Sel eukariotik dan prokariotik: fitur, fungsi, dan struktur. Perbandingan karakteristik struktur sel prokariotik dan eukariotik Apa perbedaan mendasar antara sel prokariotik dan eukariotik

Organisme tertua di Bumi yang tidak memiliki inti sel, yang muncul sekitar empat miliar tahun yang lalu, disebut prokariota, yaitu, pra-nuklir. Saat ini, mereka juga umum, mereka hidup di air, tanah, udara, di sampul hewan dan tumbuhan, serta di dalamnya. Prokariota telah menguasai habitat ekstrim (Gbr. 2): mata air panas (mereka bertahan dan hidup pada suhu 70 0 ke atas), laut dan danau garam (halobacteria hidup pada salinitas sekitar 30%).

Beras. 2. Habitat prokariota ()

Bentuk bakteri sangat beragam: bulat, berbentuk batang dan melengkung (Gbr. 3).

Beras. 3. Bentuk bakteri ()

Ukuran sel sebagian besar prokariota adalah dari 0,2 hingga 10 mikrometer, ada juga kerdil (nanobakteri dan mikoplasma), yang ukurannya dari 0,05 hingga 0,1 mikrometer. Selain itu, ada raksasa (makromonus) dengan ukuran hingga 10 mikrometer. Ukuran rata-rata sel bakteri - sekitar 1 mikrometer. Ukuran prokariota ukuran lebih kecil eukariota.

Dibandingkan dengan eukariotik, sel prokariotik terlihat jauh lebih sederhana (Gbr. 4).

Beras. 4. Sel prokariota dan eukariota ()

Prokariota tidak memiliki nukleus, satu-satunya molekul DNA melingkar yang terdapat pada sel prokariotik dan secara kondisional disebut kromosom bakteri terletak di tengah sel, tetapi molekul DNA ini tidak memiliki cangkang dan terletak langsung di sitoplasma.

Pertimbangkan struktur sel prokariotik (Gbr. 5).

Beras. 5. Struktur sel prokariotik ()

Di luar, sel prokariotik, seperti sel eukariotik, ditutupi dengan membran plasma. Struktur membran pada kedua kelompok organisme ini sama. membran sel prokariota membentuk banyak tonjolan ke dalam sel - mesosom. Mereka mengandung enzim yang menyediakan reaksi metabolisme dalam sel prokariotik. Di atas membran plasma, sel prokariotik ditutupi dengan selubung yang terdiri dari karbohidrat, menyerupai dinding sel. sel tumbuhan. Namun, dinding ini dibentuk bukan oleh serat, seperti pada tumbuhan, tetapi oleh polisakarida lain - pektin dan murein. Dalam sitoplasma sel prokariotik tidak ada organel membran: mitokondria, plastida, RE, kompleks Golgi, lisosom. Fungsi mereka dilakukan oleh lipatan dan invaginasi membran luar- mesosom. Dalam sitoplasma prokariota, ribosom kecil tersusun secara acak. Tidak ada sitoskeleton dalam sel prokariotik juga, tetapi flagela kadang-kadang ditemukan, yang berkontribusi pada pergerakan bakteri. Pada permukaan sel bakteri terdapat pili - filamen protein, yang dengannya bakteri menempel pada substrat atau permukaan. Pili seks berfungsi untuk pertukaran materi genetik antara bakteri yang berbeda.

Bakteri fotosintetik - cyanobacteria, memiliki membran fotosintesis atau tilakoid dalam selnya, yang mengandung pigmen yang terlibat dalam proses fotosintesis (Gbr. 6), seperti klorofil.

Beras. 6. Sianobakteri ()

Tilakoid mengandung pigmen yang membantu dalam proses fotosintesis - fikobilin: allophycocyanin, phycoerythrin dan phycocyanin. Phycobilins membentuk senyawa kuat dengan protein (phycobilin protein). Hubungan antara fikobilin dan protein hanya dihancurkan oleh asam.

Di dalam sel prokariota, cadangan nutrisi juga disimpan, pengendapan atau cadangan terjadi sebagai akibat dari kelebihan nutrisi, dan konsumsi terjadi dengan kekurangan nutrisi. Nutrisi cadangan meliputi polisakarida (pati, glikogen, granulosa), lipid (butiran atau tetes lemak), polifosfat (sumber fosfor dan energi).

