Perbandingan sel prokariotik dan eukariotik. Karakteristik komparatif prokariota dan eukariota Ciri-ciri pembeda utama prokariota
Sel prokariotik berbeda dalam ukuran yang sangat kecil (dari 0,5 hingga 5 mikron) dan struktur yang paling sederhana (Gbr. 36). Mereka memiliki sitoplasma tidak bergerak, membran plasma dan dinding sel. Sitoplasma mengandung sedikit ribosom kecil dan berbagai inklusi dalam bentuk butiran lipid dan zat lain. Materi genetik (DNA) tidak dipisahkan oleh membran dari sitoplasma, tidak ada kromosom yang terbentuk dengan baik, dan satu molekul DNA melingkar secara konvensional disebut "kromosom".
sel eukariotik adalah unit satwa liar yang sangat kompleks dan dicirikan oleh keragaman struktural dan fungsional yang besar (Gbr. 37). Dalam hal ini, bentuk sel seringkali bergantung pada fungsi yang mereka lakukan dalam organisme multiseluler. Namun, rencana umum struktur semua sel eukariotik memiliki kesamaan mendasar. Dalam sel eukariotik, ada nukleus yang terbentuk dengan baik, dibatasi dari sitoplasma oleh selubung dua membran; kromosom dari untaian panjang DNA yang dipilin; satu set lengkap berbagai organel.
Perbedaan prokariota dan eukariota terutama terlihat ketika membandingkan fitur utama mereka (tabel).
|
tanda-tanda |
prokariota |
eukariota |
|
Ukuran sel |
0,5 hingga 5 m |
|
|
Aerobik atau anaerobik |
Aerobik |
|
|
Genetik bahan |
DNA melingkar terletak di sitoplasma dan tidak dilindungi oleh apa pun |
Molekul DNA linier yang terikat pada protein dan RNA membentuk kromosom di dalam nukleus |
|
Sintesis RNA dan protein |
Keduanya berada di sitoplasma |
Sintesis RNA di nukleus dan protein di sitoplasma |
|
organel |
||
|
Organel membran |
Seluler (jarang) dan plasmatik |
Banyak organel membran yang berbeda |
|
Organel non-membran - ribosom |
Ada di sitoplasma |
Ditemukan di sitoplasma, mitokondria dan kloroplas bahan dari situs |
|
Pencernaan intraseluler |
||
Ini adalah kelompok tertua yang muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu; selain itu, ini adalah organisme terkecil dengan struktur seluler. Sifat-sifat prokariota dirangkum dalam Tabel. 2.2. Sebagai aturan, prokariota diwakili oleh sel tunggal, meskipun ganggang biru-hijau (cyanobacteria, Cyanobacteria) dapat membentuk rantai sel yang disebut benang.
| Tabel 2.2. Perbedaan Utama Antara Prokariota dan Eukariota | ||
| tanda | prokariota | eukariota |
| organisme | bakteri | Protista, jamur, tumbuhan dan hewan |
| Ukuran sel | Diameter rata-rata adalah 0,5-10 mikron | Diameternya biasanya 10-100 mikron; volume sel biasanya 1.000-10.000 kali lipat dari prokariota |
| Formulir | Kebanyakan uniseluler | Sebagian besar multiseluler (dengan pengecualian Protoctista, banyak di antaranya adalah uniseluler) |
| Munculnya dalam proses evolusi | 3,5 miliar tahun yang lalu | 1,2 miliar tahun yang lalu; keturunan dari prokariota |
| pembelahan sel | Pada dasarnya sebuah pembelahan sederhana; spindel tidak terbentuk | Mitosis, meiosis, atau kombinasi dari metode pembelahan ini; spindel terbentuk |
| materi genetik | DNA melingkar mengapung bebas di sitoplasma; DNA tidak terkait dengan protein atau RNA; tidak ada kromosom | DNA linier dan terletak di dalam nukleus; DNA terkait dengan RNA dan protein; kromosom ada |
| Sintesis protein | ribosom 70S (kecil); Tidak ada retikulum endoplasma (perbedaan dalam banyak detail lain dari sintesis protein, termasuk kepekaan terhadap antibiotik; sintesis protein pada prokariota, misalnya, dihambat oleh streptomisin) | ribosom 80S (besar); Ribosom dapat menempel pada retikulum endoplasma |
