Evolusi Sel

Evolusi Sel

Semua makhluk hidup tersusun atas sel-sel, membran kecil yang mengelilingi ruangan berisi

cairan kimia. Bentuk makhluk hidup paling sederhana adalah sel-sel soliter yang memperbanyak

diri dengan pembelahan biner. Organisme yang lebih tinggi seperti manusia, tampak seperti kota

sel yang setiap kelompok kecil mempunyai fungsi dan spesialisasi masing-masing dan

dihubungkan dengan sistem komunikasi yang rumit. Sel menempati setengah skala kompleksitas

makhluk biologis. tujuan mamapelajari sel untuk belajar bagaimana membuat  sesuatu dari

molekul-molekul dan bagaimana mereka bekerja membentuk organisme yang kompleks seperti

manusia.

            Terdapat dua proses penting dalam evolusi sel yaitu; (1) peristiwa variasi acak dalam

informasi genetik terjadi pada individu dan keturunannya, (2) seleksi dari berbagai informasi

genetik yang membantu pemiliknya untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Evolusi adalah

sebuah prinsip dasar dalam biologi , dan evolusi membantu kita untuk mengerti beberapa hal

yang membingingkan di dunia.

 Dalam mempelajari evolusi sel, yang harus dipahami adalah pengertian sel. Sel

merupakan unit yang menyusun bagian  terkecil kemudian membangun yang lebih kompleks

untuk struktur yang lebih besar. Dimulai dengan asal mula sel di bumi, kami menganggap

bagaimana sifat-sifat tipe molekul yang memberikan informasi hereditas yang dapat

mengirimkan dan menyampaikan sehingga terjadi evolusi. Di dalam membran molekul-molekul

menyediakan bahan-bahan esensial untuk replikasi sel sendiri. Mengikuti hal ini dapat

dideskripsikan transisi penting yang terjadi dalam evolusi ini, dari sel kecil seperti bakteri sampai

sel-sel yang lebih besar dan kompleks seperti yang ditemukan pada tumbuhan dan hewan.

Akhirnya, dapat disimpulkan bahwa satu sel mungkin berkembang menjadi organisme

multiseluler, menjadi terspesialisasi dan bekerja sama dalam suatu formasi organ yang rumit

seperti otak.

            Kejadian masa lalu meninggalkan banyak tanda untuk dapat kita analisis. Nenek moyang

tumbuhan, hewan dan bakteri terawetkan sebagai fosil. Meskipun hal yang lebih penting adalah

bahwa setiap organisme moderen memberikan karakter yang jelas pada organisme hidup

sebelumnya. Saat ini yang penting adalah dalam biomolekul adalah banyaknya sumber informasi

tentang evolusi, membuka pemikiran dasar antara perbedaan organisme-organisme yang hidup

dan memberikan perencanaan perbedaaan diantara mereka dalam skala objektif yang universal.

Dari Molekul-Molekul Menjadi Sel Pertama

Molekul biologis sederhana dapat terbentuk dibawah kondisi prebiotik.

            Bumi adalah sebuah tempat yang keras dengan gempa vulkanik, cahaya, dan hujan yang

sangat deras. Disana terdapat sedikit oksigen bebas dan tidak ada lapisan ozon untuk menyerap

radiasi sinar ultraviolet dari matahari. Suatu reaksi fotokimia dari radiasi mungkin dapat

membantu menjaga atmosfir yang kaya molekul aktif dan jauh dari kesetimbangan kimia.

            Molekul organic sederhana (seperti molekul yang mengandung karbon) dapat diproduksi

dalam suatu kondisi. Kondisi terbaik untuk menghasilkan molekul tersebut adalah dari percobaan

laboratorium. Jika dicampurkan dengan gas seperti CO2, CH4, NH3 dan H2 kemudian dipanaskan

dengan air dan diberikan energi listrik atau radiasi sinar, mereka akan bereaksi untuk membentuk

molekul-molekul organic kecil, biasanya terseleksi menjadi cukup kecil, masing-masing terbuat 

dari jumlah yang besar. Diantara produk-produk ini terdapat senyawa-senyawa seperti Hidrogen

sianida (HCN) dan formaldehid (HCHO) yang siap untuk berreaksi lebih lanjut dalam cairan.

Hal yang penting dan molekul yang banyak terdapat dalam menghasilkan sel antara lain asam

amino, gula, purin, pirimidin yang dibutuhkan untuk membentuk nukleotida.

Sistem Kimia Komplek dapat Berkembang dalam Sebuah Lingkungan yang

Jauh Dari Kesetimbangan Kimia.

            Molekul sederhana seperti asam amino dan nukleotida dapat disatukan dari polimer-

polimer. Satu asam amino dapat bergabung dengan yang lain untuk membentuk rantai

polipeptida, dan dua nukleotida dapat bersatu membentuk rantai fosfodieter. Ulangan dua reaksi

membentuk rantai polimer berturut-turut yang disebut polipeptida dan polinukleotida.  Dalam

sel-sel yang hidup saat ini, polipeptida yang besar disebut protein dan polinukleotida membentuk

RNA dan DNA yang umumnya terlihat sebagai unsur pokok yang penting. Dua puluh macam

asam amino merupakan unsur pokok dalam alam semesta yang membangun rangkaian protein,

sementara molekul RNA dan DNA terbentuk hanya dari semua sel hidup.

molekul RNA dapat mempunyai variasi pada sifat katalik, disamping sebagai tempat untuk

replikasi RNA, faktanya molekul RNA dengan rantai nukleotida dapat sebagai katalis untuk

replikasi akurat pada molekul RNA lain, rantai nukleutida dapat berubah-ubah. Hal khusus dari

molekul RNA adalah mempunyai kemungkinan mengatur gen dalam kehidupan.

            Molekul Replikasi  Diri  Mengalami Seleksi Alam

            Molekul RNA tidak hanya benang yang menjadi simbol pembawa informasi pada

makhluk hidup. RNA juga memiliki sifat kimia yang memberi efek pada kelakuannya. Faktanya

rantai spesifik pada nukleotida mengatur lipatan molekul. RNA hanya sebagai nukleotida, pada

polinukleotida dapat berpasangan dengan nukleotida pelengkap yang bebas pada lingkungannya

untuk membentuk polimer baru. Jadi nukleotida dapat berpasangan dengan nukleotida pelengkap

menghasilkan polimer itu sendiri. Ranati GGGG pada salah satu bagian polinukleotida dapat

membentuk ikatan kuat dengan rantai CCCC pada bagian yang lain pada molekul yang sama.

