Paper Meta Sel_sel Prokariotik Final

8/19/2019 Paper Meta Sel_sel Prokariotik Final

1/14

PAPER METABOLISME SEL

“SEL PROKARIOTIK”

disusun guna memenuhi Tugas Mata Kuliah Metabolisme Sel

Dosen Pengampu : Prof. Dr. Ir. Priyantini

Widyaningrum, M.S.

Dr. Retno Sri Isari, S.!.

oleh :

Mar’atush Sholihah Romadhoni

0402515025

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA (KONSENTRASI BIOLOGI)

PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2016

BAB I


2/14

PENDAHULUAN

A. Latar Belaa!"

Hidup menunjukkan berbagai tingkat organisasi. Atom terorganisir ke

dalam suatu molekul, molekul ke dalam organela, dan organela ke dalam sel,

dan sebagainya. Sama seperti atom yang merupakan unit dasar suatu materi,

sel merupakan unit struktural dan fungsional dasar dari semua makhluk

hidup. Kata sel berasal dari bahasa Latin ‘cella’ yang berarti ruangan yang

kecil, dan pertama kali ditemukan oleh seorang ahli mikroskop, R#$ert%

H## tahun !!" yang ketika itu sedang meneliti struktur irisan gabus.

#erbentuknya sel pertama kali di bumi diperkirakan terjadi sekitar $,"

milyar tahun yang lalu. Sel yang terbentuk adalah sel heterotrof, yaitu sel

yang memakan bahan makanan yang terdapat di sup prabiotik. Sel heterotrof

ini melakukan respirasi anaerobik karena kadar oksigen %aktu itu sangat

rendah, tidak memiliki membran inti, tidak memiliki organel&organel seperti

mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma, tetapi mampu bereproduksi

melalui pembelahan sel.

Sel heterotrof primitif tersebut terus menerus berkembangbiak

sehingga bahan makanan yang berupa bahan organik menjadi semakin

menipis. Kondisi demikian memaksa sel tersebut membuat makanannya

sendiri melalui adaptasi terhadap lingkungannya. Adaptasi dilakukan dengan

cara membran plasmanya melekuk ke dalam, membentuk lembaran&lembaran

fotosintetik 'mitokondria( yang berfungsi untuk menangkap energi sinar

matahari guna membuat )at organik dari )at anorganik. *unculah kemudian

sel autotrof sebagai akal bakal sel tumbuhan yang memungkinkan terjadinya

fotosintesis.

Sel primitif yang pertama kali menghuni di +umi tersebut diduga

ialah sel prokariotik, yaitu sel sederhana yang tidak memiliki membran inti,

hanya memiliki membran sel. Sitoplasma yang mengandung -A, dan -A,

serta )at&)at organik dari lingkungannya sebagai makanan. Sel ini tidak

"


3/14

mengandung mitokondria yang berfungsi menghasilkan energi. Sehingga, sel

ini bersifat anaerobik. Hal ini sesuai dengan kondisi lingkungan saat itu yang

miskin akan oksigen.

/adi, makhluk hidup yang terbentuk pertama kali di +umi diduga

adalah sel prokariotik anaerobik yang kemudian bere0olusi menjadi sel

prokariotik aerobik. +akteri dan Archaea adalah dua kelompok organisme

yang masuk dalam jenis prokariotik. +agaimana struktur anatominya,

fungsinya, dan kemampuan adaptasinya terhadap lingkungan sekitar1 Hal ini

akan diuraikan lebih terperinci di bagian pembahasan dalam paper ini.

B. T&'&a!

2enyusunan paper ini bertujuan untuk mengetahui hal 3 hal yang berkaitan

dengan sel prokariotik.

. Struktur anatomi dari sel prokariotik.

4. 5ungsi organel 3 organel dari sel prokariotik.

$. Kemampuan adaptasinya terhadap lingkungan.

#


4/14

BAB II

PEMBAHASAN

A. De!* Pr#ar#t

2rokariota sudah ada sejak $," milyar tahun yang lalu atau milyar

tahun setelah pembentukan kerak bumi, sehingga dipercaya organisme

prokariotik merupakan organisme perintis kehidupan di +umi. 2rokariota

adalah kelompok organisme dengan sel yang tidak memiliki nukleus yang

terikat dalam membran inti, dengan kata lain, semua komponen intraseluler

berada bersama&sama dalam sitoplasma.