| organel | Ada beberapa organel; Tak satu pun dari mereka memiliki cangkang; Membran internal jarang terjadi; ketika ada, mereka terkait dengan respirasi dan fotosintesis | Ada banyak organel; Organel dikelilingi oleh membran, misalnya nukleus, mitokondria, kloroplas (membran ganda); Banyak organel yang dikelilingi oleh membran tunggal, misalnya aparatus Golgi, lisosom, vakuola, badan mikro, retikulum endoplasma |
| Dinding sel | Kaku, mengandung polisakarida dan asam amino; bahan pendukung utama adalah murein | Dinding sel tumbuhan hijau dan jamur bersifat kaku dan mengandung polisakarida; bahan pendukung utama dinding sel pada tumbuhan - selulosa, pada jamur - kitin (sel hewan tidak memiliki dinding sel) |
| Flagela | Sederhana, tidak ada mikrotubulus; terletak ekstraseluler (tidak dikelilingi oleh membran plasma); Diameter 20nm | Kompleks, dengan susunan mikrotubulus tipe "9 + 2"; dikelilingi oleh membran plasma; Diameter 200nm |
| Nafas | Pada bakteri, itu terjadi di mesosom; di cyanobacteria - pada membran sitoplasma | Respirasi aerob terjadi di mitokondria |
| Fotosintesis | Tidak ada kloroplas; terjadi pada membran yang tidak memiliki kemasan khusus | Dalam kloroplas mengandung membran yang biasanya tersusun dalam lamela atau grana |
| Fiksasi nitrogen | Beberapa orang memiliki kemampuan ini. | Tidak ada organisme yang mampu memfiksasi nitrogen. |
Beberapa bakteri menempel satu sama lain, membentuk kelompok karakteristik yang menyerupai tandan buah anggur (Gbr. 2.10), tetapi sel gabungan tetap sepenuhnya independen satu sama lain. Sel bakteri individu hanya dapat dilihat menggunakan , itulah sebabnya mereka disebut mikroorganisme. Ilmu yang mempelajari bakteri bakteriologi- merupakan cabang penting.
Bakteri bervariasi dalam ukuran: panjangnya berkisar dari 0,1 hingga 10 mikron, dan diameter rata-rata adalah 1 mikron. Jadi, dalam sel bakteri ada cukup ruang untuk memuat 200 molekul protein globular berukuran sedang (berdiameter 5 nm) melintasinya. Karena molekul tersebut mampu menyebar pada jarak sekitar 60 mikron per detik, organisme ini tidak memerlukan mekanisme transportasi khusus.
Bakteri dapat ditemukan di mana-mana: di tanah dan debu, di air dan di udara, di dalam dan di permukaan dan. Beberapa bakteri hidup di sumber air panas dengan suhu 78°C atau lebih tinggi. Yang lain mampu bertahan hidup di bawah kondisi yang sangat suhu rendah dan bahkan bertahan dalam periode pembekuan tertentu di dalam es. Bakteri juga ditemukan di celah-celah yang dalam di dasar laut pada suhu yang sangat tekanan tinggi dan suhu 360°C. Mereka memulai rantai makanan unik di area lautan ini.
Jumlah bakteri sangat besar; menemukan bahwa satu gram tanah subur mengandung 2,5 miliar bakteri; dalam 1 cm 3 susu segar, kandungannya dapat melebihi 3 miliar. Bersama dengan jamur, bakteri sangat penting bagi semua organisme lain, karena, menghancurkan zat organik sebagai hasil dari aktivitas vitalnya, mereka memastikan sirkulasi elemen biogenik dalam alam. Selain itu, mereka menjadi semakin penting dalam kehidupan manusia, bukan hanya karena beberapa di antaranya adalah penyebab berbagai penyakit, tetapi juga karena berbagai reaksi biokimia yang terjadi di dalamnya, mereka dapat digunakan dalam banyak proses bioteknologi. Masalah ini dibahas secara lebih rinci dalam Bab. 12.