Seperti ikatan tersebut menghasilakan kompleks tiga dimensi dan keseluruhan molekul memiliki

bentuk spesifik tergantung seluruh rantai pada nukleotida.

            Bentuk tiga dimensi pada polinukleotida berpengaruh pada stabilitasnya, kelakuan pada

molekul lain dan kemampuan untuk replikasi, jadi tidak semua nukleotida dapat berhasil pada

proses replikasi. Terlebih lagi, kesalahan tidak dapat terhindarkan dan terjadi pada beberapa

proses penyalinan dan gagal menyalin dari yang asli. Dengan replikasi ulang, maka rantai baru

dari nukleotida akan terus berlanjut memperbanyak diri. Jadi pada studi laboratori, sistem

replikasi dari molekul RNA mengalami seleksi alam yang berbeda sesuai dengan ikatan akhir

yang dibentuk dan bergantung pada kondisi yang tepat. Molekul RNA dapat menyeleksi

kemampuan mengikat pada beberapa molekul yang spesifik. Itu juga menunjukkan bahwa pada

eksperimen in vitro dimulai dengan penyiapan molekul RNA pendek dengan ikatan nukleotida

yang acak.

            Dari sini kemudian melewati bagian yang sempit dan bertemu dengan pilihan substansi.

Molekul RNA yang tidak mampu mengikat substansi kemudian disingkirkan, kemudian

beregenerasi pada rantai nukleotida.. Setelah seleksi dan reproduksi selesai, RNA mempunyai

banyak kopian yang jumlah ikatannya relatif kecil dan tidak mampu mengikat substansi.

Molekul RNA memiliki dua karakteristik khusus. RNA membawa informasi dan RNA yang

memiliki struktur lipatan spesifik RNA. Dengan demikian menunjukkan  terjadinya evolusi.

Molekul RNA Khusus yang Dapat Mengkatalis Reaksi Kimia

            Seleksi alam  terjadi pada lingkungan dan pada replikasi RNA. Disamping menyediakan

tempat untuk replikasi RNA, juga dapat mengkatalis kerusakan dan informasi kovalen diantara

nukleotida. Masing-masing RNA mengkatalis reaksi tergantung pada pengaturan spesifik atom

dari bentuk permukaan molekul RNA katalik .            Aktifitas katalik memiliki bagian pokok

yang penting. Mengingat bahwa bagian molekul RNA membantu mengkatalis proses pada

tempat polimerisasi, pada beberapa molekul RNA sebagai tempat berbentuk seperti molekul.

Kegiatan memperbanyak diri, dengan replikasi menjadi cepat dan efisien. Beberapa di antaranya

memiliki kegiatan katalitik yang membantu replikasi RNA pada jalur lain.

Informasi Perubahan dari Polinukleotida Menjadi Polipeptida

            Struktur polinukleotida dicocokkan untuk informasi penyimpanan dan replikasi,

kemampuan katalitik sangat terbatas deangan perbandingan dari polipeptida tersebut., dan

replikasi efisien dari polinukleotida pada sel modern yang secara mutlak terikat pada protein.

Pada kehidupan nyata beberapa polinukleotida yang membantu memandu sintesis dari kegunaan

polipeptida pada lingkungan yang akan mendapatkan keuntungan besar pada perjuangan evolusi

untuk bertahan.

            Saat ini sistem kolaborasi dari molekoul RNA organisme bekerja di bagian tengah pada

sintesis polipeptida langsung. Inilah sintesis protein, tetapi proses ini dibantu oleh protein yang

disintesis sebelumnya. Mesin biochemical dari sintesis protein rumit. Satu molekul RNA

membawa informasi genetik dari polipeptida khusus yang terbentuk dari sebuah kode, ketika

molekul RNA lain bertindak sebagai adaptor, masing-masing mengikat sebuah asam amino

spesifik. Terdapat dua tipe dari molekul RNA membentuk pasangan komplemen dasar dengan

satu dan lainnya memungkinkan rangkaian  dari nukleotida pada pengkodean molekul RNA

untuk penggabungan langsung dari yang bertindak sebagai RNA adaptor menuju sebuah

perkembangan rantai RNA. Prekursor pada dua tipe molekul RNA agaknya dilangsungkan pada

sintesis protein pertama, tanpa bantuan protein.

            Sekarang, peristiwa pada pertemuan protein baru berlangsung pada permukaan ribosom-

partikel kompleks yang menyusun beberapa molekul RNA besar. RNA ribosomal pada partikel

tersebut berperan sebagai katalitik pada proses sintesis protein dan membentuk lebih dari 60%

masa ribosom. Pada kenyataannya masa evolusi muncul pada komponen penting ribosom.

            Ini terlihat sama, kemudian RNA memandu sintesis primordial protein. Dengan cara ini

RNA dapat membentuk alat dalam bentuk protein untuk biosintesis yang efisien untuk

membentuk replikasi RNA dan dalam proses produksi alatnya sendiri.

            Sintesis protein spesifik dibawah panduan RNA memerlukan evolusi dari sebuah kode

yang mana polinukleotida mengurutkan asam amino spesifik untuk menbuat protein. Kode ini

disebut Triplet, triplet yang berbeda dari nukleotida tidak mengkode asam amino spesifik.

Membran Menegaskan Sel Pertama

Salah satu kejadian penting menuju formasi dari sel pertama yaitu perkembangan membran luar..

Jika sebuah variasi RNA meningkat maka dapat membuat tipe super dari enzim, enzim baru

tidak dapat menambah secara selektif untuk pertahanan variasi RNA pada kompetisi tersebut

dengan anggotanya.seleksi dari molekul RNA berdasarkan atas kualitas dari protein generasi

tidak dapat terbentuk secara efisien sampai beberapa membentuk kompartemen disusun untuk

mengisi protein yang dibuat dari sebuah molekul RNA sehingga tersedia hanya untuk RNA yang

menggenerasikan mereka.