Sebagian besar prokariotik adalah organisme uniseluler, meskipun

beberapa spesies berkumpul secara temporer maupun permanen di dalam

koloni. Sel 3 sel prokariotik umumnya memiliki diameter yang berkisar 6," 3

" 7m, jauh lebih kecil daripada diameter yang berkisar 6 3 66 7m. Sel 3 sel

prokariotik memiliki bermacam&macam bentuk, tiga diantaranya yang paling

umum adalah bulat 'kokus(, batang 'basil(, dan spiral.

2rokariotik sangat bergantung pada ketersediaan )at&)at tertentu di

habitatnya, sehingga metabolisme prokariota lebih ber0ariasi daripada

eukariota. Hal ini menyebabkan organisme prokariotik banyak sekali

macamnya. *isalnya, ada prokariota yang metabolismenya bergantung pada

ketersediaan H4S untuk memperoleh energi dalam mempertahankan

kelangsungan hidupnya. Selain itu ada juga prokariota yang menggunakan

fotosintesis maupun senya%a organik untuk memperoleh energi. 8ara

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.

B. Str&t&r +a! ,&!"* Sel Pr#ar#t

$


5/14

9rganisme prokariotik mencakup +akteri dan Archaea. 2ada sistem $

Kingdom, kedua jenis organisme tersebut bersama dalam Kingdom yang

sama yaitu *onera. Struktur anatomi dari kedua organisme sel 2rokariotik

tersebut dapat diamati secara lebih jelas pada :ambar .

Struktur sel prokariotik terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian luar

sebagai penutup sel dan bagian dalam berupa organel sel yang tersebar dalam

sitoplasma. +agian luar terdiri dari kapsula, dinding sel, dan membran

plasma. Ketiganya memiliki fungsi yang sama sebagai pelindung dari

lingkungan sekitar. Adanya perlindungan hingga $ lapis inilah yang

menjadikan organisme prokariotik mampu bertahan hingga di lingkungan

yang ekstrim.

-. D!+!" Sel

inding sel tersusun atas peptidoglikan. 2eptidoglikan adalah

polisakarida yang terdiri dari dua gula turunan yaitu, asam&-&asetil

glukosamin dan asam&-&asetil muramat. ua gula turunan tersebut

dihubungkan dengan ikatan ;&,< dan rantai peptida pendek yang terdiri

%

:ambar . Struktur Anatomi Sel 2rokariotik pada +akteri dan Archaea.'Sumber = *ader, 466$(


6/14

dari d&asam glukamat, l&alanin, d&alanin serta l&lisin maupun asam

diaminopimelik 'A2(.

2eptidoglikan merupakan komponen penting pada dinding

prokariota yang berfungsi mempertahankan integritas serta

mempertahankan bentuk prokariota itu sendiri. 2eptidoglikan hanya dapat

ditemukan pada bakteri, meskipun tidak semua terdapat A2 dalam

strukturnya.

:ambar 4. inding sel +akteri :ram 2ositif dan +akteri :ram -egatif 'Sumber = http=>>slideplayer.com(

+erdasarkan teknik pe%arnaan :ram yang dikembangkan oleh

dokter Hans 8hristian :ram, para ilmu%an mengklasifikasikan bakteri

menjadi dua kelompok berdasarkan perbedaan komposisi dinding selnya.

Bater "ra /#*t memiliki dinding yang lebih sederhana dengan

jumlah peptidoglikan yang relatif banyak. Bater "ra !e"at memiliki

peptidoglikan yang lebih sedikit dan lebih kompleks secara struktural,

dengan membran luar yang mengandung lipopolisakarida.

/ika diberikan pe%arnaan :ram, maka bakteri gram positif akan

mempertahankan )at %arna kristal 0iolet se%aktu pe%arnaan :ram

sehingga bakteri ini akan tampak ber%arna ungu atau biru, hal ini

dikarenakan gram positif memiliki dinding peptidoglikan yang lebih tebal.

