Sel Prokariotik dan Eukariotik, Mana yang Lebih Dapat Bertahan Hidup?

Selamat datang pada artikel pertama saya! Di artikel pertama saya ini, saya akan membahas mengenai sel, khususnya mengenai seberapa setuju saya tentang topik bahwa sel prokariotik lebih mudah mempertahankan eksistensinya dari kepunahan dibandingkan sel eukariotik. Untuk mengawali topik ini, saya akan memulainya dengan teori. "Sel adalah unit struktural dan fungsional terkecil penyusun makhluk hidup. Atau bisa juga definisi dari sel adalah satuan terkecil penyusun makhluk hidup. Sel berasal dari kata "cella"( Yunani ) yang berarti ruangan berukuran kecil. Tubuh manusia terdiri dari beribu-ribu atau bahkan berjuta sel-sel, begitu pula dengan tumbuhan dan hewan. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel, karena itulah sel dapat berfungsi atau bahkan hidup sendiri asalkan kebutuhannya terpenuhi."(Tanri Alim,2017)

Pada masa lalu, para ahli biologi telah mengemukakan idenya masing-masing mengenai sel. Sekarang, saya akan menjelaskan secara singkat ide-ide tersebut :

    1. Robert Hooke (1635-1703)

    Ia mencoba melihat struktur sel pada sayatan gabus di bawah mikroskop. Dari hasil pengamatannya diketahui terlihat rongga-rongga yang dibatasi oleh dinding tebal. Jika dilihat secara keseluruhan, strukturnya mirip sarang lebah. Satuan terkecil dari rongga tersebut dinamakan sel.

    2. Schleiden (1804-1881) dan T. Schwann (1810-1882)

    Mereka mengamati sel-sel jaringan hewan dan tumbuhan. Schleiden mengadakan penelitian terhadap tumbuhan. Setelah mengamati tubuh tumbuhan, ia menemukan bahwa banyak sel yang menyusun tubuh tumbuhan. Akhirnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tumbuhan adalah sel. Schwann melakukan penelitian terhadap hewan. Ternyata dalam pengamatannya tersebut ia melihat bahwa tubuh hewan juga tersusun dari banyak sel. Selanjutnya ia menyimpulkan bahwa satuan terkecil dari tubuh hewan adalah sel.

    3. Robert Brown

    Pada tahun 1831, Brown mengamati struktur sel pada jaringan tanaman anggrek dan melihat benda kecil yang terapung-apung dalam sel yang kemudian diberi nama inti sel atau nukleus. Berdasarkan analisanya diketahui bahwa inti sel selalu terdapat dalam sel hidup dan kehadiran inti sel itu sangat penting, yaitu untuk mengatur segala proses yang terjadi di dalam sel.

    4. Felix Durjadin dan Johannes Purkinye

    Pada tahun 1835, setelah mengamati struktur sel, Felix Durjadin dan Johannes Purkinye melihat ada cairan dalam sel, kemudian cairan itu diberinya nama protoplasma.

    5. Max Schultze (1825-1874)

    Ia menegaskan bahwa protoplasma merupakan dasar-dasar fisik kehidupan. Protoplasma merupakan tempat terjadinya proses hidup. Dari pendapat beberapa ahli biologi tersebut akhirnya melahirkan beberapa teori sel antara lain:

• sel merupakan unit struktural makhluk hidup;
• sel merupakan unit fungsional makhluk hidup;
• sel merupakan unit reproduksi makhluk hidup;
• sel merupakan unit hereditas.

Beberapa teori sel itu menunjukkan betapa pentingnya peranan sel karena hampir semua proses kehidupan dan kegiatan makhluk hidup dipengaruhi oleh sel.(Ahmad Fathoni,2017)           

Untuk mengawali topik sel prokariotik dan eukariotik, saya akan menjelaskan mengenai asal usul kedua sel tersebut :

ASAL USUL PROKARIOTIK

"Protobion dianggap sebagai bahan dasar pembentuk sel purba atau disebut progenot. Progenot merupakan cikal bakal universal semua jenis sel yang ada sekarang. Progenot berkembang menjadi kelompok sel prokariotik purba seperti Archaebacteria. Archaebacteria merupakan bakteri yang beradaptasi terhadap suhu sekitar 100C, kadar garam tinggi, atau kadar asam tinggi.