| Struktur sel | sel eukariotik | sel prokariotik |
| membran sitoplasma | Ada | Ada; invaginasi membran membentuk mesosom |
| Inti | Memiliki membran dua membran, mengandung satu atau lebih nukleolus | Bukan; ada nukleus setara - nukleoid - bagian dari sitoplasma yang mengandung DNA yang tidak dikelilingi oleh membran |
| materi genetik | Molekul DNA linier yang terkait dengan punggung | Molekul DNA melingkar tidak terkait dengan protein |
| Retikulum endoplasma | Ada | Bukan |
| Kompleks Golgi | Ada | Bukan |
| Lisosom | Ada | Bukan |
| Mitokondria | Ada | Bukan |
| plastida | Ada | Bukan |
| Sentriol, mikrotubulus, mikrofilamen | Ada | Bukan |
| Flagela | Jika ada, mereka terdiri dari mikrotubulus yang dikelilingi oleh membran sitoplasma | Jika ada, mereka tidak mengandung mikrotubulus dan tidak dikelilingi oleh membran sitoplasma |
| dinding sel | Ada tumbuhan (kekuatan, memberi selulosa) dan jamur (kekuatan memberi kitin) | Ya (kekuatan memberi peptidoglikan) |
| kapsul atau lapisan mukosa | Bukan | Beberapa bakteri memiliki |
| Ribosom | Ya, besar (80S) | Ya, kecil (70S) |
Tes:
1. Dukungan hidup pada tingkat apapun berhubungan dengan fenomena reproduksi. Pada tingkat organisasi apa, reproduksi dilakukan berdasarkan sintesis matriks
A. Molekul
B. subseluler
V. Seluler
G. Tkanev
D. Pada tingkat organisme
2. Telah ditetapkan bahwa tidak ada organel membran dalam sel organisme dan materi keturunannya tidak memiliki organisasi nukleosom. Apa organisme ini?
A. Protozoa
B. Virus
B. Ascomycetes
G. Eukariota
D. Prokariota
3. Di kelas biologi, guru meminta saya untuk menunjukkan di Pekerjaan laboratorium tingkat perbesaran mikroskop, yang digunakan dalam studi persiapan mikro. Salah satu siswa tidak dapat mengatasi tugas sendiri. Bagaimana cara menghitung indikator ini dengan benar?
A. Kalikan indikator yang ditunjukkan pada semua objektif mikroskop
B. Bagilah nilai lensa dengan perbesaran lebih rendah dengan nilai lensa dengan perbesaran lebih tinggi
B. Kalikan perbesaran objektif dan okuler
D. Bagi perbesaran objektif dengan lensa okuler
E. Kurangi nilai yang ditunjukkan pada semua objektif mikroskop dari nilai perbesaran lensa okuler
4. Saat mempelajari persiapan mikro, siswa, setelah memasangnya di atas meja objek dan mencapai penerangan bidang pandang yang optimal, memasang lensa x40 dan melihat ke dalam lensa. Guru menghentikan siswa dan mengatakan bahwa kesalahan mendasar telah dibuat selama bekerja. Apa kesalahan yang dibuat?
A. Tidak ada gunanya memperbaiki persiapan mikro
B. Studi tentang persiapan mikro seharusnya dimulai dengan objektif perbesaran rendah
B. Pencahayaan disesuaikan terakhir
D. Fiksasi obat dilakukan sebelum penelitian selesai
D. Semua manipulasi harus dilakukan dalam urutan terbalik.
5. Keberadaan kehidupan di semua tingkatan ditentukan oleh struktur lebih level rendah. Tingkat organisasi apa yang mendahului dan memastikan keberadaan kehidupan di tingkat seluler:
A. Populasi-spesies
B. Tkaneva
B. Molekul
G. Organisme
D. Biocenotic
Tugas untuk kontrol pengetahuan:
1. Saat mencoba mempelajari preparasi mikro menggunakan mikroskop cahaya, peneliti menemukan bahwa seluruh bidang pandang menjadi gelap. Apa yang bisa menjadi penyebab fenomena ini? Bagaimana cara memperbaiki masalah ini?
2. Saat mencoba mempelajari preparasi mikro menggunakan mikroskop cahaya, peneliti menemukan bahwa hanya separuh bidang pandang yang diterangi. Apa yang bisa menjadi penyebab fenomena ini? Bagaimana cara memperbaiki masalah ini?