Sedangkan, bakteri gram negatif akan ber%arna merah atau merah muda

karena gram negatif memiliki dinding peptidoglikan yang lebih tipis serta

memiliki lapisan lipopolisakarida yang tebal.

inding sel dari banyak prokariota dilapisi oleh a/*&l0 lapisan

lengket yang terdiri dari polisakarida atau protein. engan adanya kapsul

&

http://slideplayer.com/slide/5676586/http://slideplayer.com/slide/5676586/http://slideplayer.com/slide/5676586/


7/14

ini, organisme prokariota memungkinkan untuk melekat pada substrat

maupun indi0idu lain dalam suatu koloni. Kapsul ini juga dapat

melindungi prokariota dari dehidrasi, serta melindungi prokariota

patogenik dari sistem kekebalan inangnya.

1. Me$ra! Pla*a

*embran plasma sel prokariotik tersusun atas molekul lipid dan

protein 'lipoprotein(. 5ungsinya sebagai pelindung molekular sel terhadap

lingkungan di sekitarnya dengan jalan mengatur lalu lintas molekul dan

ion&ion dari dan ke dalam sel. *embran plasma terletak pada bagian dalam

dinding sel.

2ada bagian tertentu dari membran plasma ini terjadi lekukan kearah sitoplasma membentuk struktur yang disebut mesosom yang

fungsinya setara dengan mitokondria pada sel&sel eukariotik. 2ada

beberapa organisme prokariotik yang dapat melakukan fotosintesis,

lekukan tersebut mengandung pigmen fotosintetik yang disebut sebagai

lembar fotosintetik atau tilakoid .

2. Me*#*#

2ada tempat tertentu, membran plasma melekuk ke dalam

membentuk mesosom. *esosom memiliki fungsi yang sama dengan

mitokondria, yaitu berfungsi dalam pembelahan sel dan sebagi tempat

respirasi sel untuk memperoleh energi yang akan digunakan dalam

aktifitas sel. 2ada membran mesosom tersebut terdapat en)im&en)im

'

:ambar $. *embran 2lasma sel 'a.(2rokariotik Aerobik, 'b.(2rokariotik 5otosintesis.'Sumber = 8ampbell dkk, 464(

(a) Aerobic prokaryote(b) Photosynthetic prokaryote


8/14

pernapasan yang berperan dalam reaksi&reaksi oksidasi untuk

menghasilkan energi. +iasanya mesosom terletak dekat dinding sel yang

baru terbentuk pada saat pembelahan biner sel prokariotik.

3. St#/la*aSitoplasma tersusun atas air, protein, lemak, mineral, dan en)im&

en)im. ?n)im&en)im digunakan untuk mencerna makanan secara

ekstraseluler dan untuk melakukan proses metabolisme sel. *etabolisme

terdiri dari proses penyusunan 'anabolisme( dan penguraian 'katabolisme(

)at&)at. Sitoplasma dapat berisi 0akuola, 0esikel '0akuola kecil( dan

fungsinya untuk menyimpan cadangan gula kompleks atau bahan&bahan

organik 'Sumadi dan Aditya, 466@(. 2ada beberapa organism Archaea

tertentu, 0akuola berisi gas nitrogen.

4. R$#*#

ibosom merupakan organel tak bermembran

tempat berlangsungnya sintesis protein. 9rganel

ini menerjemahkan m-A untuk membentuk

polipeptida yang kemudian digunakan untuk

memperoleh energi. kurannya sangat kecil,

berdiameter antara "&46 nm ' nanometer B 6 &

C meter(. i dalam sel bakteri terkandung ".666

butir ribosom, atau sekitar 4"D dari massa total

sel bakteri.

5. DNA

Asam deoksiribonukleat 'deoxyribonucleic acid, disingkat -A(

merupakan persenya%aan yang tersusun atas gula deoksiribosa, fosfat, dan

basa&basa nitrogen. -A berfungsi sebagai pemba%a informasi genetik,

yakni sifat&sifat yang harus di%ariskan kepada keturunan. Karena itu -A

disebut sebagai materi genetik.

6. RNA

Asam ribonukleat 'ribonucleic acid , disingkat -A( merupakan

persenya%aan hasil transkripsi 'hasil cetakan, hasil kopian( -A. /adi,

bagian tertentu -A melakukan transkripsi 'mengopi diri( membentuk

-A. -A memba%a kode&kode genetik sesuai dengan pesanan -A.

(

:ambar


9/14

Selanjutnya kode&kode genetik itu akan diterjemahkan dalam bentuk

urutan asam amino dalam proses sintesis protein.

