Sel Prokariotik: Pengertian, Struktur, Fungsi (Dengan Contoh)

Para ilmuwan percaya bahwa sel prokariotik adalah beberapa bentuk kehidupan pertama di Bumi. Sel-sel ini masih melimpah sampai sekarang dan dapat dibagi menjadi bakteri dan archaea.

Contoh klasik sel prokariotik adalah Escherichia coli (E. koli).

Sel prokariotik adalah dasar untuk menguasai biologi sel sekolah menengah. Baca terus untuk mengetahui tentang berbagai komponen seluler prokariota.

Prokariota cenderung sederhana, organisme bersel tunggal tanpa membran-terikat organel atau nukleus. Eukariota memiliki struktur ini.

Miliaran tahun yang lalu, prokariota mungkin telah berevolusi dari molekul organik terikat membran yang disebut protobion. Mereka mungkin merupakan bentuk kehidupan pertama di planet ini.

Anda dapat membagi prokariota menjadi dua domain: Bakteri dan Archaea.

(Perhatikan bahwa ketika Anda menulis tentang domain, nama harus ditulis dengan huruf besar. Namun, Anda dapat membiarkannya dalam huruf kecil saat menulis tentang dua grup secara umum.)

Kedua kelompok terdiri dari organisme kecil bersel tunggal, tetapi ada perbedaan di antara mereka. Bakteri memiliki peptidoglikan dalam

Beberapa contoh bakteri umum termasuk: E. coli dan Stafilokokus aureus (lebih dikenal sebagai staph). Halofil yang tinggal di garam adalah contoh archaea.

Bakteri adalah salah satu dari dua domain yang membentuk sel prokariotik. Mereka adalah bentuk kehidupan yang beragam dan berkembang biak dengan pembelahan biner.

Ada tiga dasar bentuk sel bakteri: kokus, basil dan spirila. Kokus adalah bakteri oval atau bulat, basil berbentuk batang dan spirila spiral.

Bakteri memainkan peran penting dalam penyakit dan kesehatan manusia. Beberapa mikroba ini, seperti Stafilokokus aureus, dapat menyebabkan infeksi pada manusia. Namun, bakteri lain yang bermanfaat, seperti: Lactobacillus acidophilus, yang membantu tubuh Anda memecah laktosa yang ditemukan dalam produk susu.

Awalnya diklasifikasikan sebagai bakteri purba dan disebut "archaeobacteria," archaea sekarang memiliki domain sendiri. Banyak spesies archaea adalah ekstrimofil dan hidup dalam kondisi ekstrem, seperti mata air panas mendidih atau air asam, yang tidak dapat ditoleransi oleh bakteri.

Beberapa contoh termasuk hipertermofil yang ada pada suhu di atas 176 derajat Fahrenheit (80 derajat Celcius) dan halofil yang dapat hidup dalam larutan garam yang berkisar antara 10 hingga 30 persen. Dinding sel di archaea menawarkan perlindungan dan memungkinkan mereka untuk hidup di lingkungan yang ekstrim.

Archaea memiliki banyak bentuk dan ukuran yang berbeda mulai dari batang hingga spiral. Beberapa aspek perilaku archaea, seperti reproduksi, mirip dengan bakteri. Namun, perilaku lain, seperti ekspresi gen, mirip dengan eukariota.

Prokariota dapat berkembang biak dengan beberapa cara. Jenis dasar reproduksi meliputi tunas, pembelahan biner dan fragmentasi. Meskipun beberapa bakteri memiliki pembentukan spora, itu tidak dianggap reproduksi karena tidak ada keturunan yang terbentuk melalui proses ini.

pemula terjadi ketika sel membuat tunas yang terlihat seperti gelembung. Tunas terus tumbuh saat menempel pada sel induk. Akhirnya, tunas putus dari sel induk.

Pembelahan biner terjadi ketika sebuah sel membelah menjadi dua sel anak yang identik. Fragmentasi terjadi ketika sel pecah menjadi potongan-potongan kecil atau fragmen, dan setiap bagian menjadi sel baru.

Pembelahan biner adalah jenis umum reproduksi dalam sel prokariotik. Prosesnya melibatkan pembelahan sel induk menjadi dua sel yang identik. Langkah pertama dalam pembelahan biner adalah menyalin DNA. Kemudian, DNA baru bergerak ke ujung sel yang berlawanan.

Selanjutnya, sel mulai tumbuh dan berkembang. Akhirnya, septum cincin terbentuk di tengah dan menjepit sel menjadi dua bagian. Hasilnya adalah dua sel yang identik.

Ketika Anda membandingkan pembelahan biner dengan pembelahan sel dalam sel eukariotik, Anda mungkin melihat beberapa kesamaan kecil. Misalnya, keduanya mitosis dan pembelahan biner membuat sel anak yang identik. Kedua proses tersebut juga melibatkan duplikasi DNA.

