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). Mereka juga dapat secara kondisional memasukkan 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 (tergantung pada jenis organisme, jumlah mereka per nukleus dapat bervariasi dari dua hingga beberapa ratus), melekat dari dalam ke membran inti sel dan membentuk sebagian besar (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, karbohidrat glikogen), 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 keberadaan 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 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.

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.

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; kerdil (nanobakteri dan mikoplasma) juga ditemukan, 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 dengan syarat 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 cangkang 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. Fungsinya dilakukan oleh lipatan dan invaginasi membran luar - mesosom. Dalam sitoplasma prokariota, ribosom kecil tersusun secara acak. Sitoskeleton di sel prokariotik juga tidak, tapi terkadang ada flagella yang memudahkan 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 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 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 itu terjadi? reproduksi seksual prokariota?

Semua organisme hidup dibagi menjadi praseluler dan seluler. Praseluler termasuk virus dan fag. Kelompok kedua, seluler, dibagi menjadi prokariota dan eukariota, yang merupakan organisme pranuklir dan nuklir.

prokariota

Sel pertama, prokariota, muncul di Bumi lebih dari 3 miliar tahun yang lalu. Ini adalah lompatan terbesar dalam perkembangan kehidupan. Prokariota adalah bakteri. Struktur mereka relatif sederhana. Informasi herediter, DNA, terletak di kromosom primitif berbentuk cincin yang mengandung sedikit protein. Itu terletak di bagian khusus sitoplasma, nukleoid, tidak dipisahkan dari bagian sel lainnya oleh membran. Perbedaan utama antara prokariota dan eukariota satu sama lain adalah bahwa dalam sel-sel tipe pertama tidak ada nukleus nyata.

Sitoplasma sel pranuklear memiliki lebih sedikit struktur sel. Dari jumlah tersebut, diketahui bahwa ribosom lebih kecil dibandingkan dengan ribosom sel eukariotik. Peran mitokondria dalam prokariota termasuk dalam struktur membran sederhana. Mereka juga kekurangan kloroplas. Prokariota memiliki membran plasma, di atasnya adalah dinding sel. Mereka berbeda dari eukariota dalam ukuran yang jauh lebih kecil.Dalam beberapa kasus, prokariota mungkin mengandung apa yang disebut plasmid - kecil, dalam bentuk cincin,

eukariota

Semua sel nukleus berbeda dalam rencana struktur umum dan asal usul yang sama. Mereka berasal dari sel pra-nuklir 1,2 miliar tahun yang lalu. Struktur mereka jauh lebih rumit. Baik prokariota dan eukariota memiliki membran sel. Tetapi sebaliknya, fitur struktural dan biokimia mereka berbeda dalam banyak hal. Perbedaan yang paling penting adalah bahwa dalam sel nuklir ada inti sejati di mana informasi genetik mereka disimpan.

Nukleus dibatasi dari sitoplasma oleh membran khusus yang terdiri dari lapisan luar dan dalam. Ini mirip dengan membran plasma, tetapi mengandung pori-pori. Berkat mereka, pertukaran antara sitoplasma dan nukleus dilakukan. Genom sel terdiri dari seluruh set kromosom; ini adalah bagaimana prokariota dan eukariota juga berbeda satu sama lain. DNA dalam kromosom eukariotik dikaitkan dengan protein histon.

Ada nukleolus di mana ribosom terbentuk. Massa tak berstruktur, karioplasma, mengelilingi kromosom dan nukleolus. Setiap spesies hewan dan tumbuhan memiliki set kromosom yang ditentukan secara ketat. Ketika sel membelah, mereka berlipat ganda dan kemudian mendistribusikan ke sel anak.

Jika kita mempertimbangkan prokariota dan eukariota, perbedaan mereka juga terlihat dalam sitoplasma sel.

Sel tumbuhan dicirikan oleh adanya vakuola sentral yang besar dan plastida. dapat memindahkan nukleus ke pinggiran sel. Karbohidrat cadangan nutrisi sel tumbuhan adalah pati. Di luar, sel tumbuhan ditutupi dengan selulosa. Pusat sel tidak memiliki sentriol yang hanya dapat dilihat pada alga.

Sel hewan tidak memiliki vakuola sentral, plastida, dan dinding sel yang padat. Di tengah sel terdapat sentriol. Karbohidrat cadangan dalam sel hewan adalah glikogen.