Kebanyakan eukariota adalah aerob, yaitu, mereka menggunakan oksigen atmosfer untuk metabolisme energi. Sebaliknya, banyak prokariota bersifat anaerob, dan oksigen berbahaya bagi mereka. Beberapa bakteri, yang disebut bakteri pengikat nitrogen, mampu menyerap nitrogen dari udara, yang tidak dapat dilakukan oleh eukariota. Jenis prokariota yang memperoleh energi melalui fotosintesis mengandung jenis klorofil khusus, yang dapat ditemukan di mesosom.

PADA bukan kondisi yang menguntungkan(dingin, panas, kekeringan) banyak bakteri membentuk spora. Selama sporulasi, cangkang padat khusus terbentuk di sekitar kromosom bakteri, dan sisa isi sel mati. Spora dapat tertidur selama beberapa dekade, dan dalam kondisi yang menguntungkan, bakteri aktif akan tumbuh kembali darinya (Gbr. 7).

Beras. 7. Skema pembentukan spora pada bakteri ()

Paling sering, prokariota bereproduksi secara aseksual: DNA berlipat ganda, dan kemudian sel membelah menjadi dua pada bidang transversal (Gbr. 8). Dalam kondisi yang menguntungkan, bakteri dapat membelah setiap 20 menit; sedangkan keturunan dari satu sel dalam tiga hari secara teoritis akan memiliki massa 7500 ton! Untungnya, kondisi seperti itu pada prinsipnya tidak ada.

Beras. 8. Reproduksi prokariota ()

reproduksi seksual pada prokariota, ini jauh lebih jarang daripada aseksual, tetapi sangat penting, karena ketika bertukar informasi genetik, bakteri mentransfer resistensi terhadap efek samping (misalnya, obat) satu sama lain. Selama proses seksual, bakteri dapat menukar kedua bagian kromosom bakteri dan molekul DNA untai ganda melingkar kecil khusus - plasmid. Pertukaran dapat terjadi melalui jembatan sitoplasma antara dua bakteri atau dengan bantuan virus yang mengasimilasi bagian DNA dari satu bakteri dan mentransfernya ke bakteri lain. sel bakteri yang mereka infeksi.

Kami menganggap sel prokariotik, yang diatur cukup sederhana dibandingkan dengan sel eukariotik, perbedaan utamanya adalah tidak adanya nukleus yang terbentuk, molekul DNA melingkar terletak bebas di sitoplasma dan tidak dikelilingi oleh selubung inti. Dalam sel prokariotik, tidak ada organel membran yang menjadi ciri sel eukariotik.

Bibliografi

1. Belyaev D.K. Biologi umum. Sebuah tingkat dasar. - Edisi ke-11, stereotip. - M.: Pendidikan, 2012.
2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biologi umum, kelas 10-11. - M.: Bustard, 2005.
3. Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazov V.I. Kelas 10-11 biologi. biologi umum. Sebuah tingkat dasar. - Edisi ke-6, tambahkan. - Bustard, 2010.

1. Biobib.ru ().
2. cat.convdocs.org().
3. Bio-faq.ru ().

Pekerjaan rumah

1. Apa perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik?
2. Apa yang dimaksud dengan kromosom bakteri?
3. Bagaimana reproduksi seksual terjadi pada prokariota?

Organisme tertua di bumi yang tidak memiliki inti sel, yang muncul sekitar empat miliar tahun yang lalu, disebut prokariota, yaitu, pra-nuklir. Saat ini, mereka juga umum, mereka hidup di air, tanah, udara, di sampul hewan dan tumbuhan, serta di dalamnya. Prokariota telah menguasai habitat ekstrim (Gbr. 2): mata air panas (mereka bertahan dan hidup pada suhu 70 0 ke atas), laut dan danau garam (halobacteria hidup pada salinitas sekitar 30%).

Beras. 2. Habitat prokariota ()

Bentuk bakteri sangat beragam: bulat, berbentuk batang dan melengkung (Gbr. 3).

Beras. 3. Bentuk bakteri ()

Ukuran sel sebagian besar prokariota adalah dari 0,2 hingga 10 mikrometer, ada juga kerdil (nanobakteri dan mikoplasma), yang ukurannya dari 0,05 hingga 0,1 mikrometer. Selain itu, ada raksasa (makromonus) dengan ukuran hingga 10 mikrometer. Ukuran rata-rata sel bakteri adalah sekitar 1 mikrometer. Prokariota lebih kecil dari eukariota.

Dibandingkan dengan eukariotik, sel prokariotik terlihat jauh lebih sederhana (Gbr. 4).

