Pintar Pelajaran Struktur Sel Eukariotik – Gambar Fungsi Organel

Struktur Sel Eukariotik – Gambar Fungsi Organel - Semua sel eukariotik mempunyai membran inti. Selain itu, sel eukariotik mempunyai sistem endomembran, yakni mempunyai organel-organel bermembran mirip retikulum endoplasma, kompleks Golgi, mitokondria, dan lisosom. Sel eukariotik juga memiliki sentriol. Perhatikan Gambar 1 wacana struktur sel eukariotik di bawah ini. Berikut ini akan dibahas mengenai struktur sel eukariotik yang mencakup membran plasma, sitoplasma, dan organel-organel sel (ribosom, kompleks Golgi, mitokondria, lisosom, tubuh mikro, dan mikrotubulus).

Gambar 1. Struktur sel eukariotik pada tumbuhan

1. Membran Sel (Selaput Plasma)

Membran sel merupakan belahan terluar sel yang membatasi belahan dalam sel dengan lingkungan luar. Membran sel merupakan selaput selektif permeabel, artinya hanya sanggup dilalui molekul-molekul tertentu mirip glukosa, asam amino, gliserol, dan banyak sekali ion. Membran sel mempunyai beberapa fungsi sebagai berikut.

1. Sebagai reseptor (penerima) rangsang dari luar, seperti hormon dan materi kimia lain, baik dari lingkungan luar maupun dari belahan lain dalam organisme itu sendiri.
2. Melindungi biar isi sel tidak keluar meninggalkan sel.
3. Mengontrol zat-zat yang boleh masuk maupun keluar meninggalkan sel. Hal inilah yang menyebabkan
4. membran plasma bersifat semipermeabel (selektif permeabel).
5. Sebagai tempat terjadinya aktivitas biokimiawi, seperti reaksi oksidasi dan respirasi.

Berdasarkan analisis kimiawi sanggup diketahui bahwa hampir seluruh membran sel terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Membran plasma terdiri atas dua lapisan, yaitu berupa lapisan lipid rangkap dua (lipid bilayer). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid. Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugus fosfat dan terdiri atas bagian kepala (polar head) dan belahan ekor (nonpolar tail). Bagian kepala bersifat hidrofilik (suka air), sedangkan belahan ekor bersifat hidrofobik (tidak suka air). Lipid terdiri atas fosfolipid, glikolipid, dan sterol.

1. Fosfolipid adalah lipid yang mengandung deretan fosfat.
2. Glikolipid adalah lipid yang mengandung karbohidrat.
3. Sterol adalah lipid alkohol terutama kolesterol.

Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan, yaitu

lapisan protein perifer atau ekstrinsik dan lapisan protein integral atau intrinsik. Lapisan protein perifer membungkus bagian kepala (polar head) lipid rangkap dua belahan luar. Lapisan protein integral membungkus belahan kepala (polar head) lipid rangkap dua belahan dalam. Lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.

Gambar 2. Struktur membran sel dan fosfolipid

2. Sitoplasma

Sitoplasma merupakan cairan yang mengelilingi inti sel dengan membran sel sebagai batas luarnya. Dasar penyusunnya ialah sitosol yang bersifat koloid. Di dalam sitosol terdapat ion sederhana misalnya sodium, fosfat dan klorida, molekul organik mirip asam amino, ATP dan neuklotida, dan tempat penyimpanan bahan. Sitosol dapat berubah dari fase sol (cair) ke fase gel (semi-padat) atau juga sebaliknya. Cairan sitosol yang lebih pekat dan berbatasan dengan membran sel dinamakan ektoplasma. Keberadaan sitoplasma bagi sel amatlah penting. Ini ditunjukkan dengan beragamnya fungsi yang dimiliki, antara lain: tempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang mempunyai kegunaan ketika proses metabolisme sel (seperti enzim, protein, dan lemak); tempat berlangsungnya reaksi metabolisme; dan tempat organel-organel untuk bergerak dan bekerja sesuai fungsinya.

3.1. Organel Sel Bermembran

Organel sel bermembran dari makhluk hidup antara lain; nukleus, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, mitokondria, lisosom, badan mikro, vakuola, dan kloroplas.

3.1.1. Nukleus (Inti Sel)

Nukleus atau inti sel merupakan orga nel sel terbesar dibanding organel sel lainnya. Diameter nukleus berkisar antara 10 sampai 20 m. Nukle us ini berbentuk lingkaran oval. Bagian- bagian yang melapisi nukleus mencakup membran inti, nukleoplasma, dan nukleolus (anak inti). Perhatikan Gambar 3.