Sel jamur tidak selalu memiliki sentriol. Dinding sel terdiri dari kitin, tidak ada plastida di sitoplasma, tetapi ada vakuola sentral di tengah sel. Cadangan karbohidrat mereka juga glikogen.

Dalam sitoplasma eukariota terdapat mitokondria, lisosom, retikulum endoplasma, organel gerak. Ribosom mereka jauh lebih besar daripada prokariota. Sitoplasma sel dibagi menjadi kompartemen terpisah, kompartemen, dengan bantuan: casing khusus terdiri dari lipid. Masing-masing memiliki proses biokimia sendiri. Ini hampir tidak pernah terjadi pada prokariota.

Secara umum, prokariota dan eukariota mengekspresikan hukum evolusi, yang dicirikan oleh pergerakan dari lebih bentuk sederhana ke yang lebih kompleks.

Namun, sel pranuklear dicirikan oleh plastisitas dan keragaman yang lebih besar. proses metabolisme. Banyak bakteri dapat memperoleh energi dari cahaya atau reaksi kimia, untuk eksis di lingkungan tanpa oksigen ( bakteri anaerob). Berkat ini, mereka cocok dengan gambaran dunia modern.

Dua jenis sel yang dikenal dalam organisme modern dan fosil: prokariotik dan eukariotik. Mereka sangat berbeda dalam fitur struktural sehingga ini berfungsi untuk membedakan dua kerajaan super dari dunia yang hidup - prokariota, yaitu. pranuklir, dan eukariota, yaitu organisme nuklir sejati. Bentuk peralihan antara taksa hidup terbesar ini masih belum diketahui.

Fitur utama dan perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik (tabel):

Perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik adalah bahwa DNA mereka tidak diatur dalam kromosom dan tidak dikelilingi oleh amplop nuklir. Sel eukariotik jauh lebih kompleks. DNA terikat protein mereka diatur menjadi kromosom, yang terletak dalam formasi khusus, sebenarnya organel terbesar sel - nukleus. Selain itu, kandungan aktif ekstranuklear dari sel tersebut dibagi menjadi kompartemen terpisah menggunakan retikulum endoplasma yang dibentuk oleh membran dasar. Sel eukariotik biasanya lebih besar dari sel prokariotik. Ukurannya bervariasi dari 10 hingga 100 mikron, sedangkan ukuran sel prokariotik (berbagai bakteri, cyanobacteria - biru hijau ganggang dan beberapa organisme lain), sebagai aturan, tidak melebihi 10 mikron, seringkali 2-3 mikron. Dalam sel eukariotik, pembawa gen - kromosom - terletak di nukleus yang terbentuk secara morfologis, dibatasi dari bagian sel lainnya oleh membran. Dalam sediaan yang sangat tipis dan transparan, kromosom hidup dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Lebih sering mereka dipelajari pada persiapan tetap dan bernoda.

Kromosom terdiri dari DNA, yang dikomplekskan dengan protein histon yang kaya akan asam amino arginin dan lisin. Histon membentuk bagian penting dari massa kromosom.

Sel eukariotik memiliki berbagai struktur intraseluler permanen - organel (organel) yang tidak ada dalam sel prokariotik.

Sel prokariotik dapat membelah menjadi bagian yang sama dengan penyempitan atau kuncup, yaitu. membentuk sel anak yang lebih kecil dari sel induk, tetapi tidak pernah membelah secara mitosis. sel organisme eukariotik, sebaliknya, membagi dengan mitosis (tidak termasuk beberapa kelompok yang sangat kuno). Dalam hal ini, kromosom "terbelah" secara longitudinal (lebih tepatnya, setiap untai DNA mereproduksi kesamaannya sendiri di sekitar dirinya sendiri), dan "bagian" mereka - kromatid (salinan lengkap untai DNA) tersebar dalam kelompok ke kutub sel yang berlawanan. . Setiap sel yang kemudian terbentuk menerima set kromosom yang sama.

Ribosom sel prokariotik berbeda tajam dari ribosom eukariota dalam ukuran. Sejumlah proses yang melekat dalam sitoplasma banyak sel eukariotik - fagositosis, pinositosis dan siklosis (gerakan rotasi sitoplasma) - belum ditemukan pada prokariota. Sel prokariotik tidak memerlukan vitamin C, tetapi yang eukariotik tidak dapat melakukannya tanpanya.