3. Manipulasi apa yang harus dilakukan jika objek yang diamati tidak terlihat jelas saat menggunakan mikroskop cahaya?
A) jika lensa mata memiliki penunjukan "x15", dan pada lensa "x8"
B) jika perbesaran lensa okuler adalah "x10", dan lensa adalah "x40"
6. Bahan untuk analisis dengan guru dan kontrol asimilasinya:
6.1. Analisis dengan guru tentang isu-isu kunci untuk menguasai topik pelajaran.
6.2. Demonstrasi oleh guru metode praktis trik pada topik.
6.3. Bahan untuk kontrol menguasai materi:
Pertanyaan untuk didiskusikan dengan guru:
1. Biologi kedokteran sebagai ilmu tentang dasar-dasar kehidupan manusia, mempelajari pola-pola hereditas, variabilitas, perkembangan individu dan evolusioner, serta masalah-masalah morfofisiologis dan adaptasi sosial orang dengan kondisi lingkungan sehubungan dengan esensi biososialnya.
2. Tahap perkembangan biologi umum dan kedokteran saat ini. Tempat biologi dalam sistem pendidikan kedokteran.
3. Esensi kehidupan. sifat-sifat makhluk hidup. Bentuk kehidupan, sifat dan atribut dasarnya. Pengertian konsep kehidupan pada tingkat perkembangan ilmu biologi saat ini.
4. Tingkat struktural organisasi kehidupan yang terkondisi secara evolusioner; struktur dasar tingkat dan fenomena biologis dasar yang menjadi ciri mereka.
5. Pentingnya gagasan tentang tingkat organisasi makhluk hidup untuk obat.
6. Tempat khusus manusia dalam sistem dunia organik.
7. Rasio fenomena fisiko-kimiawi, biologi dan sosial dalam kehidupan manusia.
8. Sistem optik dalam penelitian biologi. Struktur mikroskop cahaya dan aturan untuk bekerja dengannya.
9. Teknik pembuatan mikropreparasi sementara, kajian dan deskripsinya. Metode untuk mempelajari struktur sel
Bagian praktis
1. Menggunakan pedoman mempelajari struktur mikroskop dan aturan untuk bekerja dengannya.
2. Latih keterampilan bekerja dengan mikroskop dan membuat sediaan sementara dari serat kapas, sisik sayap kupu-kupu. Periksa persiapan mikro: kulit umbi, daun elodea, apusan darah katak, pelajari font tipografi.
3. Masukkan grafik struktur logis "Struktur mikroskop" ke dalam protokol.
4. Masukkan protokol "Aturan untuk bekerja dengan mikroskop"
5. Isilah tabel “Tingkat organisasi dan penelitian organisme multiseluler”.
Informasi terkait:
Mencari situs:
Sel prokariotik lebih kecil dan lebih sederhana daripada sel eukariotik. Di antara mereka tidak ada organisme multiseluler, hanya kadang-kadang mereka membentuk koloni yang mirip. Prokariota tidak memiliki inti sel, tetapi juga semua organel membran (mitokondria, kloroplas, RE, kompleks Golgi, sentriol, dll.).
Prokariota termasuk bakteri, ganggang biru-hijau (cyanobacteria), archaea, dll. Prokariota adalah organisme hidup pertama di Bumi.
Fungsi struktur membran dilakukan oleh pertumbuhan (invaginasi) membran sel di dalam sitoplasma. Mereka berbentuk tabung, pipih, dengan bentuk yang berbeda. Beberapa di antaranya disebut mesosom. Pigmen fotosintesis, pernapasan, dan enzim lainnya terletak pada berbagai formasi seperti itu dan dengan demikian menjalankan fungsinya.
Pada prokariota, hanya ada satu kromosom besar di bagian tengah sel ( nukleoid), yang memiliki struktur annular. Ini mengandung DNA. Alih-alih protein yang memberi bentuk pada kromosom seperti eukariota, ada RNA di sini. Kromosom tidak dipisahkan dari sitoplasma oleh membran, sehingga mereka mengatakan bahwa prokariota adalah organisme bebas nuklir. Namun, di satu tempat, kromosom menempel pada membran sel.
Selain nukleoid dalam struktur sel prokariotik keberadaan plasmid dicatat (kromosom kecil juga memiliki struktur melingkar).
Tidak seperti eukariota, sitoplasma prokariota tidak bergerak.
Prokariota memiliki ribosom, tetapi mereka lebih kecil dari ribosom eukariotik.