Beras. 4. Sel prokariota dan eukariota ()

Prokariota tidak memiliki nukleus, satu-satunya molekul DNA melingkar yang terdapat pada sel prokariotik dan secara kondisional disebut kromosom bakteri terletak di tengah sel, tetapi molekul DNA ini tidak memiliki cangkang dan terletak langsung di sitoplasma.

Pertimbangkan struktur sel prokariotik (Gbr. 5).

Beras. 5. Struktur sel prokariotik ()

Di luar, sel prokariotik, seperti sel eukariotik, ditutupi dengan membran plasma. Struktur membran pada kedua kelompok organisme ini sama. Membran sel prokariota membentuk banyak tonjolan ke dalam sel - mesosom. Mereka mengandung enzim yang menyediakan reaksi metabolisme dalam sel prokariotik. Di atas membran plasma, sel prokariotik ditutupi oleh selubung karbohidrat, mirip dengan dinding sel sel tumbuhan. Namun, dinding ini dibentuk bukan oleh serat, seperti pada tumbuhan, tetapi oleh polisakarida lain - pektin dan murein. Dalam sitoplasma sel prokariotik tidak ada organel membran: mitokondria, plastida, RE, kompleks Golgi, lisosom. Fungsinya dilakukan oleh lipatan dan invaginasi membran luar - mesosom. Dalam sitoplasma prokariota, ribosom kecil tersusun secara acak. Tidak ada sitoskeleton dalam sel prokariotik juga, tetapi flagela kadang-kadang ditemukan, yang berkontribusi pada pergerakan bakteri. Pada permukaan sel bakteri terdapat pili - filamen protein, yang dengannya bakteri menempel pada substrat atau permukaan. Pili seks berfungsi untuk pertukaran materi genetik antara bakteri yang berbeda.

Bakteri fotosintetik - cyanobacteria, memiliki membran fotosintesis atau tilakoid dalam selnya, yang mengandung pigmen yang terlibat dalam proses fotosintesis (Gbr. 6), seperti klorofil.

Beras. 6. Sianobakteri ()

Tilakoid mengandung pigmen yang membantu dalam proses fotosintesis - fikobilin: allophycocyanin, phycoerythrin dan phycocyanin. Phycobilins membentuk senyawa kuat dengan protein (phycobilin protein). Hubungan antara fikobilin dan protein hanya dihancurkan oleh asam.

Di dalam sel prokariota, cadangan nutrisi juga disimpan, pengendapan atau cadangan terjadi sebagai akibat dari kelebihan nutrisi, dan konsumsi terjadi dengan kekurangan nutrisi. Nutrisi cadangan meliputi polisakarida (pati, glikogen, granulosa), lipid (butiran atau tetes lemak), polifosfat (sumber fosfor dan energi).

Kebanyakan eukariota adalah aerob, yaitu, mereka menggunakan oksigen atmosfer untuk metabolisme energi. Sebaliknya, banyak prokariota bersifat anaerob, dan oksigen berbahaya bagi mereka. Beberapa bakteri, yang disebut bakteri pengikat nitrogen, mampu menyerap nitrogen dari udara, yang tidak dapat dilakukan oleh eukariota. Jenis prokariota yang memperoleh energi melalui fotosintesis mengandung jenis klorofil khusus, yang dapat ditemukan di mesosom.

Di bawah kondisi yang merugikan (dingin, panas, kekeringan), banyak bakteri membentuk spora. Selama sporulasi, cangkang padat khusus terbentuk di sekitar kromosom bakteri, dan sisa isi sel mati. Spora dapat tertidur selama beberapa dekade, dan dalam kondisi yang menguntungkan, bakteri aktif akan tumbuh kembali darinya (Gbr. 7).

Beras. 7. Skema pembentukan spora pada bakteri ()

Paling sering, prokariota bereproduksi secara aseksual: DNA berlipat ganda, dan kemudian sel membelah menjadi dua pada bidang transversal (Gbr. 8). Dalam kondisi yang menguntungkan, bakteri dapat membelah setiap 20 menit; sedangkan keturunan dari satu sel dalam tiga hari secara teoritis akan memiliki massa 7500 ton! Untungnya, kondisi seperti itu pada prinsipnya tidak ada.