Bentuk seluler sel prokariotik dan eukariotik berbeda secara signifikan. Prokariota memiliki adaptasi motorik berupa flagela atau silia, yang terdiri dari protein flagelin. Adaptasi motorik sel eukariotik bergerak disebut undulipodia, yang dipasang di dalam sel dengan bantuan badan khusus kinetosom. Mikroskop elektron mengungkapkan kesamaan struktural dari semua undulipodia organisme eukariotik dan perbedaan tajam mereka dari flagela prokariotik.

1. Struktur sel eukariotik.

Sel-sel yang menyusun jaringan hewan dan tumbuhan sangat bervariasi dalam bentuk, ukuran, dan struktur internal. Namun, semuanya menunjukkan kesamaan dalam fitur utama proses aktivitas vital, metabolisme, iritabilitas, pertumbuhan, perkembangan, dan kemampuan untuk berubah.
Sel dari semua jenis mengandung dua komponen utama, terkait erat satu sama lain - sitoplasma dan nukleus. Nukleus dipisahkan dari sitoplasma oleh membran berpori dan mengandung getah nukleus, kromatin, dan nukleolus. Sitoplasma semi-cair mengisi seluruh sel dan ditembus oleh banyak tubulus. Di luar, itu ditutupi dengan membran sitoplasma. Ini memiliki spesialisasi struktur organel, hadir secara permanen di dalam sel, dan formasi sementara - inklusi. Organel membran : cyto luar membran plasma(HCM), retikulum endoplasma (ER), aparatus Golgi, lisosom, mitokondria dan plastida. Dasar dari struktur semua organel membran adalah membran biologis. Semua membran memiliki rencana struktural terpadu yang mendasar dan terdiri dari lapisan ganda fosfolipid, di mana molekul protein direndam dari sisi yang berbeda dan pada kedalaman yang berbeda. Membran organel berbeda satu sama lain hanya dalam set protein yang termasuk di dalamnya.

membran sitoplasma. Pada semua sel tumbuhan, hewan multiseluler, protozoa dan bakteri, membran sel terdiri dari tiga lapis: lapisan luar dan dalam terdiri dari molekul protein, lapisan tengah terdiri dari molekul lipid. Ini membatasi sitoplasma dari lingkungan eksternal, mengelilingi semua organel sel dan merupakan struktur biologis universal. Dalam beberapa sel cangkang luar dibentuk oleh beberapa membran yang berdekatan satu sama lain. Dalam kasus seperti itu, membran sel menjadi padat dan elastis dan memungkinkan Anda untuk mempertahankan bentuk sel, seperti, misalnya, pada ciliate euglena dan sepatu. Sebagian besar sel tumbuhan, selain membran, juga memiliki membran selulosa yang tebal di bagian luarnya - dinding sel. Ini terlihat jelas di mikroskop cahaya konvensional dan melakukan fungsi pendukung karena lapisan luar yang kaku yang memberi sel bentuk yang jelas.
Pada permukaan sel, membran membentuk pertumbuhan memanjang - mikrovili, lipatan, tonjolan dan tonjolan, yang sangat meningkatkan permukaan hisap atau ekskresi. Dengan bantuan pertumbuhan membran, sel-sel terhubung satu sama lain dalam jaringan dan organ organisme multiseluler; berbagai enzim yang terlibat dalam metabolisme terletak di lipatan membran. Memisahkan sel dari lingkungan, membran mengatur arah difusi zat dan secara bersamaan melakukan transfer aktifnya ke dalam sel (akumulasi) atau keluar (ekskresi). Karena sifat-sifat membran ini, konsentrasi ion kalium, kalsium, magnesium, fosfor dalam sitoplasma lebih tinggi, dan konsentrasi natrium dan klorin lebih rendah daripada di lingkungan. Melalui pori-pori membran luar dari lingkungan luar, ion, air, dan molekul kecil zat lain menembus ke dalam sel. Penetrasi ke dalam sel partikel padat yang relatif besar dilakukan oleh: fagositosis(dari bahasa Yunani "fago" - saya melahap, "minum" - sel). Di mana membran luar membengkok di dalam sel pada titik kontak dengan partikel, menyeret partikel jauh ke dalam sitoplasma, di mana ia mengalami degradasi enzimatik. Tetesan zat cair memasuki sel dengan cara yang sama; penyerapannya disebut pinositosis(dari bahasa Yunani "pino" - saya minum, "cytos" - sel). Membran sel luar juga melakukan fungsi biologis penting lainnya.
sitoplasma 85% terdiri dari air, 10% - dari protein, sisa volume jatuh pada bagian lipid, karbohidrat, asam nukleat dan senyawa mineral; semua zat ini membentuk larutan koloid yang konsistensinya mirip dengan gliserin. zat koloid sel, tergantung pada keadaan fisiologisnya dan sifat dampak lingkungan eksternal, memiliki sifat cair dan elastis, lebih tubuh padat. Sitoplasma dipenuhi dengan saluran berbagai bentuk dan besaran yang disebut retikulum endoplasma. Dindingnya adalah membran yang berhubungan erat dengan semua organel sel dan bersama-sama dengan mereka membentuk sistem fungsional dan struktural tunggal untuk pertukaran zat dan energi dan pergerakan zat di dalam sel.