            Kebutuhan untuk penahanan atau pengikatan dengan mudah terpenuhi oleh kelas lain dari

molekul yang memiliki bahan psikochemikal simple yang menjadi amphiuphatic yang mengisi

salah satu bagian dari hidrofobik (takut air) dan bagian lain hidrofilik (berani air). Ketika

molekul terdapat di air mereka beragregasi menata porsi hidrofobik sebanyak dalam hubungan

satu dan yang lainnya yang mungkin dan porsi hidrofilik berhubungan dengan air. Molekul

amphiphatic dari bentuk yang tepat secara spontan beragregasi membentuk dua lapisan vesikel

kecil tertutup yang berisi cairan yang dipisah dari media luar. Di sepanjang hari sel mengelilingi

membran plasma mengisi molekul amphiphatic terutama fosfolipid dalam konfigurasi, dalam

membran sel, lipid bilayer juga mengisi protein amphiphatic.

            Nampaknya, sel membran utama dibentuk dari pertemuan dari molekul fosfolipid dari

plasma prebiotik, menutup sebuah replikasi mandiri campuran dari RNA dan molekul lain.

Dalam beberapa kondisi sewaktu-waktu molekul RNA tertahan tanpa sebuah membran penutup.

mereka dapat memulai menyusun dengan seksama sebagai pembawa perintah genetik.

Seluruh Waktu presentasi Sel Menggunakan DNA sebagai Material Hereditas Mereka

Sintesis prebiotik dari molekul kecil, mereplikasi sel dari molekul katalitis RNA,

terjemahan urutan RNA ke dalam urutan asam amino, dan perakitan dari molekul lipid  untuk

membentuk semua bagian pembatas  yang  kiranya terjadi untuk menghasilkan sel primitif 3,5 

hingga  4 milyar tahun yang lalu. Ini digunakan bagi perbandingkan sel awal dengan sel sekarang

yang paling kecil dan yang paling sederhana, yang disebut mycoplasma. Mycoplasmas adalah

bakteri  yang  kecil dari suatu degenerasi  jenis yang secara normal memimpin suatu keberadaan

seperti parasit di dalam suatu kelompok yang dekat dengan sel binatang atau sel tumbuhan.

Sel pertama di bumi kiranya lebih sedikit canggih dibanding suatu mycoplasma dan lebih

sedikit efisien dalam reproduksi diri mereka. Bagaimanapun, terdapat suatu perbedaan yang

lebih pokok antara sel primitif ini dengan suatu mycoplasma, atau sel sekarang: informasi

hereditas dalam semua sel hidup hari ini disimpan DNA bukan di dalam RNA yang menyimpan

informasi hereditas sepanjang perkembangan evolusi yang paling awal. Perbedaan bahan kimia

kecil cocok dengan kedua jenis molekul untuk fungsi beda. DNA bertindak sebagai tempat

penyimpanan yang permanen tentang informasi genetik, dan, tidak sama dengan RNA, ini

ditemukan dalam teori sel di dalam suatu format double-stranded, terdiri atas sepasang  molekul

polynucleotide komplementer. Struktur yang double-stranded ini membuat DNA di dalam sel

lebih sempurna dan stabil dibanding RNA; itu juga membuat DNA relative mudah direplikasi

(akan diterangkan pada Bab 3) dan mengijinkan mekanisme perbaikan untuk beroperasi

menggunakan strand yang tetap utuh sebagai template untuk perbaikan strand yang rusak. DNA

memandu sintese dari molekul spesifik RNA, lagi oleh prinsip tentang base-pairing

komplementer, meskipun demikian sekarang pemasangan ini diantara sedikit jenis  nucleotide

yang berbeda. Hasil dari molekul RNA single-stranded kemudian melaksanakan dua fungsi yang

mula-mula: mereka mengarahkan sintese protein baik sebagai persandian RNA molekul (pesuruh

RNAS) dan sebagai RNA katalisator (ribosomal dan non-messenger RNAS lain). RNA

mendahuli DNA di dalam evolusi, keduannya mempunyai materi genetis dan katalitis. DNA

mengambil alih fungsi utama genetis dan protein sebagai katalis yang utama, sehingga RNA

menjadi perantara antara keduanya. Dengan kedatangan sel DNA dimungkinkan menjadi lebih

komplek, karena  bisa membawa dan memancarkan sejumlah informasi genetis yang lebih besar

dari molekul RNA.

Dari Prokaryote ke Eukaryote

 semua organisme yang hidup di bumi sekarang berasal dari sel primodial tunggal yang

lahir 3 juta tahun yang lalu. Sel ini, berasal dari persaingan, mengambil petunjuk dari proses

pembentukan dan evolusi yang selalu terjadi ketika bumi masih hijau dari perubahan komposisi

atmosfir dan menjadikan rumah dari kehidupan cerdas.

Satu hal yang penting dari ciri khas selama perjalanan evolusi ini yang terbentuk 1,5 juta

tahun yang lalu, ketika mereka melakukan transisi dari sel yang kecil menjadi struktur internal

sederhana dan biasa disebut dengan sel prokaryotik , yang terdapat di berbagai jenis bakteri

untuk menunjukkan lebih besar dan radical yang lebih komplek sel eukaryotik bisa ditemukan

dalam hewan tingkat tinggi dan tumbuhan.

Sel Prokaryotic Adalah Struktur Sederhana Tapi Berbeda Secara Biokimiawi

Bakteri adalah organisme sederhana yang ditemukan di lingkungan yang masih alami. Sel

mereka berbentuk bulat atau lonjong . Mereka memiliki mantel yang berfungsi sebagai

pelindung, disebut dinding sel, dibawahnya terdapat membran plasma yang terdiri dari

sitoplasmik tunggal yang mengandung DNA, RNA, protein dan molekul kecil..Bakteri

merupakan organisme kecil dan dapat menggandakan diri dengan cepat, yang hanya terbagi atas

dua pembelahan biner. Ketika makanan berlimpah, mereka dapat membelah dengan cepat.

Dibawah kondisi yang memungkinkan sel prokaryotik tunggal dapat membelah setiap 20 menit

dan dapat mencapai 5 juta sel dalam waktu kurang dari 11 jam. Kemampuan membelah yang

cepat membuat bakteri dapat beradaptasi dengan cepat terhadap lingkungan.