Sel prokariotik dibedakan oleh struktur kompleks membrannya. Selain membran sitoplasma (plasmalemma), mereka memiliki dinding sel, serta kapsul dan formasi lainnya, tergantung pada jenis organisme prokariotik. Dinding sel melakukan fungsi pendukung dan mencegah penetrasi zat berbahaya. Dinding sel bakteri mengandung murein (suatu glikopeptida).
Pada permukaan prokariota sering terdapat flagela (satu atau banyak) dan berbagai vili.
Dengan bantuan flagela, sel bergerak dalam media cair. Vili melakukan fungsi yang berbeda (menyediakan nonwetting, lampiran, transfer zat, berpartisipasi dalam proses seksual, membentuk jembatan konjugasi).
Sel prokariotik membelah dengan pembelahan biner. Mereka tidak memiliki mitosis atau meiosis. Sebelum pembelahan, nukleoid berlipat ganda.
Prokariota sering membentuk spora, yang merupakan cara mengalami kondisi yang merugikan. Spora sejumlah bakteri tetap hidup pada suhu tinggi dan sangat rendah. Ketika spora terbentuk, sel prokariotik ditutupi dengan membran yang tebal dan padat. Dia struktur internal sedikit berubah.
Struktur sel eukariotik
Dinding sel sel eukariotik, tidak seperti dinding sel prokariota, terutama terdiri dari polisakarida. Pada jamur, polisakarida utama yang mengandung nitrogen adalah kitin. Dalam ragi, 60-70% polisakarida diwakili oleh glukan dan mannan, yang terkait dengan protein dan lipid. Fungsi dinding sel eukariota sama dengan fungsi prokariota.
Membran sitoplasma (CPM) juga memiliki struktur tiga lapis. Permukaan membran memiliki tonjolan dekat dengan mesosom prokariotik. CMP mengatur proses metabolisme sel.
Pada eukariota, CPM mampu menangkap tetesan besar yang mengandung karbohidrat, lipid, dan protein dari lingkungan. Fenomena ini disebut pinositosis. CPM sel eukariotik juga mampu menangkap partikel padat dari medium (fenomena fagositosis). Selain itu, CPM bertanggung jawab atas pelepasan produk metabolisme ke lingkungan.
Beras. 2.2 Skema struktur sel eukariotik:
1 - dinding sel; 2 - membran sitoplasma;
3 - sitoplasma; 4 - inti; 5 - retikulum endoplasma;
6 - mitokondria; 7 - kompleks Golgi; 8 - ribosom;
9 - lisosom; 10 - vakuola
Nukleus dipisahkan dari sitoplasma oleh dua membran dengan pori-pori. Pori-pori pada sel muda terbuka; mereka berfungsi untuk migrasi prekursor ribosom, pembawa pesan dan transfer RNA dari nukleus ke sitoplasma. Di dalam nukleus di dalam nukleoplasma terdapat kromosom, terdiri dari dua molekul DNA rantai mirip benang yang dihubungkan dengan protein. Nukleus juga mengandung nukleolus yang kaya akan messenger RNA dan terkait dengan kromosom tertentu, pengatur nukleolus.
Fungsi utama nukleus adalah partisipasi dalam reproduksi sel. Ini adalah pembawa informasi turun-temurun.
Dalam sel eukariotik, nukleus adalah yang paling penting, tetapi bukan satu-satunya pembawa informasi herediter. Beberapa informasi ini terkandung dalam DNA mitokondria dan kloroplas.
Mitokondria adalah struktur membran yang mengandung dua membran - luar dan dalam, terlipat kuat. Enzim redoks terkonsentrasi pada membran dalam. Fungsi utama mitokondria adalah untuk memasok sel dengan energi (pembentukan ATP). Mitokondria adalah sistem reproduksi sendiri, karena memiliki kromosom sendiri - DNA sirkular dan komponen lain yang merupakan bagian dari sel prokariotik normal.
Retikulum endoplasma (RE) adalah struktur membran yang terdiri dari tubulus yang menembus seluruh permukaan bagian dalam sel. Hal ini halus dan kasar. Pada permukaan ES kasar terdapat ribosom yang lebih besar dari pada prokariota. Membran ES juga mengandung enzim yang mensintesis lipid, karbohidrat, dan bertanggung jawab untuk pengangkutan zat dalam sel.