Di dinding tubulus adalah butiran terkecil - butiran, yang disebut ribosom. Jaringan tubulus seperti itu disebut granular. Ribosom dapat terletak di permukaan tubulus secara terpisah atau membentuk kompleks lima sampai tujuh atau lebih ribosom, yang disebut polisom. Tubulus lain tidak mengandung butiran, mereka membentuk retikulum endoplasma halus. Enzim yang terlibat dalam sintesis lemak dan karbohidrat terletak di dinding.

Rongga bagian dalam tubulus diisi dengan produk limbah sel. Tubulus intraseluler, membentuk sistem percabangan yang kompleks, mengatur pergerakan dan konsentrasi zat, memisahkan berbagai molekul zat organik dan tahapan sintesisnya. Pada permukaan dalam dan luar membran yang kaya akan enzim, protein, lemak dan karbohidrat disintesis, yang digunakan dalam metabolisme, atau terakumulasi dalam sitoplasma sebagai inklusi, atau diekskresikan.

Ribosom ditemukan di semua jenis sel - dari bakteri hingga sel organisme multiseluler. Ini adalah tubuh bulat, terdiri dari asam ribonukleat (RNA) dan protein dalam proporsi yang hampir sama. Komposisi mereka tentu saja termasuk magnesium, yang keberadaannya mempertahankan struktur ribosom. Ribosom dapat dikaitkan dengan membran retikulum endoplasma, dari luar membran sel atau terletak bebas di sitoplasma. Mereka melakukan sintesis protein. Ribosom, selain sitoplasma, ditemukan di inti sel. Mereka diproduksi di nukleolus dan kemudian masuk ke sitoplasma.

Kompleks Golgi dalam sel tumbuhan tampak seperti tubuh individu yang dikelilingi oleh membran. Dalam sel hewan, organoid ini diwakili oleh tangki air, tubulus, dan vesikel. Tabung membran kompleks Golgi dari tubulus retikulum endoplasma menerima produk sekresi sel, di mana mereka diatur ulang secara kimiawi, dipadatkan, dan kemudian dipindahkan ke sitoplasma dan digunakan oleh sel itu sendiri atau dikeluarkan darinya. Di tangki kompleks Golgi, polisakarida disintesis dan digabungkan dengan protein, menghasilkan pembentukan glikoprotein.

Mitokondria- Badan berbentuk batang kecil, dibatasi oleh dua membran. Banyak lipatan, yang disebut krista, memanjang dari membran bagian dalam mitokondria; berbagai enzim terletak di dindingnya, yang dengannya sintesis zat berenergi tinggi, asam adenosin trifosfat (ATP), dilakukan. tergantung pada aktivitas sel dan pengaruh luar Mitokondria dapat bergerak, mengubah ukuran dan bentuknya. Ribosom, fosfolipid, RNA dan DNA ditemukan di mitokondria. Kehadiran DNA dalam mitokondria dikaitkan dengan kemampuan organel ini untuk bereproduksi dengan pembentukan penyempitan atau tunas selama pembelahan sel, serta sintesis beberapa protein mitokondria.