Archaebacteria bersifat anaerob, memiliki dinding sel yang tersusun dari berbagai jenis protein, memiliki pigmen fotosintetik berupa bakteriorodopsin, dan mampu menghasilkan ATP sendiri. Kelompok sel yang lain, yaitu Eubacteria, merupakan bakteri yang hidup pada kondisi lingkungan yang tidak seekstrim kondisi tempat hidup Archaebacteria. Eubacteria ada yang bersifat aerob dan anaerob, memiliki dinding sel yang tersusun dari peptidoglikan, memiliki pigmen fotosintetik berupa bakterioklorofil, dan mampu menghasilkan ATP secara lebih efisien karena sistem transpor elektronnya lebih berkembang.

Sel prokariotik merupakan sel yang memiliki struktur lebih sederhana dibandingkan dengan sel eukariotik. Oleh karena itu, para ahli menduga bahwa makhluk hidup yang pertama kali muncul merupakan prokariot."(Weda Ayu,2016)

ASAL USUL EUKARIOTIK

"Bukti-bukti fosil menunjukkan bahwa sel prokariotik yang ada dalam batu-batuan telah berumur sekitar 3,5 milyar tahun. Umur ini satu hingga dua milyar tahun selisihnya dengan bukti yang mendukung kemunculan sel eukariotik. Dengan demikian, disimpulkan bahwa sel prokariotik telah ada terlebih dahulu sebelum sel eukariotik. Di antara sel prokariotik dan eukariotik juga terdapat berbagai kesamaan sifat. Kesamaan sifat tersebut misalnya kesamaan kode informasi genetik, enzim, dan jalur metabolisme.

Sampai dengan sekitar tahun 1970, diyakini bahwa sel- sel eukariotik berevolusi dari sel-sel prokariotik melalui suatu proses evolusi perlahan-lahan, yaitu organel pada sel prokariotik perlahan-lahan berkembang menjadi lebih kompleks. Konsep ini berubah setelah penemuan Lynn Margulis dari Universitas Boston. Margulis membuktikan teori yang sebelumnya diabaikan, yaitu organel-organel tertentu pada sel eukariotik, terutama mitokondria dan kloroplas berasal dari sel prokariotik yang berukuran kecil.

Sel prokariotik tersebut menempati sitoplasma sel inang yang berukuran lebih besar sehingga terbentuk sel eukariotik. Hipotesis ini disebut sebagai teori endosimbiotik. Teori endosimbiotik bermakna bahwa sel tunggal yang kompleks berevolusi dari dua atau lebih sel yang lebih sederhana, yang hidup simbiotik dengan sel inangnya. .

Nenek moyang sel eukariotik yang pertama diduga merupakan bakteri heterotrof anaerob. Disebut sebagai bakteri anaerob karena energi bakteri ini berasal dari perombakan makanan tanpa menggunakan oksigen. Disebut sebagai bakteri heterotrof karena bakteri ini tidak dapat menyintesis makanannya (senyawa kompleks) dari prekursor organik (seperti C02 dan H20), dan memerlukan senyawa kompleks dari lingkungannya.

Sesuai dengan teori endosimbiotik, ada organisme prokariot yang relatif besar, bersifat anaerob dan heterotrof, yang menelan organisme prokariot yang berukuran lebih kecil dan bersifat aerob. Prokariot yang berukuran kecil tersebut diduga merupakan bakteri fotosintetik ungu.

Namun, karena tidak dapat dicerna oleh sitoplasma prokariotik yang lebih besar, sel prokariot yang lebih kecil tersebut tinggal menetap dan membentuk endosimbion di dalam tubuh sel inangnya. Saat sel inang bereproduksi, endosimbion juga bereproduksi. Setelah beberapa generasi, endosimbion kehilangan sifat-sifat yang tidak dibutuhkannya lagi dan berevolusi menjadi organel mitokondria yang kita kenal sekarang ini."(Weda Ayu,2016)