Struktur sel prokariota dapat bervariasi, tetapi sebagian besar organisme memiliki beberapa komponen dasar. Prokariota memiliki membran sel atau membran plasma yang bertindak seperti penutup pelindung. Mereka juga memiliki kaku dinding sel untuk dukungan dan perlindungan tambahan.

Sel prokariotik memiliki ribosom, yaitu molekul yang membuat protein. Materi genetik mereka ada di nukleoid, yang merupakan wilayah tempat DNA hidup. Cincin DNA tambahan disebut plasmid melayang di sekitar sitoplasma. Penting untuk dicatat bahwa prokariota tidak memiliki membran inti.

Selain struktur internal ini, beberapa sel prokariotik memiliki pilus atau flagela untuk membantu mereka bergerak. Pilus adalah fitur eksternal seperti rambut, sedangkan flagel adalah fitur eksternal seperti cambuk. Beberapa prokariota seperti bakteri memiliki kapsul di luar dinding selnya. Penyimpanan nutrisi juga dapat bervariasi, tetapi banyak prokariota menggunakan granula penyimpanan di sitoplasmanya.

Informasi genetik pada prokariota ada di dalam nukleoid. Tidak seperti eukariota, prokariota tidak memiliki inti yang terikat membran. Sebaliknya, molekul DNA melingkar hidup di wilayah sitoplasma. Misalnya, kromosom bakteri melingkar adalah satu loop besar, bukan kromosom individu.

Sintesis DNA pada bakteri dimulai dengan inisiasi replikasi pada urutan nukleotida tertentu. Kemudian terjadi pemanjangan untuk menambah nukleotida baru. Selanjutnya, terminasi terjadi setelah kromosom baru terbentuk.

Pada prokariota, ekspresi gen terjadi dengan cara yang berbeda. Baik bakteri dan archaea dapat memiliki transkripsi dan translasi yang terjadi pada saat yang bersamaan.

Ini berarti bahwa sel dapat membuat asam amino, yang merupakan bahan penyusun protein, setiap saat.

Dinding sel pada prokariota memiliki beberapa tujuan. Ini melindungi sel dan menawarkan dukungan. Selain itu, ini membantu sel mempertahankan bentuknya dan menghentikannya agar tidak pecah. Terletak di luar membran plasma, struktur keseluruhan dinding sel lebih rumit daripada yang ditemukan pada tumbuhan.

Pada bakteri, dinding sel terdiri dari peptidoglikan atau murein, yang terdiri dari rantai polisakarida. Namun, dinding sel berbeda antara bakteri gram positif dan gram negatif.

Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tebal, sedangkan bakteri gram negatif memiliki dinding sel yang tipis. Karena dindingnya tipis, bakteri gram negatif memiliki lapisan ekstra lipopolisakarida.

Antibiotik dan obat lain dapat menargetkan dinding sel pada bakteri tanpa membahayakan manusia karena manusia tidak memiliki jenis dinding ini di dalam selnya. Namun, beberapa bakteri mengembangkan resistensi antibiotik, dan obat-obatan berhenti efektif.

Resistensi antibiotik terjadi ketika bakteri berevolusi, dan bakteri dengan mutasi yang memungkinkan mereka bertahan hidup, obat dapat berkembang biak.

Penyimpanan nutrisi penting bagi prokariota karena beberapa dari mereka ada di lingkungan yang membuat sulit untuk memiliki persediaan makanan yang konsisten. Prokariota telah mengembangkan struktur khusus untuk penyimpanan nutrisi.

Vakuola bertindak sebagai gelembung penyimpanan untuk makanan atau nutrisi. Bakteri juga dapat memiliki inklusi, yang merupakan struktur untuk menyimpan cadangan glikogen atau pati. Kompartemen mikro pada prokariota memiliki cangkang protein dan dapat menampung enzim atau protein. Ada jenis khusus dari mikrokompartemen seperti: magnetosom dan karboksisome.

Ada peningkatan kekhawatiran tentang resistensi antibiotik di seluruh dunia. Resistensi antibiotik terjadi ketika bakteri mampu berkembang dan tidak lagi merespon obat yang sebelumnya menghancurkan mereka. Artinya, orang yang mengonsumsi antibiotik tidak akan mampu membunuh bakteri di dalam tubuhnya.

Seleksi alam meningkatkan resistensi pada bakteri. Misalnya, beberapa bakteri memiliki mutasi acak yang memungkinkan mereka untuk melawan antibiotik. Ketika Anda minum obat, itu tidak akan bekerja pada bakteri yang resisten ini. Selanjutnya, bakteri ini dapat tumbuh dan berkembang biak.