Lisosom- formasi oval kecil dibatasi oleh membran dan tersebar di seluruh sitoplasma. Ditemukan di semua sel hewan dan tumbuhan. Mereka muncul di perpanjangan retikulum endoplasma dan di kompleks Golgi, diisi dengan enzim hidrolitik, dan kemudian terpisah dan masuk ke sitoplasma. Dalam kondisi normal, lisosom mencerna partikel yang masuk ke dalam sel dengan fagositosis dan organel sel yang sekarat.Produk lisosom diekskresikan melalui membran lisosom ke dalam sitoplasma, di mana mereka dimasukkan ke dalam molekul baru.Ketika membran lisosom pecah, enzim memasuki sitoplasma dan mencerna isinya, menyebabkan kematian sel.
plastida hanya ditemukan di sel tumbuhan dan ditemukan di sebagian besar tumbuhan hijau. Zat organik disintesis dan terakumulasi dalam plastida. Ada tiga jenis plastida: kloroplas, kromoplas, dan leukoplas.

Kloroplas - plastida hijau yang mengandung pigmen hijau klorofil. Mereka ditemukan di daun, batang muda, buah mentah. Kloroplas dikelilingi oleh membran ganda. Pada tumbuhan tingkat tinggi bagian dalam Kloroplas diisi dengan zat semi-cair, di mana pelat diletakkan sejajar satu sama lain. Selaput pelat berpasangan, menyatu, membentuk tumpukan yang mengandung klorofil. Di setiap tumpukan kloroplas tumbuhan tingkat tinggi, lapisan molekul protein dan molekul lipid bergantian, dan molekul klorofil terletak di antara mereka. Struktur berlapis ini memberikan permukaan bebas maksimum dan memfasilitasi penangkapan dan transfer energi selama fotosintesis.
Kromoplas - plastida, yang mengandung pigmen tumbuhan (merah atau coklat, kuning, oranye). Mereka terkonsentrasi di sitoplasma sel bunga, batang, buah, daun tanaman dan memberi mereka warna yang sesuai. Kromoplas terbentuk dari leukoplas atau kloroplas sebagai hasil akumulasi pigmen. karotenoid.

Leukoplas—tidak berwarna plastida terletak di bagian tanaman yang tidak dicat: di batang, akar, umbi, dll. Butiran pati menumpuk di leukoplas beberapa sel, minyak dan protein menumpuk di leukoplas sel lain.

Semua plastida muncul dari pendahulunya - proplastida. Mereka mengungkapkan DNA yang mengontrol reproduksi organel ini.

pusat sel, atau sentrosom, drama peran penting selama pembelahan sel dan terdiri dari dua sentriol . Ini ditemukan di semua sel hewan dan tumbuhan, kecuali berbunga, jamur tingkat rendah dan beberapa protozoa. Sentriol dalam sel yang membelah mengambil bagian dalam pembentukan gelendong pembelahan dan terletak di kutubnya. Dalam sel yang membelah, pusat sel membelah terlebih dahulu, pada saat yang sama gelendong akromatin terbentuk, mengarahkan kromosom ketika mereka menyimpang ke arah kutub. Satu sentriol meninggalkan setiap sel anak.
Banyak sel tumbuhan dan hewan memiliki organel tujuan khusus: bulu mata, melakukan fungsi gerakan (ciliates, sel) saluran pernafasan), flagela(sel benih jantan uniseluler yang paling sederhana pada hewan dan tumbuhan, dll.).

Inklusi - unsur sementara yang muncul dalam sel pada tahap tertentu kehidupannya sebagai akibat dari fungsi sintetik. Mereka digunakan atau dikeluarkan dari sel. Inklusi juga nutrisi cadangan: dalam sel tumbuhan, pati, tetesan lemak, protein, minyak esensial, banyak asam organik, garam organik dan asam anorganik; dalam sel hewan - glikogen (dalam sel hati dan otot), tetes lemak (dalam jaringan subkutan); Beberapa inklusi terakumulasi dalam sel sebagai limbah - dalam bentuk kristal, pigmen, dll.