Dengan alasan ini, urutan asam amino dari tipe enzim yang sama pada spesies makhluk

hidup yang berbeda menunjukkan indikasi yang berharga dari hubungan evolusi antara spesies-

spesies ini. Pembandingan dari awetan rangkaian, yang memiliki fungsi sentral dan karena itu

hanya berubah dengan perlahan selama evolusi, dapat mengungkapkan hubungan antar

organisme yang berbeda sejak dulu, ketika perkembangan urutan yang sangat cepat dapat

digunakan untuk menetapkan seberapa dekat hubungan perkembangan spesies-spesies ini.

Cyanobacteria Dapat Mengikat CO2 dan N2

Sebagai bentuk kompetisi  bahan mentah untuk meningkatkan sintesis organik,

keuntungan selektif yang kuat akan diperoleh oleh organisme yang mampu menggunakan atom

karbon dan nitrogen (dalam bentuk CO2 dan N2) langsung dari atmosfer. Namun ketika keduanya

tersedia secara berlimpah, CO2 dan N2 juga sangat stabil. Karena itulah dibutuhkan sejumlah

besar energi juga sejumlah reaksi kimia rumit untuk mengubah keduanya menjadi bentuk yang

dapat digunakan, yaitu menjadi molekul organik seperti gula sederhana.

Pada CO2, mekanisme utama yang berkembang untuk mencapai transformasi ini adalah

fotosintesis, dimana energi radiasi yang ditangkap dari matahari menggerakkan konversi CO2

menjadi bahan organik. Interaksi dari sinar matahari dengan molekul pigmen, klorofil,

membangkitkan elektron untuk menjadi lebih berenergi. Seiring dengan elektron yang kembali

turun level energinya menjadi lebih rendah, energi tersebut menggerakkan reaksi kimia yang

difasilitasi dan diatur oleh molekul protein.

Salah satu dari reaksi yang digerakkan oleh cahaya matahari kemungkinan adalah

generasi dari “tenaga penurunan”. Atom karbon dan nitrogen di atmosfer berupa CO2 dan N2

berada dalam kondisi teroksidasi dan inert (tidak aktif). Perbandingan dari mekanisme

fotosintesis pada berbagai bakteri yang ada saat ini menunjukkan bahwa salah satu darisumber

pertama elektron adalah H2S, dari produk sisa primer dari sulfur. Kemudian, lebih sulit namun

akhirnya proses yang lebih menguntungkan untuk mendapatkan elektron dari H2O telah selesai,

dan O2 dilepaskan dalam jumlah besar sebagai zat sisa.

Cyanobacteria (juga dikenal sebagai alga biru-hijau) adalah rute utama saat ini dari

karbon dan nitrogen yang diubah menjadi molekul organik dengan demikian memasuki biosfer.

Keduanya termasuk organisme yang paling mencukupi kebutuhan pribadinya saat ini.

Kemampuannya memfiksasi karbondioksida dan nitrogen menjadi molekul organik, keduanya,

berdasarkan perkiraan pertama, mampu hidup di air, udara, dan dengan sinar matahari sendirian;

mekanisme tersebut mungkin secara essensial  berlangsung konstan selama beberapa milyar

tahun. Bersama dengan bakteri lain yang memiliki beberapa kemampuan ini, mereka

menciptakan kondisi dimana organisme yang lebih kompleks dapat berkembang; sekali satu set

organisme dapat berhasil mensintesis seluruh tahap komponen sel organik dari bahan mentah

anorganik, organisme lain dapat hidup dengan memakan sintesis primernya dan produk mereka.

Bakteri Dapat Melakukan Oksidasi Aerob pada Molekul Makanan

Oksigen merupakan bahan kimia yang sangat reaktif yang dapat berinteraksi dengan

unsur pokok sitoplasma, oksigen tersebut menjadi racun untuk organisme primitif, tidak

terkecuali untuk bakteri anaerob. Dengan menggunakan oksigen, organisme mampu

mengoksidasi molekul yang mereka makan dengan lebih sempurna. Tetapi dengan adanya

oksigen, glukosa dapat diuraikan sempurna menjadi CO2 dan H2O. Energi yang dilepaskan pada

respirasi digunakan untuk menggerakkan sintesis ATP yang langkahnya kurang lebih sama

dengan organisme fotosintesis memproduksi ATP dari energi matahari. Dalam kedua proses

tersebut terdapat reaksi transfer elektron yang menghasilkan gradien H+ di antara luar dan dalam

loncatan membran terpisah. Gradien H+ kemudian mensintesis ATP. Sekarang, respirasi dapat

digunakan oleh sebagian besar organisme, termasuk prokaryot.

Sel Eukaryotic Berisi Beberapa Organel Khusus

            Sel eukariotik, dari pengertian dan perbedaan dengan sel prokaryotik mempunyai nukleus

(caryon dalam Yunani), yang berisi banyak sel DNA, dilindungi oleh dua lapis membran. DNA

dengan cara ini menjaganya dalam ruang terpisah dari istirahat lama dari sel, sitoplasma, tempat

terjadinya reaksi metabolisme pada kebanyakan sel. Dalam sitoplasma, selain itu, dapat dilihat

banyak organel khusus. Yang menonjol dari dua tipe bagian yang kecil, kloroplas dan

mitokondria. Beberapa di antaranya dilindungi oleh dua lapisan membran, secara kimia berbeda

dari lapisan membran yang mengelilingi nukleus. Mitokondria merupakan bagian yang hampir

istimewa dari sel eukariotik, mengingat kloroplas hanya ditemukan pada sel eukaryotik yang

mampu melakukan fotosintesis, pada tumbuhan tetapi tidak pada hewan atau fungi. Kedua

organel hampir mempunyai asal simbiotik.

SISTEM MEMBRAN SEL

MEMBRAN PLASMA

Batas luar dari sel adalah membran plasma, lembar berlapis-lapis molekul fosfolipid

dengan tebal 4-5 nm dalam bermacam-macam protein yang nampak. Beberapa dari protein ini

mempunyai pompa dan saluran untuk transport molekul yang spesifik ke dalam dan ke luar sel.