Beras. 8. Reproduksi prokariota ()

Reproduksi seksual pada prokariota jauh lebih jarang daripada reproduksi aseksual, tetapi ini sangat penting, karena ketika bertukar informasi genetik, bakteri mentransfer resistensi terhadap efek samping (misalnya, obat) satu sama lain. Selama proses seksual, bakteri dapat menukar kedua bagian kromosom bakteri dan molekul DNA untai ganda melingkar kecil khusus - plasmid. Pertukaran dapat terjadi melalui jembatan sitoplasma antara dua bakteri, atau oleh virus yang mengambil bagian DNA dari satu bakteri dan mentransfernya ke sel bakteri lain, yang mereka infeksi.

Kami menganggap sel prokariotik, yang diatur cukup sederhana dibandingkan dengan sel eukariotik, perbedaan utamanya adalah tidak adanya nukleus yang terbentuk, molekul DNA melingkar terletak bebas di sitoplasma dan tidak dikelilingi oleh selubung inti. Dalam sel prokariotik, tidak ada organel membran yang menjadi ciri sel eukariotik.

Bibliografi

1. Belyaev D.K. biologi umum. Sebuah tingkat dasar. - Edisi ke-11, stereotip. - M.: Pendidikan, 2012.
2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biologi umum, kelas 10-11. - M.: Bustard, 2005.
3. Agafonova I.B., Zakharova E.T., Sivoglazov V.I. Kelas 10-11 biologi. biologi umum. Sebuah tingkat dasar. - Edisi ke-6, tambahkan. - Bustard, 2010.

1. Biobib.ru ().
2. cat.convdocs.org().
3. Bio-faq.ru ().

Pekerjaan rumah

1. Apa perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik?
2. Apa yang dimaksud dengan kromosom bakteri?
3. Bagaimana reproduksi seksual terjadi pada prokariota?

1. Ingat contoh sel berinti banyak.

Menjawab. Sel berinti banyak Jenis sel yang memiliki banyak inti. Nukleus terbentuk ketika hanya nukleus yang berulang kali membelah di dalam sel, sedangkan sel secara keseluruhan dan membrannya tetap sama. Sel-sel tersebut, misalnya, terdiri dari serat otot lurik; mereka membentuk jaringan yang dikenal sebagai syncytium (soket). Sel berinti banyak juga ditemukan di beberapa ganggang dan jamur.

2. Bentuk apa yang dimiliki bakteri?

Menjawab. Menurut kekhasan morfologi, kelompok bakteri berikut dibedakan: kokus (kurang lebih bulat), basil (batang atau silinder dengan ujung membulat), spirilla (spiral kaku) dan spirochetes (bentuk seperti rambut tipis dan fleksibel). Beberapa penulis cenderung menggabungkan dua kelompok terakhir menjadi satu - spirilla.

Pertanyaan setelah 18

1. Bagaimana bentuk DNA pada bakteri?

Menjawab. Satu-satunya molekul DNA sirkular yang terdapat pada sel prokariotik dan secara konvensional disebut kromosom bakteri terletak di tengah sel, tetapi molekul DNA ini tidak dikelilingi oleh membran dan terletak langsung di sitoplasma dalam bentuk spiral yang terpilin rapat.

2. Dapatkah bakteri berkembang biak secara seksual?

Menjawab. Reproduksi seksual pada prokariota jauh lebih jarang daripada reproduksi aseksual, tetapi ini sangat penting, karena ketika bertukar informasi genetik, bakteri mentransfer resistensi terhadap efek samping (misalnya, obat) satu sama lain. Selama proses seksual, bakteri dapat bertukar kedua bagian dari kromosom bakteri dan molekul DNA untai ganda melingkar kecil khusus - plasmid. Pertukaran dapat terjadi melalui jembatan sitoplasma antara dua bakteri, atau oleh virus yang mengambil bagian DNA dari satu bakteri dan mentransfernya ke sel bakteri lain, yang mereka infeksi.

3. Kapan bakteri membentuk spora dan apa fungsinya?

Menjawab. Dalam kondisi yang tidak menguntungkan (dingin, panas, kekeringan, dll.), banyak bakteri dapat membentuk spora. Selama sporulasi, cangkang padat khusus terbentuk di sekitar kromosom bakteri, dan sisa isi sel mati. Spora dapat tetap tidak aktif selama beberapa dekade, dan dalam kondisi yang menguntungkan, bakteri aktif tumbuh lagi. Baru-baru ini, peneliti Jerman melaporkan bahwa mereka berhasil "menghidupkan kembali" spora bakteri yang terbentuk 180 juta tahun yang lalu ketika laut purba mengering!

4. Apa itu mesosom dan fungsinya?

Menjawab. Membran sel prokariota membentuk banyak tonjolan ke dalam sel - mesosom. Mereka mengandung enzim yang menyediakan reaksi metabolisme dalam sel prokariotik.