7. ,la"ela +a! Pl

+eberapa bakteri memiliki flagela yang berfungsi untuk

pergerakan. 5lagela prokariotik memiliki lebar sepersepuluh dari flagela

eukariotik. +eberapa bakteri memiliki pili di permukaan tubuhnya. 2ili

lebih pendek dari flagela, bentuknya seperti benang. 5ungsi pili bagi

bakteri adalah untuk transfer -A ke sel yang lain. Ada perbedaan

struktur flagela pada bakteri :ram 2ositif dan bakteri :ram -egatif.

:ambar ". 5lagela 2rokariotik 'Sumber = http=>>classes.midlandstech.edu>(

2usat pergerakan flagela prokariotik ada pada apparatus basal,

system cincin yang tertanam dalam dinding sel an membrane plasma

'#?*(. 2ompa yang ditenagai A#2 mentranspor proton keluar sel, dan

difusi proton kembali ke dalam sel menggerakan apparatus basal secara

langsung, yang memutar sebuah kait melengkung. Kait ini melekat ke

filamen yang tersusun dari rantai&rantai flagelin, sejenis protein globular.emikianlah struktur dan fungsi sel prokariotik secara garis besar.

*eskipun sel prokariotik berukuran sangat kecil, di dalamnya terdapat

bagian&bagian sel yang rumit dan memiliki fungsi yang cukup untuk

menunjang kehidupannya. Setiap bagian sel ini mempunyai peranan yang

pentin. +agian&bagian sel itu tidak dapat berdiri sendiri dalam

menjalankan fungsi sebuah sel, melainkan harus bekerja sama dengan

bagian sel lain membentuk satu kesatuan.

)

http://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/04-08_Flagellum_1.jpghttp://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/04-08_Flagellum_1.jpghttp://classes.midlandstech.edu/carterp/Courses/bio225/chap04/04-08_Flagellum_1.jpg


10/14

C. Kea/&a! A+a/ta* Sel Pr#ar#t

2rokariotik termasuk organisme yang sangat sukses dalam beradaptasi

dengan lingkungannya. 2otensinya dalam bereproduksi secara cepat menjadi

salah satu faktor suksesnya organisme tersebut dalam beradaptasi. *elalui

pembelahan biner, satu sel prokariotik tunggal dapat membelah menjadi dua

sel, kemudian membelah jadi empat, delapan, enam belas, dan seterusnya.

:ambar !. 2embelahan biner pada sel 2rokariotik 'Sumber = http=>>image.slidesharecdn.com(

2ada kondisi yang optimal, banyak prokariotik dapat membelah setiap

3 $ jam, bahkan beberapa spesies dapat memproduksi generasi baru hanya

dalam 46 menit. Akibatnya, populasi prokariotik dapat terdiri dari triliunan

indi0idu 3 jauh lebih banyak daripada populasi eukariotik multiselular ,

misalnya tumbuhan dan he%an.

Kemampuan beberapa prokariotik untuk bertahan dalam kondisi yang

tak bersahabat juga berkontribusi terhadap kesuksesannya. +eberapa

diantaranya, seperti Halobacterium, memiliki adaptasi biokimia, sedangkan

yang lain memiliki adaptasi struktural. +akteri tertentu, misalnya,

mengembangkan sel&sel resisten yang disebut e!+#*/#ra ketika terjadi

kekurangan nutrient esensial.

#erakhir, karena masa generasi mereka yang singkat, populasi

prokariotik dapat bere0olusi secara subtansial dalam periode %aktu yang

singkat. 2ada penelitian yang dilakukan Eaughn 8ooper dan ichard Lenski

dari ni0ersitas -egeri *ichigan menunjukkan hasil yang mengagumkan.

Hasil penelitian mencatat adanya e0olusi adaptif pada populasi bakteri setelah

mele%ati 46.666 generasi 'kira&kira F tahun(.

*

http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/%20http:%2F%2Fimage.slidesharecdn.comhttp://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_5/%20http:%2F%2Fimage.slidesharecdn.com


11/14

2enelitian ini bertujuan untuk menguji kemampuan populasi&populasi

?. coli untuk beradaptasi terhadap lingkungan baru. Sampel bakteri yang

digunakan ada sebanyak 4 populasi, masing&masing tersusun atas satu sel

tunggal dari galur ?. coli yang kemudian diamati laju pertumbuhan setiap

populasinya selama 46.666 generasi 'kira&kira F tahun(. Setiap hari para

peneliti melakukan transfer berseri guna menjaga ketersediaan sumber daya

yang berkesinambungan.