Kompleks Golgi adalah paket vesikel membran pipih - tangki di mana pengemasan dan pengangkutan protein di dalam sel dilakukan. Di kompleks Golgi, sintesis enzim hidrolitik juga terjadi (tempat pembentukan lisosom).
Lisosom mengandung enzim hidrolitik. Disini terjadi pemecahan biopolimer (protein, lemak, karbohidrat).
Vakuola dipisahkan dari sitoplasma oleh membran. Vakuola cadangan mengandung nutrisi cadangan sel, dan vakuola terak mengandung produk metabolisme yang tidak perlu dan zat beracun.
Yang paling jelas Perbedaan antara prokariota dan eukariota adalah bahwa yang terakhir memiliki nukleus, yang tercermin dalam nama kelompok-kelompok ini: "karyo" diterjemahkan dari bahasa Yunani kuno sebagai inti, "pro" - sebelumnya, "eu" - baik. Oleh karena itu, prokariota adalah organisme pra-nuklir, eukariota adalah nuklir.
Namun, ini jauh dari satu-satunya dan mungkin bukan perbedaan utama antara organisme prokariotik dan eukariota. Tidak ada organel membran dalam sel prokariotik sama sekali.(dengan pengecualian yang jarang) - mitokondria, kloroplas, kompleks Golgi, retikulum endoplasma, lisosom.
Fungsinya dilakukan oleh pertumbuhan (invaginasi) membran sel, di mana berbagai pigmen dan enzim berada yang menyediakan proses vital.
Prokariota tidak memiliki kromosom eukariotik. Materi genetik utama mereka adalah nukleoid, biasanya berbentuk cincin. Dalam sel eukariotik, kromosom adalah kompleks DNA dan protein histon (bermain). peran penting dalam kemasan DNA). Kompleks kimia ini disebut kromatin. Nukleoid prokariota tidak mengandung histon, dan molekul RNA yang terkait dengannya memberikan bentuknya.
Kromosom eukariotik terletak di dalam nukleus. Pada prokariota, nukleoid terletak di sitoplasma dan biasanya menempel di satu tempat ke membran sel.
Selain nukleoid pada sel prokariotik, ada jumlah yang berbeda Plasmid - nukleoid dengan ukuran yang jauh lebih kecil daripada yang utama.
Jumlah gen dalam nukleoid prokariota adalah urutan besarnya kurang dari pada kromosom. Eukariota memiliki banyak gen yang melakukan fungsi pengaturan dalam kaitannya dengan gen lain. Hal ini memungkinkan sel eukariotik dari organisme multiseluler yang mengandung informasi genetik, spesialisasi; mengubah metabolisme Anda, merespons lebih fleksibel terhadap perubahan eksternal dan lingkungan internal. Struktur gen juga berbeda. Pada prokariota, gen dalam DNA disusun dalam kelompok - operon. Setiap operon ditranskripsikan sebagai satu unit.
Ada juga perbedaan antara prokariota dan eukariota dalam proses transkripsi dan translasi. Yang paling penting adalah bahwa dalam sel prokariotik, proses ini dapat berjalan secara simultan pada satu molekul matriks (informasi) RNA: ketika masih disintesis pada DNA, ribosom sudah "duduk" di ujungnya yang selesai dan mensintesis protein. Dalam sel eukariotik, mRNA mengalami apa yang disebut pematangan setelah transkripsi. Dan hanya setelah itu, protein dapat disintesis di atasnya.
Ribosom prokariota lebih kecil (koefisien sedimentasi 70S) dibandingkan dengan eukariota (80S). Jumlah molekul protein dan RNA dalam komposisi subunit ribosom berbeda. Perlu dicatat bahwa ribosom (serta materi genetik) mitokondria dan kloroplas mirip dengan prokariota, yang mungkin menunjukkan asalnya dari organisme prokariotik purba yang berada di dalam sel inang.
Prokariota biasanya berbeda dalam struktur cangkangnya yang lebih kompleks. Selain membran sitoplasma dan dinding sel, mereka juga memiliki kapsul dan formasi lain, tergantung pada jenis organisme prokariotik. Dinding sel melakukan fungsi pendukung dan mencegah penetrasi zat berbahaya. Dinding sel bakteri mengandung murein (suatu glikopeptida). Di antara eukariota, tumbuhan memiliki dinding sel (komponen utamanya adalah selulosa), jamur memiliki kitin.