Perhatikan tabel 3. Soroti perbedaan utama antara prokariotik dan sel eukariotik.

Menjawab. Eukariota adalah kerajaan organisme hidup. Diterjemahkan dari bahasa Yunani, "eukariota" berarti "memiliki inti." Dengan demikian, organisme ini dalam komposisinya memiliki nukleus di mana seluruh informasi genetik. Ini termasuk jamur, tumbuhan dan hewan.

Prokariota adalah organisme hidup yang tidak memiliki nukleus di dalam selnya. perwakilan karakteristik prokariota adalah bakteri dan cyanobacteria.

Eukariota dan prokariota sangat berbeda dalam ukuran satu sama lain. Jadi, diameter rata-rata sel eukariotik mencapai 40 mikron atau lebih, dan diameter sel prokariotik adalah 0,3-5,0 mikron mm.

Prokariota memiliki DNA melingkar, yang terletak di nukleoid. Daerah sel ini dipisahkan dari sisa sitoplasma oleh membran. DNA tidak ada hubungannya dengan RNA dan protein, tidak ada kromosom.

DNA sel eukariotik berbentuk linier, terletak di dalam nukleus, di dalamnya terdapat kromosom.

Prokariota berkembang biak terutama dengan pembelahan sederhana, sedangkan eukariota membelah dengan mitosis, meiosis, atau kombinasi keduanya.

Sel eukariotik memiliki organel yang ditandai dengan adanya alat genetik mereka sendiri: mitokondria dan plastida. Mereka dikelilingi oleh membran dan memiliki kemampuan untuk berkembang biak melalui pembelahan.

Pada sel prokariotik juga ditemukan organel, tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit dan tidak dibatasi oleh membran.

Flagela eukariotik memiliki struktur yang agak kompleks. Beberapa prokariota juga memiliki flagela, mereka beragam dan memiliki struktur yang sederhana.

Prokariota adalah organisme tertua yang membentuk kerajaan independen. Prokariota termasuk bakteri, "alga" biru-hijau dan sejumlah kelompok kecil lainnya.

Sel prokariotik tidak, tidak seperti eukariota, memiliki inti sel yang terbentuk dengan baik dan organel membran internal lainnya (dengan pengecualian tangki datar pada spesies fotosintesis, misalnya, pada cyanobacteria). Satu-satunya molekul DNA untai ganda melingkar besar (dalam beberapa spesies - linier), yang mengandung bagian utama dari bahan genetik sel (yang disebut nukleoid) tidak membentuk kompleks dengan protein histon (yang disebut kromatin ). Prokariota termasuk bakteri, termasuk cyanobacteria (ganggang biru-hijau). Juga, mereka dapat dikaitkan secara kondisional dengan simbion intraseluler permanen sel eukariotik - mitokondria dan plastida.

Eukariota (eukariota) (dari bahasa Yunani eu - baik, lengkap dan karyon - inti) - organisme yang, tidak seperti prokariota, memiliki inti sel yang terbentuk, dibatasi dari sitoplasma oleh membran inti. Materi genetik terbungkus dalam beberapa molekul DNA untai ganda linier (bergantung pada jenis organisme, jumlah mereka per nukleus dapat bervariasi dari dua hingga beberapa ratus), melekat dari dalam ke membran nukleus sel dan terbentuk di ruang yang luas. mayoritas (kecuali dinoflagellata) kompleks dengan protein histon, yang disebut kromatin. Sel eukariotik memiliki sistem membran internal yang membentuk, selain nukleus, sejumlah organel lain (retikulum endoplasma, aparatus Golgi, dll.). Selain itu, sebagian besar memiliki simbion-prokariota intraseluler permanen - mitokondria, dan ganggang dan tanaman juga memiliki plastida.

2. Sel eukariotik. Struktur dan fungsi

Eukariota termasuk tumbuhan, hewan, jamur.

Sel hewan tidak memiliki dinding sel. Ini diwakili oleh protoplas telanjang. Lapisan batas sel hewan - glikokaliks - adalah lapisan atas membran sitoplasma, "diperkuat" oleh molekul polisakarida yang merupakan bagian dari zat antar sel.

Mitokondria memiliki lipatan krista.

Sel hewan memiliki pusat sel yang terdiri dari dua sentriol. Ini menunjukkan bahwa setiap sel hewan berpotensi mampu membelah.