APARATUS GOLGI

Banyak sistem , bola-bola membran, kantung datar meliputi modifikasi, memilah-milah,

dan  mengemas makromolekul untuk sekresi atau menyalurkan organel lainnya.

Di sekeliling aparatus golgi terdapat banyak bola-bola membran vesikel (50 nm dan lebih besar)

yang membawa material di antara aparatus golgi dan ruang yang berbeda dari sel.

RETIKULUM ENDOPLASMA

Berupa lapisan datar, kantung, dan tabung membran panjang yang dilalui sitoplasma sel

eukaryotik, tertutupi ruang intraseluler yang besar. Strukturnya berlanjut dengan luar membran

menyelubungi nuklear, dan khususnya dalam sintesis dan transpor lipid dan membran protein.

Retikulum Endoplasma kasar (RE kasar) umumnya merupakan lapisan datar dan  pada sisi luar

terdapat ribosom untuk sintesis protein. Retikulum Endoplasma halus umumnya merupakan

bentuk tabung dan kekurangan ribosom. Hal ini merupakan fungsi utama dalam metabolisme

lipid.

LISOSOM

Merupakan bola membran vesikel berisi enzim hidrolytik meliputi pencernaan

intraseluler.

PEROKSISOM

Merupakan bola membran vesikel berisi enzim oksidatif yang menghasilkan dan

menghancurkan hidrogen peroksida.

NUKLEUS ( INTI )

Nukleus adalah organel didalam sel yang dipisahkan dari sitoplasma oleh dua membrane

yang menyelubungi semua dari kromosom DNA didalam nukleus, dibungkus didalam serabut

kromatin.

SITOSKELETON

Didalam sitosol, susunan dari filament protein merupakan jaringan yang memberikan

bentuk sel dan memberikan pergerakan besar. 3 jenis utama dari filament sitoskeleton adalah

Mikrotubula, Filament Aktin dan Filament Intermidiate.

MITOKONDRIA

Mitokondria merupakan power plants dari semua sel eukariotik, untuk menyatukan

oksigen dengan molekul makanan untuk membuat ATP.

ORGANEL SEL KHUSUS PADA TANAMAN

Kloroplas : mengandung klorofil plastida yang merupakan pasangan membrane yang

mengelilingi organel ditemukan didalam semua tanaman besar.

Vakuola : sebuah membran yang sangat besar yang mengelilingi lebih dari 19% dari volum sel,

fungsi vakuola didalam ruang-mengelilingi dan juga pencernaan interseluler.

Dinding sel : tersusun dari fibril keras pada selulosa didalam matriks dari polisakarida lain.

Sel Eukariotik Didalam Mitokondria Sebagai Metabolisme Oksidatif

            Mitokondria banyak terlihat pada organisme prokariotik yang hidup bebas. Sel eukariotik

mengalami perubahan, maka bagian komponennya terpisah, sehingga terlihat bahwa mitokondria

menerima respirasi dan terjadi proses yang lain didalam sel eukariotik walaupun sel mitokondria

pada binatang dan fungi akan menjadi organisme anaerobik. Dibumi kaya akan oksigen, yang

digunakan bakteri aerobic untuk simbiosis sebagai tempat untuk menghabiskan oksigen

diatmosfer dan menghasilkan energy.           Penerimaan mitokondria harus melewati banyak

reaksi. Seperti pada membrane plasma, yang berperan untuk metabolisme energi didalam sel

prokariotik tetapi bukan didalam sel eukariotik, fungsi penting memindahkan ke mitokondria itu

sama seperti fungsi respirasi membrane plasma eukariotik yang bebas. Yang istemewa adalah

karena sel eukariotik tidak membutuhkan sebuah H+  yang besar pada membrane plasma seperti

membutuhkan reproduksi ATP didalam prokariotik, itu mungkin digunakan untuk mengontrol

perubahan pada ion air dari membrane plasma untuk kegunaan sel.

Sel Eukariotik mempunyai bagian dasar yang kompleks disebut dengan membrane

internal. Membrane mengelilingi nucleus, mitokondria dan kloroplas. Mereka membentuk

ruangan bersekat yang disebut Retikulum Endoplasma. Mereka juga membentuk timbunan pada

kantung mendatar yang menyusun Aparatus golgi. Membrane disekeliling lisosom, yang berisi

penuh enzim dibutuhkan untuk pencernaan intraselular dan juga mencegah mereka dari protein

dan asam amino yang menyerang dilain tempat di dalam sel. Membrane juga membentuk

gelembung kecil pada tanaman, sejumlah besar cairan memenuhi vakuola. Bagian sitoplasma

yang tersisa, yang berisi sesuatu yang lain sehingga membrane terbentuk organel, biasanya

ditunjukkan sebagai sitosol.

Sel Eukariotik Memiliki Sitoskeleton

Sel eukariotik memiliki skeleton internal, yaitu sitoskeleton, sehingga memberi bentuk

pada sel, kapasitas untuk bergerak, dan kemampuan untuk menyusun organelnya dan

mentranspor mereka dari satu bagian ke bagian sel lainnya. Sitoskeleton disusun oleh jaringan

pada filamen protein, dua yang terbenting adalah filament aktin dan mikrotubula.

            Filament actin dan mikrotubula juga penting untuk pergerakan iternal sehingga terjadi

pada sitoplasma pada seluruh sel eukariotik. Mikrotubula membentuk mitotic spindle yang

merupakan bagian vital untuk mesin-mesin biasa untuk pemisahan DNA secara sama diantara

dua sel bersaudara ketika sel eukariotik terbagi. Tanpa mikrotubula, karena itu, sel eukariotik

tidak dapat bereproduksi.

Protozoa Kebanyakan Berisi Sel Komplek Yang Telah Diketahui

Secara kompleks dapat dicapai oleh sel eukariotik tunggal sekarang ini diilustrasikan

lebih baik sehingga hidup bebas, sel tunggal eukariot dikenal sebagai protista. Mereka secara

evolusioner bermacam-macam dan mempertunjukkan variasi  membingungkan pada bentuk yang

berbeda dan perilaku: mereka dapat fotosintesis atau carnivorous, motil atau terikat pada suatu

tempat. Anatomi mereka sering komplek dan memiliki struktur bulu keras sensori, fotoreseptor,

flagella, apendik seperti kaki,  bagian mulut, sengat anak panah, dan bungkusan kontraktil seperti

otot. Meskipun mereka sel tunggal protista, secara istimewa terbesar dan tipe lebih aktif dikenal

dengan protozoa dapat berliku-liku dan berubah-ubah sebanyak organisme molekuler. Ini

terutama baik diilustrasi oleh kelompok yang dikenal dengan silia.