#ransfer berseri adalah kegiatan memindahkan 6, ml dari masing&

masing populasi ke tabung baru yang berisi C,C ml medium pertumbuhan

segar. *edium pertumbuhan yang digunakan mempresentasikan lingkungan

menantang yang hanya mengandung glukosa berkadar rendah dan sumber daya lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan bakteri ?. coli. Sampel

diambil secara berkala dari 4 populasi dan ditumbuhkan dalam kompetisi

dengan nenek moyang bersama dalam lingkungan percobaan 'berkadar

glukosa rendah(. Hasil penelitian tampak seperti pada grafik :ambar !.

:ambar @. :rafik laju rata&rata kebugaran dari populasi ?. coli selama 46.666 generasi dalammedium berkadar glukosa rendah. 'Sumber = /urnal -ature


12/14

yang menguntungkan untuk 46.666 generasi. Hal ini memungkinkan e0olusi

yang lebih cepat dari peningkatan performa pada lingkungan baru.

Kemampuan sel prokariotik untuk beradaptasi secara cepat terhadap

lingkungan baru, menyoroti fakta bah%a meskipun struktur sel 3 selnya

tersusun lebih sederhana daripasa sel 3 sel eukariotik, namun sel prokariotik

tidak lah primitif dalam pengertian e0olusi. +erdasarkan penelitian yang telah

dijabarkan sebelumnya, menunjukkan bah%a sel prokariotik sebenarnya

mengalami proses e0olusi yang sangat maju. Hal ini dibuktikan dari

keberadaan mereka yang tetap eksis dari pertama kali fosil nenek moyang

mereka ditemukan.

5osil tertua sel prokariotik berusia $," milyar tahun yang lalu dalam

bentuk stromatolit terfosilisasi '8ampbell, 464(. Str#atr#lt adalan

bebatuan berlapis yang terbentuk ketika prokariotik tertentu mengikat

lapisan&lapisan tipis sedimen menjadi satu. Stromatolit masa kini dapat kita

jumpai di beberapa teluk yang hangat, dangkal, dan asin. /ika komunitas

mikroba cukup kompleks untuk membentuk stromatolit yang ada $," milyar

tahun yang lalu, maka cukup masuk akal jika hipotesis yang menyatakan

bah%a organisme bersel tunggal berasal jauh lebih dahulu dan menjadi

makhluk hidup pertama yang menghuni +umi.

:ambar F. Stromalit di Shark +ay, Australia +arat 'Sumber= http=>>%%%.sharkbay.org.au>(

BAB IV

PENUTUP

A. Ke*/&la!

+erdasaran uraian pembahasan tersebut dapat diambil

esimpulan :

""


13/14

-. Struktur sel prokariotik meskipun ukurannya mikroskopis, namun

memiliki organel 3 organel sel yang fungsional untuk menunjang

kehidupannya.

4. 9rganisme prokariotik meskipun struktur selnya primitif, namun secara

e0olusi memiliki kemampuan adaptasi yang cukup hebat, baik secara

adaptasi struktural, maupun adaptasi biokimia.

$. Kemampuan adaptasi sel prokariotik, salah satunya dikarenakan

kemampuannya dalam melakukan reproduksi secara pembelahan biner

dalam %aktu yang singkat.

B. Sara!

Kajian yang terdapat dalam paper ini, terutama tentang kemampuan sel

prokatiotik dalam beradaptasi masih dapat dilakukan pendalaman materi pada

bidang ilmu yang lain seperti genetika dan biologi molekuler. Kajian materi

yang dapat dicari seputar tentang reproduksi sel tunggal, rekombinasi genetik,

dan sistematika molekuler dari materi genetik sel prokariotik.

"#


14/14

DA,TAR PUSTAKA

8ampbell, dkk. 464. BIOLOGY Edisi 8 Jilid 2. /akarta= ?rlangga

8ooper ES, dan Lenski ?. 4666. #he 2opulation :enetics of ?cological

Speciali)ation in ?n0ol0ing ?scherichia coli 2opulations. Jurnal ature 386=

@$! 3 @$C.

Sumadi, dan Aditya *. 466@. Biolo!i "el . Gogyakarta= :raha ilmu.

"$

Paper Meta Sel_sel Prokariotik Final

Documents