Sel prokariotik membelah dengan pembelahan biner. Mereka punya tidak ada proses yang rumit pembelahan sel(mitosis dan meiosis) ciri-ciri eukariota. Meskipun sebelum pembelahan, nukleoid berlipat ganda, seperti kromatin dalam kromosom. PADA lingkaran kehidupan eukariota memiliki fase diploid dan haploid bergantian. Dalam hal ini, fase diploid biasanya mendominasi. Tidak seperti mereka, prokariota tidak memiliki ini.
Sel eukariotik bervariasi dalam ukuran, tetapi bagaimanapun, mereka secara signifikan lebih besar daripada sel prokariotik (puluhan kali lipat).
Nutrisi memasuki sel prokariota hanya dengan bantuan osmosis. Selain itu, pada sel eukariotik, fagositosis dan pinositosis ("menangkap" makanan dan cairan menggunakan membran sitoplasma) juga dapat diamati.
Secara umum, perbedaan antara prokariota dan eukariota terletak pada struktur yang lebih kompleks dari yang terakhir. Dipercayai bahwa sel-sel jenis prokariotik muncul melalui abiogenesis (evolusi kimia jangka panjang di bawah kondisi awal Bumi). Eukariota muncul kemudian dari prokariota, dengan menggabungkan mereka (simbiosis, serta hipotesis chimeric) atau dengan evolusi perwakilan individu (hipotesis invaginasi). Kompleksitas sel eukariotik memungkinkan mereka untuk mengatur organisme multiseluler, dalam proses evolusi untuk menyediakan semua keragaman dasar kehidupan di Bumi.
Tabel perbedaan antara prokariota dan eukariota
| Bukan | Ada |
| Tidak. Fungsinya dilakukan oleh invaginasi membran sel, tempat pigmen dan enzim berada. | Mitokondria, plastida, lisosom, RE, kompleks Golgi |
| Lebih kompleks, ada berbagai kapsul. Dinding sel terdiri dari murein. | Komponen utama dinding sel adalah selulosa (pada tumbuhan) atau kitin (pada jamur). Sel hewan tidak memiliki dinding sel. |
| Secara signifikan lebih sedikit. Ini diwakili oleh nukleoid dan plasmid, yang memiliki bentuk cincin dan terletak di sitoplasma. | Jumlah informasi turun-temurun adalah signifikan. Kromosom (terdiri dari DNA dan protein). dicirikan oleh diploidi. |
| Pembelahan sel biner. | Ada mitosis dan meiosis. |
| Tidak khas untuk prokariota. | Mereka diwakili oleh bentuk uniseluler dan multiseluler. |
| lebih kecil | Lebih besar |
| Lebih beragam (heterotrof, fotosintesis dan kemosintetik cara yang berbeda autotrof; respirasi anaerobik dan aerob). | Autotrofi hanya pada tumbuhan melalui fotosintesis. Hampir semua eukariota adalah aerob. |
| Dari alam mati dalam proses evolusi kimia dan prabiologis. | Dari prokariota dalam perjalanan evolusi biologisnya. |
sel eukariotik
Organisasi yang paling kompleks melekat pada sel eukariotik hewan dan tumbuhan. Struktur sel hewan dan tumbuhan dicirikan oleh kesamaan mendasar, tetapi bentuk, ukuran, dan massanya sangat beragam dan bergantung pada apakah organisme itu uniseluler atau multiseluler. Misalnya, diatom, euglenoid, ragi, myxomycetes, dan protozoa adalah eukariota uniseluler, sedangkan sebagian besar jenis organisme lain adalah eukariota multiseluler, jumlah sel di mana berkisar dari beberapa (misalnya, di beberapa cacing) hingga miliaran. (pada mamalia) per organisme. Tubuh manusia terdiri dari sekitar 10 sel yang berbeda, yang berbeda dalam fungsinya.