Sekarang, saya akan lebih mendalami sel prokariotik dan sel eukariotik, dengan definisi dan berbagai penjelasan."Sel prokariotik merupakan sel dengan tidak adanya selaput atau membran yang melapisi inti sel, sehingga materi genetik yang terkandung di dalam inti tidak terbungkus oleh selaput atau membran. Semua prokariota adalah uniseluler, kecuali myxobacteria yang sempat menjadi multiseluler di salah satu tahap siklus hidup biologinya. Prokaryota terbagi menjadi dua domain: Bakteri dan Archaea. Archaea baru diakui sebagai domain sejak 1990. Archaea pada awalnya diperkirakan hanya hidup di kondisi yang tidak nyaman, seperti dalam suhu, pH, dan radiasi yang ekstrem, tetapi kemudian Archaea ditemukan juga di berbagai macam habitat. Contoh sel prokariotik adalah bakteri, ganggang biru, dan paramecium. Sedangkan, sel eukariotik merupakan jenis sel yang memiliki selaput atau membran untuk membungkus materi genetik yang terkandung di dalam inti sel agar tidak tersebar. Organisme eukariotik mungkin uniseluler atau multiseluler. Hanya eukariota yang memiliki banyak jenis jaringan yang terdiri dari jenis sel yang berbeda. Contoh makhluk hidup yang memiliki susunan sel eukariotik adalah ganggang (kecuali ganggang biru), manusia, hewan, tumbuhan, dan jamur (fungi)."(AHA Blogweb,2016)(Wikipedia)

          Agar lebih jelas mengenai sel prokariotik dan sel eukariotik, berikut saya jabarkan beberapa perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik :

1. Ukuran Sel : Diameter sel Prokariotik 0,2-2.0 m, sedangkan diameter sel Eukariotik 10-100 m

2. Bentuk DNA :Sel Prokariotik memiliki bentuk DNA sirkuler, sedangkan sel Eukariotik memiliki bentuk DNA linear (nukleus) dan sirkuler (mitokondria dan plastida).

3.Struktur dan letak ribosom : Sel Prokariotik memiliki struktur 3 rantai RNA bebas di sitoplasma, sedangkan sel Eukariotik memiliki 4 rantai RNA menempel di RE kasar dan bebas di sitoplasma.

4. Inti Sel : Sel Prokariotik tidak memiliki membran inti sel (nukleoid). Sel Eukariotik memiliki membran inti sel (nukleus)

5. Penutup Sel : - Sel Prokariotik : Kelas Archaebacteria : Pseudopeptidoglikan

                                                         Kelas Eubacteria : Peptidoglikan

                            - Sel Eukariotik : Kelas Fungi : Kitin + Selulosa

                                                         Kelas Plantae : Selulosa (saat muda), Lignin (saat tua)

Dari perbedaan-perbedaan yang ada diatas, bisa ditarik kesimpulan bahwa sel Eukariotik merupakan perkembangan dari sel Prokariotik, bukti paling kuat bisa dilihat dalam bentuk DNA nya. Sel Prokariotik dan sel Eukariotik sama-sama memiliki bentuk DNA sirkuler.

            Sel Prokariotik sebagian besar terbagi menjadi kelas bakteri. Berikut adalah penjelasan mengenai dinding sel Prokariotik. "Bakteri (prokariot) adalah organisme prokariotik yang memiliki dinding sel yang tersusun dari peptidoglikan. Hal ini berbeda dengan tumbuhan (eukariot) yang dinding selnya tersusun dari selulosa, pektin, maupun lignin.

           Dinding sel bakteri terdiri dari senyawa peptidoglikan, asam teikoat, polisakarida, lipid, asam amino, dan protein. Perlu diperhatikan bahwa keistimewaan dinding sel bakteri mengandung struktur dan material yang tidak ditemukan pada hewan dan tumbuhan, dimana urutan yang silih berganti dari N-asetil muramat dan N-asetil glukosamin. Peptidoglikan hanya ditemukan pada sel prokariota saja. Diamino pimelat hanya ditemukan pada semua bakteri Gram negatif dan sebagian bakteri Gram positif. Diamino pimelat pada bakteri bentuk kokus diganti asam amino lisin, alanin, glutamate, glisin, serin, asam aspartat, dll.

• Peptidoglikan

Peptidoglikan, yaitu suatu polimer N-glikosamin terasilasi dengan rantai peptida. Terdiri atas unit-unit N-asetilglukosamin dan N-asetilmuramat secara bergantian. Peptidoglikan berfungsi, yaitu (i) mencegah lisis sel di dalam media hipotonis, (ii) menyebabkan sel kaku dan memberi bentuk kepada sel.

Sel Eukariotik sebagian besar terdiri dari Fungi dan Tumbuhan (Plantae). Berikut adalah penjelasan mengenai dinding sel Eukariotik :

            Dinding sel merupakan benda ergastik atau bahan inclusion non protoplasmic yang terdapat di luar plasma sel dan membran plasma. Apabila dilihat dengan menggunakan mikroskop elektron tampak dua daerah yang berbeda yaitu daerah mikrofibril acak atau daerah yang terbentuk saat replikasi sel, dan daerah mikrofibril sejajar atau disebut dinding primer dan sekunder yang letaknya mengelilingi sel yang dewasa. Mikrofibril adalah suatu unit dasar dari dinding sel yang terdiri dari selulosa."(Marinda Mega,2014)

            Sekarang, saya akan mulai mengemukakan pendapat saya sendiri mengenai seberapa setuju saya tentang sel prokariotik yang lebih mudah mempertahankan eksistensinya dari kepunahan dibandingkan sel eukariotik. Saya setuju dengan topik ini, bahwa sel prokariotik lebih mudah mempertahankan eksistensinya dari kepunahan dibandingkan sel eukariotik. Saya akan menjelaskan berbagai alasan saya setuju topik ini.

Pertama, beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrem. Clostridium botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri penyebab keracunan pada makanan kaleng. Contoh lain, beberapa komunitas bakteri dapat bertahan hidup di dalam awan dengan ketinggian hingga 10 kilometer. Terdapat sebuah tim peneliti yang menggunakan pesawat tua DC-8 yang dimodifikasi sebagai laboratorium terbang berhasil mengambil sampel sejumlah bakteri di awan dalam kondisi badai. Bakteri yang hidup dalam nukleasi es terbawa badai dan bertahan dalam ionisasi awan.

Kedua ,Radiasi pada kekuatan tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri. Sebagai contoh pada manusia, radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, katarak, hipertensi, dan bahkan kanker. Akan tetapi, terdapat kelompok bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan radiasi yang sangat tinggi, bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan manusia tehadap radiasi, yaitu kelompok Deinococcaceae. Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy = 100 rad), sedangkan bakteri yang termasuk dalam kelompok ini dapat bertahan hingga 5.000 Gy. Pada umumnya, paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA. Apabila terjadi pada intensitas yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian. Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien.

Ketiga,Prokariotik sangat bergantung pada ketersediaan zat-zat tertentu di habitatnya, sehingga metabolisme prokariota lebih bervariasi daripada eukariota, sehingga tercipta bermacam-macam tipe prokariota. Misalnya, ada prokariota yang metabolismenya bergantung pada ketersediaan [H2S] untuk memperoleh energi dalam mempertahankan kelangsungan hidupnya. Selain itu ada juga prokariota yang menggunakan fotosintesis maupun senyawa organik untuk memperoleh energi. Cara memperoleh energi yang bermacam-macam tersebut membuat organisme prokariotik mampu bertahan di lingkungan yang ekstrem seperti, permukaan salju di antartika, lubang hydrothermal di dasar laut, dan sumber air panas.

Keempat, kemampuan beberapa organisme prokariotik untuk dapat bertahan hidup di lingkungan ekstrem disebabkan DNA prokariota diekspresikan untuk menyesuaikan dengan lingkungan. DNA organisme prokariotik lebih sederhana daripada DNA pada eukariota karena pasangan basa nukleotidanya lebih sedikit serta memiliki kromosom tunggal. Organisme prokariotik tidak memiliki membran organel, sehingga tidak memiliki membrane inti pula. Inti sel prokariota disebut nukleoid.

Kelima, selain ekspresi DNA, kemampuan bertahan sel prokariotik di lingkungan ekstrem juga didukung oleh struktur dinding sel yang mengandung peptidoglikan. Peptidoglikan adalah polisakarida yang terdiri dari dua gula turunan yaitu, asam- N-asetil glukosamin dan asam-N-asetil muramat. Dua gula turunan tersebut dihubungkan dengan ikatan -1,4 dan rantai peptida pendek yang terdiri dari d- asam glukamat, l-alanin, d-alanin serta l-lisin maupun asam diaminopimelik (DAP). DAP merupakan asam amuno langka yang hanya ditemukan di dinding sel prokariotik.

Keenam, dinding sel Prokariota dilapisi oleh kapsul, lapisan lengket yang terdiri dari polisakarida atau protein. Dengan adanya kapsul ini, organisme prokariota memungkinkan untuk menempel pada substrat maupun individu lain dalam suatu koloni. Kapsul ini juga melindungi prokariota dari dehidrasi, serta melindungi prokariota patogenik dari sistem kekebalan inangnya.

Ketujuh, jika keadaan lingkungan buruk, banyak bakteri yang mampu bertahan dengan berubah menjadi kista. Kista berfungsi melindungi diri dari pengaruh lingkungan yang buruk. Bakteri dalam bentuk kista merupakan keadaan istirahat yang tahan terhadap desinfektan, sinar, kekeringan, panas, ataupun dingin sehingga dapat bertahan selama bertahun-tahun. Pada keadaan tersebut, bakteri akan membentuk spora. Pembentukan spora dimulai dengan timbulnya daerah bening di dekat salah satu ujung bakteri. Lambat laun daerah bening tersebut semakin keruh dan mulai membentuk permukaan spora. Spora yang dibentuk di dalam sel disebut endospora, sedangkan spora yang dibentuk di luar sel disebut eksospora. Jika keadaan lingkungan kembali baik, spora akan tumbuh menjadi individu bakteri. Pertumbuhan bakteri tersebut dimulai dengan meresapnya air ke dalam spora. Kemudian, spora mengembang dan kotak spora menjadi retak.

Dari berbagai pendapat yang sudah saya kemukakan, saya menyimpulkan bahwa sel prokariotik dapat mempertahankan eksistensinya dari kepunahan dibandingkan sel eukariotik, dengan tujuh alasan :

• Beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrem.
• Sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien, membuat bakteri memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik.
• Prokariotik sangat bergantung pada ketersediaan zat-zat tertentu di habitatnya, sehingga metabolisme prokariota lebih bervariasi daripada eukariota, sehingga tercipta bermacam-macam tipe prokariota.
• DNA organisme prokariotik lebih sederhana daripada DNA pada eukariota karena pasangan basa nukleotidanya lebih sedikit serta memiliki kromosom tunggal.
• Kemampuan bertahan sel prokariotik di lingkungan ekstrem juga didukung oleh struktur dinding sel yang mengandung peptidoglikan.
• Dinding sel Prokariota dilapisi oleh kapsul, lapisan lengket yang terdiri dari polisakarida atau protein. Dengan adanya kapsul ini, organisme prokariota memungkinkan untuk menempel pada substrat maupun individu lain dalam suatu koloni. Kapsul ini juga melindungi prokariota dari dehidrasi, serta melindungi prokariota patogenik dari sistem kekebalan inangnya.
• Jika keadaan lingkungan buruk, banyak bakteri yang mampu bertahan dengan berubah menjadi kista. Kista berfungsi melindungi diri dari pengaruh lingkungan yang buruk. Jika keadaan lingkungan kembali baik, spora akan tumbuh menjadi individu bakteri. Pertumbuhan bakteri tersebut dimulai dengan meresapnya air ke dalam spora. Kemudian, spora mengembang dan kotak spora menjadi retak.

Demikianlah penjelasan saya mengenai "Sel Prokariotik lebih mudah mempertahankan eksistensinya dari kepunahan dibandingkan Sel Eukariotik". Saya setuju dengan topik tersebut, dengan berbagai alasan yang sudah saya paparkan di atas. Dan dengan ini, artikel pertama saya telah usai. Bagi para pembaca, terima kasih telah membaca artikel pertama saya ini, dan silakan memberikan berbagai saran dan kritik tentang artikel pertama saya ini di kolom komentar. Jika ada kesalahan penulisan, saya mohon maaf, karena saya juga sedang belajar untuk menjadi lebih baik dan agar lebih memahami materi ini. Terimakasih kepada sumber-sumber yang saya pakai dalam penulisan artikel ini, dengan sumber tersebut saya menjadi lebih paham dan dapat menyampaikan materi ini ke pembaca sekalian dengan singkat dan jelas.

Sumber Referensi :

• https://books.google.co.id/books?id=FVDbd4R9wX8C&pg=PA14&lpg=PA14&dq=kista+di+sel+prokariotik&source=bl&ots=Ivbc7SfC32&sig=dihgvkFyppWXlyK7BtQdzlb9eOY&hl=en&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=kista%20di%20sel%20prokariotik&f=false
• https://id.wikipedia.org/wiki/Prokariota
• https://id.wikipedia.org/wiki/Eukariota
• https://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri
• http://www.zonasiswa.com/2015/02/pengertian-dan-sejarah-sel.html
• https://dokumen.tips/documents/1st-sel-prokariotik.html
• http://www.biologi-sel.com/2012/12/pengertian-sel.html
• http://www.ilmudasar.com/2016/11/Pengertian-Perbedaan-Struktur-Sel-Prokariotik-dan-Sel-Eukariotik-adalah.html