengan memeriksa instruksi genetik yang pembawa Arabidopsis, kita mulai belajar lebih banyak tentang genetika, biologi molekuler, dan evolusi tumbuhan berbunga, yang mendominasi hampir setiap ekosistem di darat. Karena gen yang ditemukan dalam Arabidopsis oleh rekan-rekan dalam spesies pertanian yang mempelajari gulma yang sederhana ini memberikan wawasan tentang pengembangan dan fisiologi tumbuhan, di mana hidup kita bergantung pada semua jenis tumbuhan di Bumi.
Dunia Hewan Diwakili oleh Spesies Lalat, Cacing, Ikan, Tikus, dan Manusia
Jumlah hewan multiseluler untuk mayoritas dari semua spesies yang bernama organisme hidup, dan mayoritas spesies hewan adalah serangga. Dalam hal ini yang di amati adalah Drosophila. Karena Drosophila dengan melihat kromosomnya, dan hasil mutans nya lebih mudah di identifikasi.
Drosophila, lebih dari organisme lain, telah menunjukkan kepada kita bagaimana untuk melacak rantai sebab dan akibat dari instruksi genetik yang dikodekan dalam DNA untuk struktur organisme multiseluler dewasa. Selain itu, gen Drosophila telah berubah menjadi luar biasa mirip dengan manusia- jauh lebih mirip dari tersangka dari penampilan luar . Sehingga lalat berfungsi sebagai model untuk mempelajari perkembangan manusia dan penyakit. Genom lalat -185 juta pasang nukleotida yang terdiri lebih dari 13.000 gen- berisi mitra dari kebanyakan gen manusia yang termasuk sebagian dari mereka diketahui menjadi penting dalam penyakit manusia.
MEKANISME UMUM KEHIDUPAN
Semua makhluk hidup terbuat dari sel, dan semua sel- mereka menyimpan instruksi genetik mereka di moleculs DNA, yang akhirnya mengarahkan produksi protein, dan protein pada gilirannya melaksanakan reaksi kimia sel-sel, memberikan bentuk, dan kontrol perilaku.
Sel dapat menduplikasikan diri menjadi dua, melalui suatu proses. Bahkan sel itu sendiri juga dapat mengalami mutan.
Membaca Gen dan Membandingkan Urutan Genom Mengungkapkan Peninggalan Umum Kehidupan
Tidak hanya manusia dan protein ragi secara fungsional setara, mereka hampir persis sama ukuran dan terdiri dari asam amino yang dirangkai dalam urutan yang sangat mirip. Ketika tim perawat memeriksa urutan asam amino dari protein, mereka menemukan bahwa protein manusia Cdc2 identik dengan protein S. pombe Cdc2 pada 63% dari asam amino dan 58% identik dengan protein setara dari S. cerevisiae .
Pada tingkat molekuler, perubahan evolusioner sangat lambat.Pengurutan DNA telah mempermudah untuk mendeteksi kemiripan keluarga antara gen: jika dua gen dari organisme yang berbeda memiliki urutan DNA sangat serupa, sangat mungkin bahwa kedua gen diturunkan dari gen leluhur umum. Gens (dan produk gen) yang terkait dengan cara ini dikatakan homolog. Mengingat urutan gen lengkap organisme perwakilan dari tiga domain kehidupan-archaea, bakteri, dan eucaryotes-satu dapat melakukan pencarian sistematis untuk homologi bahwa rentang ini membagi evolusi yang besar.
Sebuah pertukaran materi terus-menerus terjadi antara reticulum endoplasma, aparatus Golgi, lisosom, dan luar sel. Pertukaran dimediasi oleh vesikel kecil yang menggentas dari membran satu organel dan bergabung dengan yang lain, seperti gelembung sabun kecil dari tunas dan kembali bergabung dengan gelembung yang lebih besar. Pada permukaan sel, misalnya, bagian-bagian dari membran plasma diselipkan ke dalam dan menggentas untuk membentuk vesikel yang membawa materi yang diambil dari media eksternal ke dalam sel Vesikel ini bergabung dengan membran-tertutup endosomes, yang matang menjadi lisosom, di mana bahan impor dicerna. Sel hewan dapat menelan partikel sangat besar, atau bahkan seluruh sel asing, oleh proses endositosis. Proses sebaliknya, eksositosis, dimana vesikel dari dalam sel bergabung dengan membran plasma dan melepaskan isinya ke dalam media eksternal, juga merupakan kegiatan selular umum (lihat Gambar 1-25). Kebanyakan hormon, neurotransmiter, dan molekul sinyal lain disekresikan dari sel oleh eksositosis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar