PERBEDAAN PROKARIOT DAN EUKARIOT

BAB I

PENDAHULUAN

Sel merupakan unit terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup dan merupakan tempat terselenggaranya fungsi kehidupan. Atau dengan kata lain sel merupakan unit structural dan fungsional terkecil dari makhluk hidup. Sebagai unit structural terkecil dari makhluk hidup yang merupakan penyusun yang mendasar bagi tubuh makhluk hidup, setiap sel tersusun dari berbagai bagian, yaitu membrane plasma, inti sel (nucleus), sitoplasma dan organel sel. Sel sebagai unit fungsional bermakna bahwa sel-sel penyusun tubuh makhluk hidup melakukan suatu fungsi atau kegiatan proses hidup. Fungsi yang dilakukan oleh sel adalah respirasi, ekskresi, transportasi, sintesis, reproduksi, sekresi dan respon (tanggapan) terhadap rangsangan. Sel juga merupakan unit hereditas atau pewaris yang menurunkan sifat genetis dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Sebagian besar sel memiliki ukuran yang sangat kecil. Umumnya sel berdiameter 1-100µm. Dengan ukuran yang sangat  kecil tersebut, sel tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Maka dapat digunakan alat bantu yaitu mikroskop. Seiring dengan perkembangan teknologi mikroskop, ditemukan dua tipe struktur sel, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik.

Eukariot merupakan kelompok yang memiliki sel dengan kompartemen yang dikelilingi membrane termasuk nucleus, organel-organel seperti mitokondria, kloroplas, dan lain-lain. Sedangkan prokariot merupakan kelompok yang selnya tidak memiliki kompartemen internal.

A.     SEL PROKARIOT

Sel  prokariot adalah sel tanpa membrane inti, memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

·         Sel prokariotik berukuran 1-10µm.

·         Memiliki materi genetic berupa DNA yang tidak dibungkus membrane inti

·         DNA prokariotik berbentuk sirkuler atau disebut nukleoid. Di luar nukleoid terdapat juga DNA sirkuler lain yang lebih kecil disebut plasmid

·         Sebagian besar memiliki dinding sel

·         Aktivitas sel terjadi pada membrane plasma dan di dalam sitoplasma

·         Contoh : Cyanobacteria dan sel bakteri

Gambar 1.1 Sel bakteri serta bagian-bagiannya

Prokariot ditemukan di berbagai lingkungan ekstrem dingin, panas, asam, atau basa yang tidak cocok bagi eukariot. Prokariot secara evolusi dibedakan menjadi 2(dua) domain yaitu Arkae dan bakteri.

Perbedaan antara bakteri dan arkae adalah sebagai berikut :

Tabel 1.1 Perbedaan Bakteri dan Arkae

KRITERIA	BAKTERI	ARKAE
Peptidoglikan	Ada	Tidak ada
Lipid membrane	Rantai C tidak bercabang	Rantai C bercabang
Kepekaan antibiotic tertentu	Dihambat	Tidak dihambat
Sekuen rRNA	Unik	Beberapa sama dengan eukariot
RNA polymerase	Kecil dan sederhana	Kompleks, mirip eukariot
Intron	Tidak ada	Ada pada gen tertentu

Prokariot memiliki beberapa tipe dalam pemerolehan nutrisi hidupnya antara lain sebagai berikut :

Tabel 1.2 Pemerolehan Nutrisi Prokariot

TIPE NUTRISI	SUMBER ENERGI	SUMBER KARBON
Fotoautotrof (fotosintetik)	Cahaya matahari	CO2
Kemoautotrof	Senyawa anorganik (H2S, S, Fe)	CO2
Fotoheterotrof	Cahaya matahari	Organic
Kemoheterotrof	Senyawa organic	Organic

·         Sebagian besar prokariot bersifat kemoheterotrof, contoh Escherichia coli.

·         Bakteri fotoautotrof contoh : sianobakter, bakteri fotosintetik ungu, bakteri fotosintetik hijau

B.     SEL EUKARIOT

Sel eukariot adalah sel yang memiliki membrane inti sehingga terjadi pemisahan antara inti sel dan sitoplasma, memiliki ciri-ciri sebagai berikut ;

·         Sel eukariotik berukuran 10-100µm

·         Memiliki materi genetic berupa DNA yang dibungkus membrane inti

·         Memiliki protoplasma (kesatuan inti sel dan sitoplasma)

·         Memiliki sejumlah organel yang masing-masing memiliki fungsi spesifik

·         Contoh : sel hewan dan sel tumbuhan

 

Gambar 1.2 Sel hewan dan sel tumbuhan serta bagiannya masing-masing

Sel eukariot memiliki banyak organel yang memiliki fungsinya masing-masing yang secara keseluruhan berperan dalam metabolism sel. Di bawah ini terdapat beberapa jenis oganel sel dan fungsinya (tabel 1.3).

Tabel 1.3 Beberapa Jenis Organel Sel Eukariot dan Fungsinya

Organel	Fungsi
Ribosom	Tempat sintesis protein
Reticulum Endoplasma	RE kasar berfungsi sebagai tempat sintesis protein dan RE halus berfungsi sebagai tempat sintesa lipid, metabolism karbohidrat, dan detoksifikasi obat-obatan
Badan golgi	Memproses protein dan molekul lain yang akan dibawa ke luar sel atau ke membrane sel
Lisosom	Mencerna makromolekul secara intraseluler dan merusak sel-sel asing
Peroksisom	Merombak H2O2 yang bersifat racun bagi sel
Mitokondria	Tempat terjadinya respirasi seluler yang menghasilkan ATP

Antara sel hewan dan sel tumbuhan juga memiliki perbedaan antara lain sebagai berikut :

Tabel 1.4 Perbedaan Sel Hewan dan Tumbuhan

SEL HEWAN	SEL TUMBUHAN
Tidak memiliki dinding sel	Memiliki dinding sel
Memiliki vakuola berukuran kecil	Memiliki vakuola berukuran besar
Tidak memiliki plastid	Memiliki plastid (kloroplas, kromoplas, dan leukoplas)
Memiliki sentriol	Tidak memiliki sentriol

BAB II

ISI

A.     PERBEDAAN SEL EUKARIOT DAN PROKARIOT

Sel prokariot dan eukariot memiliki perbedaan yang sangat signifikan dengan dasar utama ada tidaknya membrane inti sel. Namun masih ada beberapa perbedaan antara keduanya yang dapat dilihat pada gambar 2.1 di bawah ini ;

Gambar 2.1 Perbedaan Prokariot dan Eukariot secara umum

Secara strukturalnya dapat juga dilihat perbedaannya melalui gambar bakteri dan sel hewan di bawah ini (gambar 2.2) :

Gambar 2.2 Sel bakteri dan Sel hewan

Namun secara rinci, perbedaan prokariot dan eukariot dapat dilihat pada tabel 2.1 di bawah ini :

Tabel 2.1 Perbedaan sel prokariotik dan eukariotik

PROKARIOT	EUKARIOT
Tidak memiliki inti yang sebenarnya, materi inti tersebar dalam sitoplasma karena tidak mempunyai membrane inti	Memiliki nucleus yang sebenarnya karena materi inti dilingkupi oleh membrane inti
Memiliki DNA yang lebih sederhana, lebih sedikit mengandung pasangan basa nukleotida, berbentuk sirkuler	Memiliki DNA yang lebih kompleks, lebih banyak mengandung pasangan basa nukleotida, sehingga harus digulung pada protein histon (ada histonnya)
Hanya memiliki kromosom tunggal	Memiliki kromosom lebih dari 1 (satu)
Tidak memiliki intron, hanya ekson	Memiliki intron dan ekson
Memiliki operon	Tidak memiliki operon
Proses transkipsi dan translasi dapat terjadi secara simultan	Transkipsi terjadi di inti, dan translasi terjadi di sitoplasma. Keduanya tidak dapat berjalan secara bersamaan.
Proses transkipsi terjadi lebih sederhana	Transkipsi lebih rumit terjadi, dikarenakan akses RNA polymerase terhadap DNA lebih lama akibat DNA dikemas secara kompak dengan protein histon
Proses regulasi sintesis protein lebih sederhana	Proses regulasi sintesis proteinnya lebih kompleks

Perbedaan di atas akan dibahas lebih lanjut pada materi di bawah ini. Selain perbedaan-perbedaan di atas, eukariot dan prokariot memiliki tipe genom yang berbeda. Dimana genom merupakan kandungan genetic total pada set haploid kromosom.

Genom Prokariot

Untuk prokariot diwakili oleh sel bakteri yang memiliki kromosom tunggal, DNA atau RNA saja. Genom prokariot merupakan material genetic yang terdapat pada prokariot.

Genom bakteri terdiri dari kromosom sirkular yang disebut nukleoid. Di luar nukleoid terdapat juga DNA sirkuler lain yang lebih kecil disebut plasmid. Pembentukan badan nukleoid terkondensasi dengan cara supercoiling dan looping yang tersusun secara rapat (gambar 2.3).

Gambar 2.3 Nukleoid dan Plasmid

Plasmid ditemukan pada bakteri. Ukuran bervariasi dan bereplikasi secara otonomi (origin of replication). Dapat ditransfer dari satu bakteri ke bakteri lainnya ataupun pada kingdom yang berbeda. Sering digunakan sebagai vector untuk membawa gen yang diinginkan. Gen yang dibawa oleh plasmid berguna, karena mengkode sifat-sifat ketahanan terhadap antibiotic atau kemampuan untuk memanfaatkan komponen kompleks seperti toluene sebagai sumber karbon. Tetapi prokariot dapat bertahan  secara efektif tanpa plasmid. Prokariot menunjukkan keragaman dalam organisasi genom. E. coli memiliki genom unipartite, tetapi prokariot lainnya lebih kompleks. Kromosom bakteri bereplikasi di dalam sel dan sel membelah secara biner yang dapat dilihat pada gambar 2.4

Gambar 2.4 Replikasi bakteri

Bakteri memiliki DNA yang lebih sederhana, lebih sedikit mengandung pasangan basa nukleotida dan berbentuk sirkuler.