Pada Sel Eukaryotik Materi Genetik Dikemas dengan Jalan yang Kompleks

Sel eukaryotik mengandung sangat banyak DNA. Pengemasan rapat dari DNA pada

kromosom adalah bagian esensial dari persiapan untuk pembelahan sel pada eukaryota.

Penutupan membran nukleus pada sel eukaryot selanjutnya melindungi struktur DNA dan

ini associated control machinery, melindungi mereka dari belitan dengan menggerakkan

sitoskeleton dan beberapa perubahan bahan kimia apabila terjadi di sitoplasma. Mereka juga

mengijinkan pemisahan dari 2 langkah krusial pada lambang dari informasi genetik; (1)

penggandaan rantai DNA menjadi rantai RNA (transkripsi DNA) dan (2) penggunaan rantai

RNA ini, in turn untuk mensintesis protein khusus secara langsung (translasi RNA). Pada sel

prokaryotik tidak ada. Penggolongan dari proses ini translasi dari rantai RNA menjadi protein

yang segera mungkin ditranskrip, pada saat sebelum sintesis mereka komplit. Pada eukaryota,

bagaimanapun juga (kecuali pada mitokondria dan kloroplas, dimana respect seperti pada yang

lainnya merupakan penutup untuk bakteri), dua tahap pada garis edar dari gen ke protein

merupakan penjagaan yang sangat ketat : transkripsi terjadi pada nukleus, translasi pada

sitoplasma. RNA telah meninggalkan nukleus sebelum dapat digunakan untuk memandu sintesis

protein. Ketika di nukleus ini mengalami perubahan yang rumit pada beberapa bagi dri molekul

RNA merupakan bagian yang dibuang dan bagian lain dimodifikasi (RNA proses).

Dari Organisme Sel Tunggal ke Organisme Multiseluler

Organisme sel tunggal, seperti bakteri dan protozoa, telah berhasil beradaptasi untuk

sebuah jenis dari lingkungan berbeda apabila mereka terdiri dari lebih setengah total biomasa

bumi. Tidak seperti hewan, beberapa jenis dari organisme uniseluler ini dapat mensintesis semua

dari subtansi mereka butuhkan dari sebuah nutrisi kecil sederhana dan beberapa dari mereka

membelah setiap jam.

Seperti tumbuhan dan hewan yang berbeda terlihat, mereka memilih lingkungan dimana terjadi

evolusi berlanjut. Bertahan pada sebuah hutan mengganggap untuk kemampuan berbeda

daripada bertahan pada laut yang terbuka. Pembaharuan dalam pergerakan, deteksi sensori,

komunikasi, kelompok sosial-semua memungkinkan organisme eukaryot untuk bertanding,

menyebar, dan bertahan pada yang lebih kompleks.

Sel tunggal dapat bergabung untuk membentuk koloni

Ini sama seperti apabila pada awal tahap evolusi dari organisme multiseluler adalah

penggabungan organisme seluler untuk membentuk koloni. Cara yang paling sederhana

mencapai ini untuk sel anakan untuk tetap bersama setelah masing-masing sel membelah.

Beberapa sel prokaryot menunjukkan kebiasaan sosial pada bentuk primitif.

Alga hijau (jangan keliru dengan prokaryot ”alga hijau biru" atau cyanobakteria) adalah eukaryot

yang ada sebagai uniseluler, berkoloni, atau multiseluler.

Jaringan Dermal

            Epidermis adalah lapisan terluar yang melindungi bagian terluar tubuh tumbuhan. Sel-sel

epidermis mengalami modifikasi berbentuk stomata dan rambut-rambut yang bervariasi.

Epidermis terdiri dari satu lapis sel yang menutupi seluruh permukaan batang, daun, dan akar

pada tumbyuhan yang masih muda. sel yang hidup memiliki dinding yang tebal dan dilindungi

oleh kutikula pada lapisan permukaan kulit berupa lapisan lilin. Kerapatan antar sel-sel sangat

bervariasi.

Stomata

            Stomata merupakan epidermis yang membuka, yang terdapat pada permukaan bawah

daun. Sbagai tempat regulasi perpindahan gas pada tumbuhan. Stomata terdiri dari dua derivat

epidermis yang disebut dengan sel penjaga, yang mana merupakan garis tengah regulasi dari

pori-pori. Stomata didistribusikan dengan jelas pada spesies tertentu yang berbeda-beda pada

setiap epidermis.

            Rambut-rambut (trikoma) merupakan derivat apendik dari sel epidermis. Rambut-rambut

tersebut keluar dari dalam bebagai macam bentuk dan pada umumnya ditemukan pada seluruh

tumbuhan. Rambut-rambut tersebut berfungsi sebagai pelindung, absorbsi, dan sekresi.

Berkas vaskuler

     Akar biasanya memiliki berkas vaskuler tunggal, tetapi batang memiliki beberapa berkas

vaskuler. Berkas vaskuler tersebut tersusun secara radial simetri yang sempit dicots yang sempit,

tetapi pada tumbuhan monokotil berkas vaskulernya tidak teratur.

Jaringan vaskuler

            Floem dan xilem bersama-sama menjalankan sistem berkas vaskuler melewati tumbuhan.

Floem dan xilem keduanya merupakan jaringan komplek. Jaringan vaskuler berperan sebagai

elemen yang berasosiasi dengan sebagian besar sel parenkim dan menganti material dengan

elemen. Juga kelompok kolenkim dan skelerenkima berfungsi sebagai pendukung mekanik.

Floem termasuk dalam transportasi larutan organik pada tumbuhan.