Inklusi dalam kandang hewan disajikan dalam bentuk biji-bijian dan tetes (protein, lemak, glikogen karbohidrat), produk akhir metabolisme, kristal garam, pigmen.

Pada sel hewan, mungkin ada vakuola kontraktil, pencernaan, ekskresi berukuran kecil.

Tidak ada plastida di dalam sel, inklusi berupa butiran pati, vakuola besar berisi jus.

3. Perbandingan sel prokariotik dan eukariotik

Paling perbedaan penting eukariota dari prokariota lama kehadiran nukleus yang terbentuk dan organel membran dipertimbangkan. Namun, pada 1970-an dan 1980-an menjadi jelas bahwa ini hanya konsekuensi dari perbedaan yang lebih dalam dalam organisasi sitoskeleton. Untuk beberapa waktu diyakini bahwa sitoskeleton hanya merupakan karakteristik eukariota, tetapi pada pertengahan 1990-an. protein homolog dengan protein utama dari sitoskeleton eukariotik juga telah ditemukan pada bakteri. (Tabel 16).

Ini adalah adanya sitoskeleton yang diatur secara khusus yang memungkinkan eukariota untuk membuat sistem organel membran internal yang bergerak. Selain itu, sitoskeleton memungkinkan untuk endositosis dan eksositosis (diasumsikan bahwa karena endositosis simbion intraseluler, termasuk mitokondria dan plastida, muncul dalam sel eukariotik). Fungsi penting lainnya dari sitoskeleton eukariotik adalah untuk memastikan pembelahan nukleus (mitosis dan meiosis) dan tubuh (sitotomi) sel eukariotik (pembelahan sel prokariotik diatur lebih sederhana). Perbedaan struktur sitoskeleton juga menjelaskan perbedaan lain antara pro dan eukariota. Misalnya, keteguhan dan kesederhanaan bentuk sel prokariotik dan keragaman bentuk yang signifikan dan kemampuan untuk mengubahnya dalam sel eukariotik, serta ukuran yang relatif besar dari yang terakhir.

Dengan demikian, ukuran sel prokariotik rata-rata 0,5 - 5 mikron, ukuran sel eukariotik - rata-rata 10 hingga 50 mikron. Selain itu, hanya di antara eukariota yang benar-benar ditemukan sel raksasa, seperti telur besar hiu atau burung unta (dalam telur burung, semua kuning telur adalah satu telur besar), neuron mamalia besar, yang prosesnya, diperkuat oleh sitoskeleton, dapat mencapai panjang puluhan sentimeter.

Dalam strukturnya, organisme dapat berupa uniseluler dan multiseluler. Prokariota didominasi uniseluler, dengan pengecualian beberapa cyanobacteria dan actinomycetes. Di antara eukariota, protozoa, sejumlah jamur, dan beberapa alga memiliki struktur uniseluler. Semua bentuk lain adalah multiseluler. Diyakini bahwa organisme hidup pertama di Bumi bersel tunggal.

Artikel utama:Perbandingan struktur sel bakteri, tumbuhan dan hewan

Untuk waktu yang lama, perbedaan terpenting antara eukariota dan prokariota adalah adanya nukleus yang terbentuk dengan baik dan organel membran. Namun, pada 1970-an dan 1980-an menjadi jelas bahwa ini hanya konsekuensi dari perbedaan yang lebih dalam dalam organisasi sitoskeleton. Untuk beberapa waktu diyakini bahwa sitoskeleton hanya merupakan karakteristik eukariota, tetapi pada pertengahan 1990-an. protein homolog dengan protein utama dari sitoskeleton eukariotik juga telah ditemukan pada bakteri.

Perbandingan sel prokariotik dan eukariotik

Ini adalah adanya sitoskeleton yang diatur secara khusus yang memungkinkan eukariota untuk membuat sistem organel membran internal yang bergerak. Selain itu, sitoskeleton memungkinkan untuk endositosis dan eksositosis (diasumsikan bahwa karena endositosis simbion intraseluler, termasuk mitokondria dan plastida, muncul dalam sel eukariotik). Fungsi penting lainnya dari sitoskeleton eukariotik adalah untuk memastikan pembelahan nukleus (mitosis dan meiosis) dan tubuh (sitotomi) sel eukariotik (pembelahan sel prokariotik diatur lebih sederhana). Perbedaan struktur sitoskeleton juga menjelaskan perbedaan lain antara pro dan eukariota - misalnya, keteguhan dan kesederhanaan bentuk sel prokariotik dan keragaman bentuk yang signifikan dan kemampuan untuk mengubahnya pada sel eukariotik, serta ukuran yang relatif besar dari yang terakhir. Dengan demikian, ukuran sel prokariotik rata-rata 0,5-5 mikron, ukuran sel eukariotik - rata-rata 10 hingga 50 mikron. Selain itu, hanya di antara eukariota yang menemukan sel yang benar-benar raksasa, seperti telur besar hiu atau burung unta (dalam telur burung, seluruh kuning telur adalah satu telur besar), neuron mamalia besar, yang prosesnya, diperkuat oleh sitoskeleton, dapat mencapai panjangnya puluhan sentimeter.