Vakuola - ini adalah rongga yang dibatasi oleh membran; diekspresikan dengan baik dalam sel tumbuhan dan terdapat dalam protozoa. Terjadi di daerah yang berbeda perpanjangan retikulum endoplasma. Dan secara bertahap terpisah darinya. Vakuola mempertahankan tekanan turgor, mengandung sel atau jus vakuolar, molekul yang menentukan konsentrasi osmotiknya. Dipercayai bahwa produk awal sintesis - karbohidrat larut, protein, pektin, dll. - menumpuk di tangki retikulum endoplasma. Akumulasi ini merupakan awal dari vakuola masa depan.
sitoskeleton . Satu dari fitur khas sel eukariotik adalah perkembangan dalam sitoplasma dari formasi kerangka dalam bentuk mikrotubulus dan bundel serat protein. Unsur-unsur sitoskeleton berhubungan erat dengan membran sitoplasma luar dan membran inti, membentuk jalinan kompleks dalam sitoplasma. Elemen pendukung sitoplasma menentukan bentuk sel, memastikan pergerakan struktur intraseluler dan pergerakan seluruh sel.

Inti sel memainkan peran utama dalam hidupnya, dengan penghapusan, sel berhenti fungsinya dan mati. Sebagian besar sel hewan memiliki satu nukleus, tetapi ada juga sel berinti banyak (hati dan otot manusia, jamur, ciliates, ganggang hijau). Eritrosit mamalia berkembang dari sel progenitor yang mengandung nukleus, tetapi eritrosit dewasa kehilangannya dan tidak hidup lama.
Nukleus dikelilingi oleh membran ganda yang ditembus oleh pori-pori, yang melaluinya terhubung erat dengan saluran retikulum endoplasma dan sitoplasma. Di dalam nukleus terdapat kromatin- bagian kromosom yang dipilin. Selama pembelahan sel, mereka berubah menjadi struktur berbentuk batang yang terlihat jelas di bawah mikroskop cahaya. Kromosom adalah satu set kompleks protein dan DNA yang disebut nukleoprotein.

Fungsi nukleus terdiri dari pengaturan semua fungsi vital sel, yang dilakukan dengan bantuan pembawa materi DNA dan RNA dari informasi herediter. Dalam persiapan untuk pembelahan sel, DNA digandakan, selama mitosis, kromosom terpisah dan ditransfer ke sel anak, memastikan kontinuitas informasi herediter di setiap jenis organisme.

Karioplasma - fase cair nukleus, di mana produk dari aktivitas vital struktur nuklir dalam bentuk terlarut.

nukleolus- bagian inti yang terisolasi dan terpadat.

Nukleolus terdiri dari protein kompleks dan RNA, fosfat bebas atau terikat dari kalium, magnesium, kalsium, besi, seng, dan ribosom. Nukleolus menghilang sebelum dimulainya pembelahan sel dan terbentuk kembali pada fase terakhir pembelahan.

Dengan demikian, sel memiliki organisasi yang baik dan sangat kompleks. Jaringan membran sitoplasma yang luas dan prinsip membran struktur organel memungkinkan untuk membedakan antara banyak reaksi kimia yang terjadi secara bersamaan di dalam sel. Setiap formasi intraseluler memiliki struktur dan fungsi spesifiknya sendiri, tetapi hanya dengan interaksinya kehidupan sel yang harmonis mungkin terjadi.Berdasarkan interaksi ini, zat-zat dari lingkungan masuk ke dalam sel, dan produk-produk limbah dikeluarkan darinya ke dalam lingkungan luar Beginilah cara kerja metabolisme. Kesempurnaan organisasi struktural Sel hanya bisa muncul sebagai hasil dari evolusi biologis yang panjang, di mana fungsi yang dilakukan olehnya secara bertahap menjadi lebih kompleks.
Bentuk uniseluler paling sederhana adalah sel dan organisme dengan semua manifestasi vitalnya. PADA organisme multiseluler sel membentuk kelompok homogen - jaringan. Pada gilirannya, jaringan membentuk organ, sistem, dan fungsinya ditentukan oleh aktivitas vital keseluruhan organisme.