Gambar 2.5 Genom bakteri

Genom Eukariot

Genom manusia merupakan model yang baik bagi genom eukariot secara umum. Genom nuclear eukariotik memiliki molekul DNA linear yang terdapat di dalam kromosom. Semua eukariot juga memiliki genom yang lebih kecil yang berbentuk sirkular yaitu genom mitokondria. Pada tumbuhan terdapat genom lain yaitu genom kloroplas.

Genom eukariotik berlokasi pada beberapa kromosom. Selain itu juga terdapat genom organel. Material kromosom disebut kromatin. Pada kromosom terdapat nukleosome yang merupakan lilitan DNA pada molekul protein yang disebut protein histon. Nukleosom terorganisasi ke dalam 30nm benang-benang. Benang-benang terlipat-lipat membentuk 10.000 fold-compaction yang diperlukan untuk membentuk kromosom eukariot di dalam nucleus (gambar 2.6).

Walaupun struktur dasar eukariot mirip tetapi satu hal penting yang sangat berbeda adalah ukuran genom. Genom eukariot yang terkecil berukuran kurang dari 10Mb panjangnya. Sedangkan genom yang terbesar berukuran lebih dari 100.000 Mb. Eukariot yang lebih sederhana seperti fungi memiliki genom yang paling kecil, dan eukariot yang lebih tinggi seperti vertebrata dan tanaman berbunga memiliki genom yang lebih besar.

 

 

Gambar 2.6 DNA Eukariot

               

Eukariot juga memiliki genom mitokondria yang berbentuk sirkular. Terdapat lebih dari satu. Ukurannya lebih kecil pada sel hewan daripada tumbuhan. Lebih dari 95% protein mitokondria dikode di genom nuklear. Selain itu juga eukariot memiliki genom kloroplas dimana banyak protein kloroplas dikode di nukleus.  

Untuk lebih jelas melihat perbedaan susunan genom pada prokariot dan eukariot dapat dilihat pada gambar 2.7

Gambar 2.7 Perbedaan Genom Prokariot dan Eukariot

               

Transkipsi dan Translasi pada Prokariot dan Eukariot

Perbedaan yang sangat signifikan lainnya adalah mengenai proses transkipsi dan translasi.

Pada prokariot proses transkipsi dan translasi dapat terjadi secara simultan dan berlangsung sederhana sedangkan pada eukariot transkipsi terjadi di inti dan translasi terjadi di sitoplasma, karena keduanya tidak dapat berjalan secara bersamaan. Proses transkipsi lebih rumit dikarenakan akses RNA polymerase terhadap DNA lebih lama akibat DNA dikemas secara kompak dengan protein histon (gambar 2.8).

Gambar 2.8 Perbedaan Mekanisme Transkipsi dan Translasi

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

·        Sel prokariotik merupakan sel yang tidak memiliki membrane inti sehingga aktivitas sel terjadi pada membrane plasma dan di dalam sitoplasma

·        Sel prokariot biasanya berupa sel tunggal

·         Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki membrane inti sehingga sel ini memiliki inti sel dan pada sel eukariot terdapat organel-organel sel yang memiliki fungsinya masing-masing

·         Sel eukariot ada yang berbentuk tunggal dan multiseluler

·         Selain adanya perbedaan organel sel, terdapat perbedaan genom.

·         Genom prokariot pada kromosom tunggal, DNA atau RNA saja

·         Pada eukariot genom inti terdapat pada kromosom dan informasi genetic (genom) organel terdapat pada mitokondria dan plastid (kloroplas)

·         Dalam proses hidupnya, terdapat perbedaan dalam proses sintesis protein yaitu pada tahap transkipsi dan translasi

·         Pada prokariot proses transkipsi dan translasi dapat terjadi secara simultan dan berlangsung sederhana sedangkan pada eukariot transkipsi terjadi di inti dan translasi terjadi di sitoplasma, karena keduanya tidak dapat berjalan secara bersamaan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym. 2008. Perbedaan sel eukariotik dan sel prokariotik.  http://Id.answers.yahoo.com/question/index

Brown, T. A. 2002. Genome. Online book. http://onlinebooks.library.upenn.edu/webbin/book/lookupid?key=olbp36849

Griswold, A. 2008. Genome Packaging in Prokaryotes: the Circular Chromosome of E. coli. Nature Education. www.nature.com/scitable/topicpage

 

Gupta, R. S, dan K. Aitken, M. Falah, and B. Singh. 1994. Cloning of Giardia Lamblia heat shock protein HSP70 homologs : Implications regarding origin of eukaryotic cells and of endoplasmic reticulum. www.jstor.org/stable/2364347

Krawiec, S. 1985. Concept of a Bacterial Species. http://ijs.sgmjournals.org

Ren, Q. dan T. Paulsen. Comparative Analyses of Fundamental Differences in Membran Transport Capabilities in Prokaryotes and Eukaryotes. www.mendeley.com