Xylem

            Xylem membawa air dan melarutkan ion-ion didalam tumbuhan . peran utamanya yaitu

sebagai elemen pengangkut, yang mana sel mati pada saat dewasa membran plasmanya

berkurang. Dinding sel yang telah memiliki dua lapisan tebal dan lapisan lignin yang kuat. Itu

menunjukkan, pada bagian terluar dinding xylem memiliki daya gerak yang tinggi, kemampuan

yang tinggi, melanjutkan tabung yang telah dibentuk.

Disepanjang filament sel tunggal ditangkap dari perbedaan karakter dan menjadi mampu

memasukkan asmospheric nitrogen ke molekul organic. Sedikit sel tersebut menunjukkan fiksasi

nitrogen untuk pendekatannya dan berbegi hasil produk dengannya. Tapi sel prokaryotic lebih

baik pada jenis susunan labor divion; mereka bukan prokaryot, hidup menyatu dari dimana

seluruh organisme multiseluler kompeks dibangun.

Organisme Multiseluler Bergabung pada Kohesi diantara Sel

Untuk membentuk organisme multiseluler, sel harus berbatasan bersama, dan eukaryotic

telah dikembangkan cara lain untuk meckupi kebutuhannya. Sel pada kebanyakan dari hewan

tidak memiliki dinding rigid dan jembatan sitoplasma khusus ganti sel dibatasi bersama oleh

suatu relative loose meshwork dari molekul organic ekstra seluler (disebut matrik ekstra seluler)

dan oleh adesi antara membrane plasma. Lebih sering, dari sisi ke sisi hubungan antar sel

menahannya secara bersama-sama  membentuk helaian multiseluler atau epithelium.

Helaian Epitelial dari Pagar Sel Tempat berlindung dari Lingkungan

Eksternal

Helaian epithelial memiliki arti sama ntuk evolusi organisme multiseluler komplek yang

membrane selnya memliki evolusi sel tunggal komplek.

            Kepentingan halaian epiteliel diilustrasikan secara baik pada kelompok hewan rendah

yaitu coelenterate. Coelenterata tersusun dari dua lapisan epitelium, lapisan terluar membentuk

ektodermal, dan lapisan dalam membentuk endodermal. Lapisan endodermal mengelilingi suatu

rongga, coelenteron, tempat di mana makanan dicerna. Di antara sel-sel endodermal, terdapat

beberapa sel yang mensekresikan enzim-enzim pencernaan ke dalam coelenteron, sementara sel-

sel yang lain menyerap dan mencerna lebih lanjut molekul-molekul nutrien. Dengan membentuk

lembaran epitel yang berikatan kuat akan mencegah keluarnya semua molekul ke daerah luar,

sel-sel endodermal membuat daerah di dalam coelenteron yang disesuaikan dengan tugas

mencerna makanan.

 Di dalam dua lapisan ektodermal dan endodermal ada bagian lain yang memisahkan

keduanya dari coelenteron dan dari dunia luar. Di bagian ini sel-sel saraf membentang,

menempati ruangan sempit tertutup di antara sel-sel epitel, di bawah permukaan luar terdapat sel

junction di antara sel-sel epitel membentuk penghalang impermeabel. Hewan dapat merubah

bentuknya dan bergerak oleh kontraksi sel-sel mirip otot di dalam epitel, dan sel-sel saraf yang

menyampaikan signal listrik untuk mengontrol dan mengkoordinasi kontraksi-kontraksi tersebut.

Selanjutnya, konsentrasi-konsentrasi dari ion organik sederhana di bagian tengah yang

mengelilingi sel saraf memiliki fungsi yang penting.

Sel-Sel Mengkomunikasikan  Kontrol Susunan Tempat dari Organisme

Mutiseluler

Hewan-hewan tingkat tinggi berkembang dari nenek moyang yang lebih sederhana

menyerupai coelenterata, dan hewan-hewan tingkat tinggi ini memperlihatkan kerumitan mereka

kepada eksploitasi yang lebih maju dari prinsip dasar yang sama dari kerjasama sel yang

mendasari susunan tubuh Hydra. Lembaran epitel membatasi semua permukaan eksternal dan

internal di dalam tubuh, menciptakan bagian tersembunyi, dan mengontrol lingkungan internal

yang memiliki fungsi khusus dan dibentuk dari sel-sel terdifferensiasi. Sel-sel khusus

berinteraksi dan berkomunikasi dengan sel lain, membentuk signal untuk memerintahkan

karakter setiap sel menurut tempatnya di dalam struktur tubuh keseluruhan.

Memori Sel Memungkinkan Perkembangan Struktur Kompleks

Sel-sel dari sebagian besar organisme multiseluler dihasilkan oleh pembelahan berulang-

ulang dari sel prekursor tunggal; mereka merupakan sebuah clone. Karena perkembangbiakan

berlanjut dan clone tumbuh, beberapa sel, seperti yang kita tahu, menjadi berdifferensiasi dari

yang lain, mengambil struktur yang berbeda, kimia yang berbeda, dan fungsi yang berbeda,

biasanya reaksi terhadap isyarat dari tetangga mereka. Jadi karena tubuh tumbuh dan mengalami

pendewasaan, detail yang semakin maju dari struktur tubuh dewasa menjadi spesifik,

membentuk suatu organisme yang berangsur-angsur semakin rumit yang memiliki bentuk pokok

sebagai ekspresi dari sejarah perkembangan yang panjang.

Program Perkembangan Dasar Tertuju pada Konservasi dalam Evolusi

Selama evolusi banyak peralatan perkembangan yang berkembang dalam organisme

multiseluler paling sederhana telah dikonservasi sebagai prinsip dasar untuk konstruksi

keturunan mereka yang lebih kompleks.

Tanaman yang masih muda sebelah kanannya di kontruksikan pada tiga tipe organ yaitu

daun, batang, dan akar, basing-masing tiga tipe itu dibentuk dari tiga jaringan sistem ground,

dermal, dan vascular.

            Semua tiga system jaringan derivatnya sel poliveratif yang aktif pada tunas dan akar

meritem apikal danmasing-masing mengandung speialis yang relativ kecil tipe sel, tiga system

jaringan, dan sel yang meliputi mereka, dan di deskribsikan sebagai berikut :

sel tumbuh dan dideferensiasikan untuk memberikan makanan pada system jaringan dengan

fungsi yang berbeda.