2. Sel prokariotik.

Prokariota termasuk bakteri dan ganggang biru-hijau (cyanoea). Aparat keturunan prokariota diwakili oleh satu molekul DNA melingkar yang tidak membentuk ikatan dengan protein dan mengandung satu salinan dari setiap gen - organisme haploid. Di dalam sitoplasma terdapat sejumlah besar ribosom kecil; tidak ada atau membran internal yang diekspresikan dengan lemah. Enzim metabolisme plastik terletak difus. Aparatus Golgi diwakili oleh vesikel individu. Sistem enzim metabolisme energi diatur pada permukaan bagian dalam membran sitoplasma luar. Di luar, sel dikelilingi oleh dinding sel yang tebal. Banyak prokariota yang mampu membentuk spora di bawah kondisi keberadaan yang merugikan; pada saat yang sama, sebagian kecil sitoplasma yang mengandung DNA dilepaskan, dan dikelilingi oleh kapsul multilayer yang tebal. Proses metabolisme di dalam spora praktis berhenti. Masuk ke kondisi yang menguntungkan, sengketa diubah menjadi aktif bentuk seluler. Reproduksi prokariota terjadi dengan pembelahan sederhana menjadi dua.

Ukuran rata-rata sel prokariotik adalah 5 m. Mereka tidak memiliki membran internal selain invaginasi membran plasma. Lapisannya hilang. Alih-alih inti sel, ada padanannya (nukleoid), tanpa cangkang dan terdiri dari satu molekul DNA. Selain itu, bakteri dapat mengandung DNA dalam bentuk plasmid kecil yang mirip dengan DNA ekstranuklear eukariotik.
Dalam sel prokariotik yang mampu melakukan fotosintesis (alga biru-hijau, bakteri hijau dan ungu), terdapat berbagai struktur invaginasi membran besar - tilakoid, yang fungsinya sesuai dengan plastida eukariotik. Tilakoid yang sama atau, dalam sel yang tidak berwarna, invaginasi membran yang lebih kecil (dan terkadang bahkan membran plasma itu sendiri) secara fungsional menggantikan mitokondria. Invaginasi membran lain yang terdiferensiasi secara kompleks disebut mesosom; fungsinya tidak jelas.
Hanya beberapa organel sel prokariotik yang homolog dengan organel eukariotik yang sesuai. Prokariota dicirikan oleh adanya kantung murein - elemen dinding sel yang kuat secara mekanis

Perbandingan karakteristik sel tumbuhan, hewan, bakteri, jamur

Saat membandingkan bakteri dengan eukariota, satu-satunya kesamaan yang dapat dibedakan - keberadaan dinding sel, tetapi persamaan dan perbedaan organisme eukariotik patut mendapat perhatian lebih. Anda harus mulai membandingkan dengan komponen yang menjadi ciri tumbuhan, hewan, dan jamur. Ini adalah nukleus, mitokondria, aparatus Golgi (kompleks), retikulum endoplasma (atau retikulum endoplasma) dan lisosom. Mereka adalah karakteristik dari semua organisme, memiliki struktur yang sama dan melakukan fungsi yang sama. Sekarang mari kita fokus pada perbedaannya. Sel tumbuhan, tidak seperti sel hewan, memiliki dinding sel yang terbuat dari selulosa. Selain itu, ada ciri-ciri organel sel tumbuhan- plastida dan vakuola. Kehadiran komponen-komponen ini disebabkan oleh kebutuhan tanaman untuk mempertahankan bentuknya, tanpa adanya kerangka. Ada perbedaan dalam karakteristik pertumbuhan. Pada tumbuhan, itu terjadi terutama karena peningkatan ukuran vakuola dan pemanjangan sel, sedangkan pada hewan ada peningkatan volume sitoplasma, dan vakuola sama sekali tidak ada. Plastida (kloroplas, leukoplas, kromoplas) sebagian besar merupakan karakteristik tanaman, karena tugas utamanya adalah menyediakan cara nutrisi autotrofik. Hewan, sebagai lawan dari tumbuhan, memiliki vakuola pencernaan yang menyediakan mode heterotrofik nutrisi. Jamur menempati posisi khusus dan sel-selnya dicirikan oleh tanda-tanda karakteristik tumbuhan dan hewan. Seperti jamur hewan, jenis nutrisi heterotrofik melekat, membran sel yang mengandung kitin, dan glikogen adalah zat penyimpanan utama. Pada saat yang sama, mereka, seperti tanaman, dicirikan oleh pertumbuhan yang tidak terbatas, ketidakmampuan untuk bergerak, dan nutrisi dengan penyerapan.