Anaplasia

Penghancuran struktur sel(misalnya, ketika tumor ganas) disebut anaplasia.

Kontak antar sel

Artikel utama:Kontak antar sel

Pada hewan dan tumbuhan tingkat tinggi, sel digabungkan menjadi jaringan dan organ, di mana mereka berinteraksi satu sama lain, khususnya, karena kontak fisik langsung. Dalam jaringan tumbuhan, sel-sel individu saling berhubungan menggunakan plasmodesmata, dan hewan membentuk Berbagai jenis kontak sel.

Plasmodesmata tumbuhan adalah saluran sitoplasma tipis yang melewati dinding sel sel yang berdekatan dengan menghubungkannya satu sama lain. Rongga plasmodesmata dilapisi dengan plasmalemma. Totalitas semua sel yang disatukan oleh plasmodesmata disebut simplas; transportasi zat yang diatur dimungkinkan di antara mereka.

Kontak antar sel vertebrata dibagi menjadi tiga jenis utama berdasarkan struktur dan fungsinya: jangkar(Bahasa inggris) persimpangan penahan), termasuk kontak adhesi dan desmosom, padat atau isolasi(Bahasa inggris) persimpangan ketat) dan slotted atau komunikasi(Bahasa inggris) persimpangan celah). Selain itu, beberapa jenis koneksi khusus antar sel, seperti sinapsis kimia sistem saraf dan sinapsis imunologis (antara limfosit T dan sel penyaji antigen), digabungkan menurut fitur fungsional ke dalam grup terpisah: kontak yang mengirimkan sinyal, (eng. persimpangan sinyal-relay). Namun, jangkar, celah, dan persimpangan ketat juga dapat terlibat dalam pensinyalan antar sel.

Karakteristik utama kontak antar sel pada vertebrata
Jangkar kontak	kontak ketat	Kontak celah
Kontak jangkar secara fisik menghubungkan sel satu sama lain, memastikan integritas dan kekuatan jaringan, khususnya epitel dan otot. Ketika kontak jenis ini terbentuk, elemen sitoskeleton sel tetangga tampaknya digabungkan menjadi satu struktur: dengan bantuan protein jangkar khusus, mereka melekat pada bagian intraseluler dari protein kadgenrin yang melewatinya. membran plasma, dan di ruang antar sel yang melekat pada cadherin sel tetangga. Ada dua jenis utama kontak jangkar: perekat, menyatukan mikrofilamen sel tetangga; dan desmosom, dalam pembentukan filamen perantara yang mengambil bagian.	Kontak ketat (isolasi) memberikan konvergensi maksimum membran sel tetangga, di antaranya ada celah 2-3 nm. Jenis kontak ini paling sering terjadi di epitel. Persimpangan ketat membentuk sabuk kontinu di sekitar setiap sel, menahannya erat-erat dan mencegah cairan interstisial mengalir di antara mereka. Kontak semacam itu diperlukan, khususnya, untuk memastikan lapisan kedap air pada kulit. Protein okludin, klaudin, dan lainnya mengambil bagian dalam pembentukan kontak dekat.	Kontak celah (komunikasi) adalah area kecil di mana membran plasma sel tetangga berdekatan satu sama lain pada jarak 2-4 nm dan diresapi dengan kompleks protein - koneksi. Setiap connexon terdiri dari enam protein connexin transmembran yang mengelilingi pori-pori hidrofilik kecil dengan diameter 1,5 nm. Melalui saluran ini, ion dan molekul hidrofilik kecil lainnya dapat berpindah dari satu sel ke sel lainnya. Dengan demikian, komunikasi antara sel-sel tetangga terjadi. Persimpangan celah adalah karakteristik dari sebagian besar jaringan tubuh hewan: khususnya, epitel, ikat, otot jantung, saraf (di mana sinapsis listrik terbentuk), dll.