Jaringan dermal : tumbuhan ini dilindungi oleh penutup luar yang menghubungkan dengan

lingkungan, air dan ion diperoleh dari akar dan regulasi pertukaran gas di dalam tempat

tinggalnya dan bagian-bagianya.

Jaringan Vaskular bersama-sama floem dan xilem dari sistem vaskular tumbuhan, jaringan ini

mengkondisikan air  antara organ dan menyediakan pendukung mekanik.

Jaringan ground : menata dan mendukung jaringan yang masih muda dan juga berfungsi

membuat makanan supaya kuat.

Jaringan ground mengandung system jaringan tiga tipe sel parenkim, kolenkim, dan sklerenkim.

Tipe-tipe sel

Ada lebih dari 200 tipe sel di tubuh manusia. Terpasang menjadi bemacam-macam jaringan

antara lain: Ephitelia, jaringan penghubung, otot, jaringan saraf. Sebagian besar jaringan berisi

campuran tipe-tipe sel.

EPHITELIA

            Sel ephitelia membentuk lembaran yang saling berlekatan disebut ephitelia, yang

membatasi permukaan dalam dan luar tubuh. Ada banyak tipe ephitelia khusus.

Sel-sel absorbtif mempunyai sejumlah mikrovilli seperti rambut terproyeksikan dari permukaan

bebas tersebut untuk memperluas daerah penyerapan.

            Sel-sel ephitelia mempunyai cilia pada permukaan bebasnya yang megepakkan secara

sincronis untuk memindahkan zat (antara lain mucus) melewati lembaran ephitelia.

            Sekretori sel ditemukan pada sebagian besar lapisan. Sel-sel khusus ini mengeluarkan zat

ke permukaan lembaran sel.

JARINGAN KONEKTIF

            Jarak antara organ dan jaringan di dalam tubuh diisi dengan jaringan konektif yang

membuat jaringan utama melekatkan serat protein yang kuat di dalam gel polisakarida. Matrix

ekstaseluler ini disekresikan utamanya oleh fibroblast.

            Dua tipe utama serat protein ekstraseluler  adalah kolagen dan elastin.

            Tulang terbuat dari sel yang disebut osteoblast. Mensekresikan sebuah matrix

ekstraseluler yang didalamnya terdapat cristal kalsium fosfat yang kemudian disimpan.

            Sel adipose, hampir sel terbesar di dalam tubuh yang bertanggung jawab untuk produksi

dan cadangan lemak. Nucleus dan sitoplasma di tekan oleh lemak droplet yang besar.

JARINGAN SARAF

            Sel-sel saraf atau neuron dikhususkan untuk komunikasi.  Otak dan urat saraf tulang

belakang contohnya tersusun atas sebuah jaringan neurons yang hampir menyokong sel-sel glial.

            Akson megonduksi sinyal-sinyal listrik jauh dari sel tubuh. Sinyal ini dihasilkan oleh

aliran ion melintasi membrane sel saraf.

            Sel-sel khusus, disebut Schwann atau oligodendrocytes, membungkus sekeliling akson

untuk membentuk lembaran membrane multilayer.

            Syapse dimana neuron membentuk pertemuan khusus denagn neuron yang lain dengan

sel otot. Pada synapse, sinyal  meninggalkan dari satu neuron ke satu sel otot.

BIOSEL

            Sel epithelia sekretori biasanya terkumpul bersama untuk membentuk kelenjar yang

terspesialisasi dalam sekresi dari substansi partikular. Seperti ilustrasi, kelenjar eksokrin

mensekresi produknya kedalam rongga. Kelenjar Endokrine mensekresi hormon dalam darah.

OTOT

            Sel otot memproduksi kekuatan mekanik dengan kontraksi. Pada vertebrata ada beberapa

tipe utama:

Otot skeletal: secara bersama bergerak dengan kekuatannya dan kecepatan kontraksinya. Setiap

otot berupa sebuah bundel atau gumpalan serat otot, setiap dari bundelan itu berupa sel

multinukleat yang besar.

Otot halus: berada pada saluran digestivus, kandung kemih, arteri dan vena. Tersusun atas sel

panjang yang tipis yang setiap selnya memiliki nukleus.

Otot cradiac: berada diantara karakter skeletak dan otot halus. Memproduksi detak jantung.

Selnya berdampingan yang terbungkus oleh junction yang menyebabkan sel berkontraksi dengan

sinkron.

DARAH

Eritrosit adalah sel yang sangat kecil, biasanya tanpa nukleus atau dengan membran dalam dan

terisi penuh dengan oksigen mengikat protein hemoglobin.

Leukosit melindungi dari infeksi.darah tersusun atas satu leukosit untuk setiap 100 sel darah

merah. Meskipun leukosit digunakan dalam sirkulasi mereka dapat melewati dinding dari darah

untuk melakukan kerja dalam jaringan.

Limfosit mampu untuk respon sistem imun seperti produksi antibodi. Makrofag dan neutrofil

berguna untuk mencegah infeksi, dimana mereka menyerang bakteri dan bekas luka.

SEL GERMINAL

Keduanya sperma dan sel telur haploid yang membawa hanya satu set kromosom. Sperma dari

jantan bertemu dengan sel telur dari betina yang kemudian membentuk organisme diploid

dengan pembagian sel suksesiv.

SEL SENSORI

Sebagian besar sel yang terspesialisasi pada tubuh vertebrata yang kemudian dikenal dengan

stimulus eksternal. Sel rambut dari telingan dalam yang mendeteksi suara. Modifikasi sel epitelia

membawa mikrivili pada permukaan. Pergerakan sebagai respon dari getar suara yang

menyebabkan sinyal elektrik yang melewati otak.sel tangkai dalam retina dari mata

terspesialisasi untuk merespon cahaya. Daerah photosensitiv tersusun atas banyak cakram

membanous dimana membran memiliki pigmen cahaya yang sensitif yaitu rhodopsin. Cahaya

dimasukkan dalam sinyal elekrik yang ditransmisikan pada sel saraf pada mata yang dipancarkan

ke otak.

suatu mata tenaga ahli untuk menciri, sebagai contoh, suatu embrio anak ayam muda dari suatu

embrio manusia muda.