Karakteristik sel PROCARIOTE: struktural dan fungsional

Itu prokariota adalah kumpulan organisme yang termasuk bakteri atau eubacteria dan lengkungan orarchea. Bersama-sama mereka adalah organisme di mana-mana (mereka ada di mana-mana). Mereka dapat ditemukan di semua jenis lingkungan mulai dari lingkungan asam lambung hingga sumber air panas bawah air. Strukturnya sangat sederhana dan ukurannya kecil. Meskipun archea dan bakteri memiliki perbedaan penting di antara mereka, mereka memiliki serangkaian karakteristik umum yang khas dari semua organisme prokariotik.

Dalam pelajaran ini dari seorang GURU kami menjelaskan apa itu ciri-ciri sel prokariotik pada tingkat struktural dan pada tingkat fungsional.

Organisme prokariotik adalah organisme uniseluler dengan struktur sederhana, di bawah ini kita akan melihat apa karakteristik struktural utama dari main sel prokariotik.

• Sel kecil, antara 1 dan 15 m untuk archaea dan 1 dan 30 m untuk bakteri.
• Sel yang tidak terkotak-kotak, yaitu, tidak ada divisi internal ke dalam kompartemen yang dibatasi oleh membran. Satu-satunya membran dalam sel prokariotik adalah membran plasma.

Artinya beberapa ciri-ciri sel prokariotik adalah:

1. Mereka tidak memiliki nukleus: Seperti namanya, sel prokariotik tidak memiliki nukleus. Materi genetiknya terbenam dalam sitoplasma sel.
2. Mereka tidak memiliki organel bermembran, yang berarti bahwa semua fungsi biologis sel berlangsung di ruang tunggal sitoplasma. Namun, membran plasma organisme ini menyajikan lipatan yang menembus ke dalam sitoplasma dan itu mengandung enzim yang mengatur beberapa proses metabolisme seperti sintesis ATP atau fotosintesis pada bakteri fotosintesis. Invaginasi membran sel ini disebut mesosom.

Pada tingkat membran plasma, terdapat perbedaan antara archaea dan bakteri, mereka memiliki komposisi lipid yang berbeda. Archaea memiliki ikatan seperti eter dalam lipid yang membentuk membran plasma, daripada ikatan seperti ester seperti yang ditemukan pada bakteri dan sel eukariotik. Dalam kasus beberapa archea, membran plasma terdiri dari satu lapisan lipid.

Struktur kromosom sederhana

Dalam sel prokariotik, semua informasi yang diperlukan untuk kehidupan terkandung dalam satu molekul DNA telanjang, untai ganda, dan melingkar, ditutup oleh ikatan kovalen, yang disebut kromosom bakteri. Selain informasi genetik yang terkandung dalam kromosom tersebut, banyak prokariota memiliki materi genetik ekstrakromosomal, juga dalam molekul. DNA untai ganda dan sirkular yang mengandung informasi genetik yang tidak esensial untuk pertumbuhan organisme dalam kondisi tertentu normal.

Struktur DNA ekstrakromosomal ini disebut plasmid. Plasmid adalah molekul kecil yang hanya mengandung beberapa gen, mereka memiliki kemampuan untuk bereplikasi secara independen dari kromosom bakteri dan dapat ditularkan antara organisme yang berbeda prokariota. Plasmid memainkan peran penting dalam akuisisi resistensi antibiotik oleh bakteri. Setiap sel prokariotik biasanya menghasilkan banyak salinan plasmid sambil menghasilkan satu salinan kromosomnya.

• Organisme uniseluler: Prokariota selalu merupakan organisme uniseluler, hal ini disebabkan kesederhanaan struktural sel prokariotik yang mencegah munculnya organisme multiseluler. Tingkat penataannya tidak memungkinkan mekanisme koordinasi muncul dan penampilan sel yang terspesialisasi dalam fungsi tertentu; seperti halnya dalam kasus sel eukariotik.
• Kehadiran dinding sel: Semua organisme prokariotik memiliki penutup luar yang melindungi membran plasma: dinding sel. Ini adalah struktur kaku yang membentuk mikroorganisme. Terdapat perbedaan komposisi dan struktur dinding sel bakteri dan archea. Dalam kasus arkea, dinding sel tidak mengandung peptidoglikan seperti pada bakteri, melainkan molekul dengan komposisi serupa yang disebut pseudopeptidoglikan. Selain itu, dinding sel arkea juga dapat mengandung glikoprotein atau protein. Ada genus archea yang tidak memiliki dinding sel: Termoplasma
• Kehadiran kapsul dalam banyak kasus: Meskipun bukan struktur yang ada di semua organisme prokariotik, kapsul ada di sebagian besar dari mereka. Ini terdiri dari lapisan eksternal ke dinding sel konsistensi agar-agar, dibentuk oleh protein, glikoprotein dan air; dan itu memungkinkan prokariota untuk menempel pada substrat dan membentuk koloni melalui agregasi beberapa individu.
• Tidak adanya sitoskeleton: Sel prokariotik tidak memiliki sitoskeleton (struktur sitoplasma yang terdiri dari mikrotubulus) dan struktur yang bertanggung jawab untuk membentuk organisme ini adalah dinding selnya.
• Keberadaan ribosom: Satu-satunya organel yang ada pada prokariota adalah ribosom. Ribosom adalah organel nonmembran yang terdiri dari dua subunit yang terdiri dari RNA dan protein. Mereka adalah organel yang bertanggung jawab untuk sintesis protein dari informasi yang terkandung dalam molekul RNA pembawa pesan. RNA ribosomal archaea dan bakteri memiliki komposisi yang sama sekali berbeda dan merupakan salah satu dari kriteria filogenetik yang memungkinkan membedakan kedua organisme ini ke dalam domain yang terpisah prokariota.