Dalam kasus manusia, ada lebih dari 200 jenis sel yang berbeda. Sel yang paling banyak dalam tubuh manusia adalah sel epitel, di antaranya terdapat sel keratinisasi (rambut dan kuku), sel yang memiliki fungsi absorbsi dan barier (pada saluran cerna, saluran kemih, kornea, vagina dan sistem organ lainnya), sel garis itu organ dalam dan rongga (pneumosit, sel serosa, dan banyak lainnya). Ada sel yang menyediakan metabolisme dan akumulasi zat cadangan (hepatosit, sel lemak). kelompok besar membentuk sel epitel dan jaringan ikat yang mensekresi matriks ekstraseluler (amiloblas, fibroblas, osteoblas dan lain-lain) dan hormon, serta sel kontraktil (otot rangka dan jantung, iris dan struktur lainnya), sel darah dan sistem kekebalan (eritrosit, neutrofil , eosinofil, basofil, limfosit T, dll.). Ada juga sel yang bertindak sebagai transduser sensorik (fotoreseptor, taktil, pendengaran, penciuman, rasa dan reseptor lainnya). Sejumlah besar sel diwakili oleh neuron dan sel glial dari pusat sistem saraf. Ada juga sel khusus lensa mata, sel pigmen dan sel nutrisi, yang selanjutnya disebut sel bawah. Banyak jenis sel manusia lainnya juga dikenal.
Di alam, tidak ada sel yang khas, karena semuanya dicirikan oleh keragaman yang ekstrim. Namun demikian, semua sel eukariotik berbeda secara signifikan dari sel prokariotik dalam sejumlah sifat, terutama dalam volume, bentuk, dan ukuran. Volume sebagian besar sel eukariotik melebihi volume prokariota 1000-10.000 kali. Volume sel prokariotik seperti itu dikaitkan dengan konten di dalamnya dari berbagai organel yang melakukan semua jenis fungsi seluler. Sel eukariotik juga dicirikan oleh adanya sejumlah besar materi genetik, terkonsentrasi terutama di tempat yang relatif dalam jumlah besar kromosom, yang memberi mereka peluang besar untuk diferensiasi dan spesialisasi.
Tidak kurang dari fitur penting sel eukariotik adalah bahwa mereka dicirikan oleh kompartementalisasi yang disediakan oleh adanya sistem membran internal. Akibatnya, banyak enzim terlokalisasi di kompartemen tertentu. Sebagai contoh, hampir semua enzim yang mengkatalisis sintesis protein dalam sel hewan terlokalisasi di ribosom, sedangkan enzim yang mengkatalisis sintesis fosfolipid terutama terkonsentrasi pada membran sitoplasma sel. Tidak seperti sel prokariotik, sel eukariotik memiliki nukleolus.
Sel eukariotik, dibandingkan dengan sel prokariotik, memiliki lebih banyak sistem yang kompleks persepsi zat dari lingkungan, yang tanpanya kehidupan mereka tidak mungkin. Ada perbedaan lain antara sel eukariotik dan prokariotik.
Bentuk sel adalah yang paling beragam dan seringkali juga tergantung pada fungsi yang mereka lakukan. Misalnya, banyak protozoa memiliki Bentuk oval, sedangkan eritrosit berbentuk cakram oval dan sel otot mamalia memanjang. Ukuran sel eukariotik adalah mikroskopis (Tabel 3).
Beberapa jenis sel dicirikan oleh ukuran yang signifikan. Misalnya, dimensi sel saraf pada hewan besar panjangnya mencapai beberapa meter, dan pada manusia - hingga 1 meter. Sel-sel jaringan tanaman individu mencapai beberapa milimeter panjangnya.
Diyakini bahwa semakin besar suatu organisme dalam suatu spesies, semakin besar sel-selnya. Namun, untuk spesies hewan terkait yang berbeda dalam ukuran, sel-sel yang berukuran sama juga merupakan karakteristik. Misalnya, eritrosit memiliki ukuran yang sama pada semua mamalia.
Sel juga berbeda dalam massa. Misalnya, satu sel hati manusia (hepatosit) memiliki berat 19-9 g.
sel somatik manusia (khas sel eukariotik) adalah formasi yang terdiri dari himpunan komponen struktural mikroskopis dan submikroskopik (Gbr. 46).
Penggunaan mikroskop elektron dan metode lain memungkinkan untuk menetapkan keragaman yang luar biasa dalam struktur cangkang dan sitoplasma, dan nukleus. Secara khusus, prinsip membran struktur struktur intraseluler ditetapkan, atas dasar yang membedakan sejumlah komponen struktural sel, yaitu.
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 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.