Mereka juga dapat memberikan perlawanan mereka terhadap bakteri lain dengan berbagi gen, menciptakan superbug yang sulit untuk diobati. Tahan methicillin Stafilokokus aureus (MRSA) adalah contoh dari superbug yang resisten terhadap antibiotik.

replikasi DNA terjadi lebih cepat pada prokariota daripada eukariota, sehingga bakteri dapat bereproduksi pada tingkat yang jauh lebih cepat daripada yang dapat dilakukan manusia. Kurangnya pos pemeriksaan selama replikasi pada bakteri dibandingkan dengan eukariota juga memungkinkan mutasi yang lebih acak. Semua faktor ini berkontribusi terhadap resistensi antibiotik.

Meskipun bakteri sering menyebabkan penyakit pada manusia, manusia juga memiliki hubungan simbiosis dengan beberapa mikroba. Bakteri menguntungkan penting untuk kesehatan kulit, mulut dan pencernaan.

Sebagai contoh, Bifidobakteri hidup di usus Anda dan membantu Anda memecah makanan. Mereka adalah bagian penting dari sistem usus yang sehat.

Prebiotik adalah makanan yang membantu mikroflora di usus Anda. Beberapa contoh umum termasuk bawang putih, bawang merah, daun bawang, pisang, dandelion hijau dan asparagus. Prebiotik menyediakan serat dan nutrisi yang dibutuhkan bakteri usus yang menguntungkan untuk tumbuh.

Di sisi lain, probiotik adalah bakteri hidup yang dapat membantu pencernaan Anda. Anda juga dapat menemukan organisme probiotik dalam makanan seperti yogurt atau kimchi.

Ada tiga jenis utama transfer gen pada prokariota: transduksi, konjugasi dan transformasi. Transduksi adalah transfer gen horizontal yang terjadi ketika virus membantu memindahkan DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya.

Konjugasi melibatkan fusi sementara mikroba untuk mentransfer DNA. Proses ini biasanya melibatkan pilus. Transformasi terjadi ketika prokariota mengambil potongan DNA dari lingkungannya.

Transfer gen penting untuk penyakit karena memungkinkan mikroba berbagi DNA dan menjadi resisten terhadap obat. Misalnya, bakteri yang resisten terhadap antibiotik dapat berbagi gen dengan bakteri lain. Anda mungkin menemukan transfer gen di antara mikroba di kelas sains Anda, terutama laboratorium perguruan tinggi, karena ini penting untuk penelitian ilmiah.

Metabolisme pada prokariota lebih bervariasi daripada apa yang akan Anda temukan pada eukariota. Hal ini memungkinkan prokariota seperti extremophiles untuk hidup di lingkungan yang ekstrim. Beberapa organisme menggunakan fotosintesis, tetapi yang lain dapat memperoleh energi dari bahan bakar anorganik.

Anda dapat mengklasifikasikan prokariota menjadi autotrof dan heterotrof. Autotrof memperoleh karbon dari karbon dioksida dan membuat makanan organik mereka sendiri dari bahan anorganik, tetapi heterotrof mendapatkan karbon dari makhluk hidup lain dan tidak dapat membuat makanan organik mereka sendiri.

Jenis utama autotrof adalah fototrof, litotrof dan organotrof. Fototrof menggunakan fotosintesis untuk mendapatkan energi dan membuat bahan bakar. Namun, tidak semuanya membuat oksigen seperti yang dilakukan sel tumbuhan selama proses tersebut.

Cyanobacteria adalah contoh fototrof. Lithotrof menggunakan molekul anorganik sebagai makanan, dan mereka biasanya mengandalkan batu sebagai sumbernya. Namun, litotrof tidak bisa mendapatkan karbon dari batu, sehingga mereka membutuhkan udara atau materi lain yang memiliki unsur ini. Organotrof menggunakan senyawa organik untuk mendapatkan nutrisi.

Prokariota dan eukariota tidak sama karena jenis sel yang mereka miliki sangat berbeda. Prokariota tidak memiliki organel dan nukleus yang terikat membran seperti yang Anda temukan pada eukariota; DNA mereka mengapung di dalam sitoplasma.

Selain itu, prokariota memiliki luas permukaan yang lebih kecil dibandingkan dengan eukariota. Selain itu, prokariota bersel tunggal meskipun beberapa organisme dapat berkumpul untuk membentuk koloni.

Sel prokariotik kurang terorganisir daripada sel eukariotik. Ada juga perbedaan dalam tingkat regulasi, seperti pertumbuhan sel, pada prokariota. Anda dapat melihat ini pada tingkat mutasi bakteri karena lebih sedikit peraturan yang memungkinkan mutasi dan penggandaan yang cepat.

Karena prokariota tidak memiliki organel, metabolisme mereka berbeda dan kurang efisien. Ini mencegah mereka tumbuh menjadi ukuran besar dan terkadang membatasi kemampuan mereka untuk bereproduksi. Namun demikian, prokariota adalah bagian penting dari semua ekosistem. Dari kesehatan manusia hingga penelitian ilmiah, organisme kecil ini penting dan dapat sangat memengaruhi Anda.