siklus sel

Artikel utama:siklus sel

pembelahan sel

Sel bawang dalam berbagai fase siklus sel

Mitosis sel tikus pada tahap telofase: gelendong (mikrotubulus) berwarna oranye, filamen aktin berwarna hijau, kromatin berwarna biru

Divisi sel kanker(mikroskop optik, pembuatan film gerak lambat)

Artikel utama:pembelahan sel

informasi tambahan: Amitosis, Mitosis, dan Meiosis

Lihat juga: Pembelahan sel prokariotik

Pembelahan sel eukariotik]

amitosis - pembagian langsung sel, terjadi pada sel eukariotik somatik lebih jarang daripada mitosis. Dalam kebanyakan kasus, amitosis diamati pada sel dengan aktivitas mitosis yang berkurang: ini adalah sel yang menua atau berubah secara patologis, sering mati (sel dari membran embrio mamalia, sel tumor, dan lainnya). Selama amitosis, keadaan interfase nukleus dipertahankan secara morfologis, nukleolus dan membran nukleus terlihat jelas. replikasi DNA tidak ada. Spiralisasi kromatin tidak terjadi, kromosom tidak terdeteksi. Sel mempertahankan aktivitas fungsional yang melekat, yang hampir sepenuhnya menghilang selama mitosis. Seperti, misalnya, adalah pembagian makronukleus banyak ciliate, di mana, tanpa pembentukan gelendong, pemisahan fragmen pendek kromosom terjadi. Selama amitosis, hanya nukleus yang membelah, dan tanpa pembentukan gelendong fisi, sehingga materi herediter didistribusikan secara acak. Tidak adanya sitokinesis menyebabkan pembentukan sel binuklir, yang kemudian tidak dapat memasuki siklus mitosis normal. Dengan amitosis berulang, sel berinti banyak dapat terbentuk.

Mitosis(dari bahasa Yunani - utas) - pembelahan sel tidak langsung, metode reproduksi sel eukariotik yang paling umum, salah satu proses dasar ontogenesis. Pembelahan mitosis memastikan pertumbuhan eukariota multiseluler dengan meningkatkan populasi sel jaringan. signifikansi biologis mitosis terdiri dari distribusi kromosom yang sangat identik antara inti anak, yang memastikan pembentukan sel anak yang identik secara genetik dan mempertahankan kontinuitas dalam sejumlah generasi sel. Pembelahan sel telur yang telah dibuahi dan pertumbuhan sebagian besar jaringan pada hewan juga terjadi oleh: pembelahan mitosis. Berdasarkan ciri morfologi, mitosis secara konvensional dibagi menjadi:

profase,

prometafase

Metafase

anafase,

telofase.

Durasi rata-rata mitosis adalah 1-2 jam. Pada sel hewan, mitosis, biasanya, berlangsung 30-60 menit, dan pada sel tumbuhan - 2-3 jam. Sel manusia dalam 70 tahun menjalani total sekitar 10 14 pembelahan sel.

meiosis(dari meiosis Yunani - reduksi) atau divisi pengurangan sel - pembelahan inti sel eukariotik dengan penurunan jumlah kromosom hingga setengahnya. Ini terjadi dalam dua tahap (reduksi dan tahap persamaan meiosis). Meiosis tidak harus bingung dengan gametogenesis - pembentukan sel germinal khusus atau gamet dari sel induk yang tidak berdiferensiasi. Pengurangan jumlah kromosom karena meiosis lingkaran kehidupan menyebabkan transisi dari fase diploid ke fase haploid. Pemulihan ploidi (transisi dari fase haploid ke diploid) terjadi sebagai akibat dari proses seksual. Karena fakta bahwa pada profase pertama, tahap reduksi, fusi berpasangan (konjugasi) kromosom homolog terjadi, jalannya meiosis yang benar hanya mungkin terjadi pada sel diploid atau bahkan dalam poliploid (tetra-, hexaploid, dll. sel). Meiosis juga dapat terjadi pada poliploid ganjil (sel tri-, pentaploid, dll.), tetapi di dalamnya, karena ketidakmampuan untuk memastikan fusi berpasangan kromosom dalam profase I, divergensi kromosom terjadi dengan gangguan yang mengancam kelangsungan hidup sel atau sel. berkembang dari itu organisme haploid multiseluler. Mekanisme yang sama mendasari sterilitas hibrida interspesifik. Pembatasan tertentu pada konjugasi kromosom juga dikenakan oleh mutasi kromosom (penghapusan skala besar, duplikasi, inversi atau translokasi).