Kami terus mengetahui karakteristik sel prokariotik untuk fokus pada fungsinya. Itu organisme prokariotik memiliki sejumlah karakteristik fungsional yang menjelaskan kemudahannya untuk menjajah semua jenis lingkungan dan beradaptasi dengan cepat terhadap perubahan. Karakteristik fungsional utama prokariota adalah sebagai berikut:

Keanekaragaman metabolisme

Adaptasi ekstrim prokariota ditentukan oleh fleksibilitas ekstrim genom mereka (set gen yang berisi informasi genetik suatu organisme). Organisme prokariotik memiliki kemampuan untuk menggandakan, menghapus, atau mengubah gen mereka. Artinya, mereka menyajikan tingkat mutasi sangat tinggi.

Selain kapasitas mutasi yang tinggi ini, prokariota memiliki kemampuan untuk bertukar materi genetik dengan mikroorganisme lain yang ada di lingkungannya, dalam proses yang disebut transfer gen horizontal.

Transfer gen horizontal adalah mekanisme yang sangat penting dalam kasus archeas. Transfer gen horizontal memungkinkan prokariota untuk memperoleh adaptasi terhadap lingkungan yang ada pada mikroorganisme lain, yang memungkinkan mereka untuk dengan cepat menjajah lingkungan baru. Mekanisme transfer gen horizontal ini sangat kuat kekuatan dominan dalam evolusi prokariota dan itu akan menjelaskan, misalnya, munculnya resistensi antibiotik yang cepat pada bakteri dan terutama di archaea.

Reproduksi seksual dan paraseksual

Reproduksi aseksual: Prokariota berkembang biak dengan reproduksi aseksual.

• Bipartisi atau reproduksi dengan pembelahan seluler: ini adalah jenis reproduksi paling sederhana, di mana satu individu (sel) membelah untuk menghasilkan dua sel atau individu. Pembagian berturut-turut dengan bipartisi memunculkan penciptaan koloni organisme klon (dengan informasi genetik yang identik).
• Sporulasi: Jenis reproduksi aseksual ini menyiratkan pembentukan endospora (bentuk resistensi) sebagai respons terhadap kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Ini hanya terjadi pada beberapa bakteri tetapi tidak pada archaea.

Reproduksi paraseksual: Rekombinasi genetik pada prokariota. Reproduksi paraseksual adalah salah satu di mana dua organisme bertukar informasi genetik atau memperoleh informasi genetik baru dari individu lain. Mekanisme ini memberikan keragaman genetik untuk organisme prokariotik, karena berkat mereka rekombinasi dari informasi genetik dan memungkinkan, bersama dengan tingkat mutasi yang tinggi, munculnya varian baru dari spesies organisme prokariota.

Ada berbagai mekanisme rekombinasi genetik pada prokariota.

• Transformasi: itu adalah proses di mana organisme prokariotik mampu menggabungkan DNA eksogen, yang berasal dari organisme prokariotik lain dan yang bebas di lingkungan.
• Transduksi: Ini adalah perjalanan materi genetik dari satu individu ke individu lain melalui bakteriofag (virus yang menginfeksi bakteri).
• Konjungsi: Ini terdiri dari pertukaran materi genetik searah dari individu donor ke individu penerima, melalui kontak langsung di antara mereka. Plasmid adalah elemen yang paling sering ditransmisikan melalui mekanisme ini.

Pertumbuhan yang cepat

Sebagian besar organisme prokariotik berkembang biak dengan sangat cepat, sehingga waktu yang telah berlalu waktu generasi (waktu dari kelahiran satu generasi ke kelahiran berikutnya) adalah sangat singkat. Untuk bakteri waktu generasi rata-rata adalah 20 menit. Pertumbuhan tinggi memungkinkan kolonisasi yang cepat dari lingkungan baru.