Gambar 3. Struktur nukleus

Membran inti atau karioteka merupakan lapisan pembungkus inti sel. Pada permukaannya terdapat pori-pori yang berfungsi sebagai tempat keluar-masuknya molekul dari sitoplasma ke nukleoplasma. Membran inti ini berafiliasi deng an membran sel melalui organel yang disebut retikulum endoplasma. Di dalam nukleus terdapat cairan yang dinamakan nukleoplasma. Cairan nukleoplasma tersusun dari air, asam inti, protein, dan enzim. Sifat cairannya yakni gel. Pada nukleoplasma bisa ditemui benang kromatin. Saat sel mengalami pembelahan, benang kromatin ini akan mengalami penebalan sehingga membentuk kromosom. Kromosom merupakan zat yang berisi materi genetik.

Nukleoplasma menyelubungi belahan penting sel yang disebut nukleolus (anak inti). Setiap nukleolus mempunyai tugas dalam pembentukan protein, semisal RNA ribosom (disingkat RNAr) dan RNA. RNA ribosom merupakan salah satu materi pembentuk ribosom. Saat pembelahan sel secara mitosis, tepatnya ketika fase profase, nukleolus lenyap atau hilang. Namun, ketika fase interfase, nukleolus terbentuk kembali. Di dalam sel, nukleus mempunyai tugas penting, antara lain: menjadi sentra kontrol sel; pembawa perintah sintesis protein dalam inti DNA; memperbaiki sel yang rusak dalam nukleolus; memengaruhi produksi ribosom dan RNA; dan berperan dalam pembelahan sel.

3.1.2. Retikulum Endoplasma

Antara organel sel satu dengan organel sel lainnya, seperti nukleus dan membran sel, dihubungkan oleh organel yang disebut retikulum endoplasma (RE). RE merupakan sebuah sistem membran kompleks yang membentuk kantong pipih dan meluas hampir menutupi sitoplasma. RE mempunyai jaringan tubula dan gelembung membran yang disebut sisterne. RE terbagi atas dua macam, yakni RE berangasan dan RE halus. Permukaan RE berangasan tertutup oleh ribosom, sedangkan permukaan RE halus tidak tertutupi oleh ribosom. Perhatikan Gambar 4.

Gambar 4. Retikulum endoplasma (RE) berangasan dan RE halus

RE berangasan berfungsi sebagai penampung protein skretoris yang telah disintesis oleh ribosom. Protein ini akan dimasukkan ke dalam kantong pipih yang disebut lumen RE. RE berangasan juga berperan dalam produksi membran yang ditranspor ke organel lainnya. Membran yang demikian dinamakan membran RE. Berbeda dengan RE kasar, RE halus mempunyai beberapa fungsi, antara lain: mensintesis banyak sekali zat mirip lemak, kolesterol, fosfolipid, dan steroid; metabolisme karbohidrat, contohnya proses penyimpanan karbohidrat dalam bentuk glikogen pada sel hati; dan membantu proses penetralan obat dan racun yang biasa terjadi pada RE sel hati.

Namun demikian, RE berangasan dan RE halus mempunyai fungsi yang sama, yakni sebagai alat transpor molekul dari satu sel ke sel lain, memproduksi antibodi, dan berperan dalam proses glikolasi yaitu penambahan gula pada molekul protein.

Gambar 5. Struktur retikulum endoplasma kasar

3.1.3. Aparatus Golgi

Protein yang dihasilkan ribosom akan ditranspor melewati aparatus Golgi. Di dalam aparatus Golgi tersebut, protein diproses dan disimpan, kemudian dikirim ke organel lainnya. Dinamakan aparatus Golgi alasannya yakni ditemukan oleh ilmuwan yang ber nama Camilio Golgi. Organel ini disebut pula tubuh Golgi atau diktiosom. Secara struktural, aparatus Golgi tersusun atas kan tong pipih bertumpuk-tumpuk yang disebut sisterne. Perhatikan Gambar 6.

Gambar 6. Aparatus Golgi

Pada proses metabolisme sel, aparatus Golgi berfungsi sebagai peserta dan pengirim vesikula transpor yang berisi protein. Selain itu, aparatus Golgi dijadikan tempat terjadinya glikolasi. Glikolasi merupakan suatu

proses modifi kasi protein seusai protein disintesis dengan mereaksikan bersama glikosilat (gula). Hasil glikolasi yang berupa glikoprotein disimpan dan selanjutnya dikirimkan ke luar sel oleh vesikula transpor. Di samping fungsi tersebut, aparatus Golgi dapat pula berperan dalam pembentukan lisosom dan berbagai enzim pencernaan yang belum aktif, contohnya enzim zymogen dan koenzim.

Gambar 7 Aparatus Golgi dan hubungannya dengan nukleus, retikulum endoplasma dan lisosom

Sebagian besar tubuh Golgi terdapat pada sel-sel sekretori, sehingga produknya banyak disekresikan. Sebagai contoh, sel sekretori pada kelenjar pencernaan yang mengeluarkan enzim-enzim pencernaan, contohnya laktase dan peptidase. Badan Golgi juga ada yang terdapat pada sel-sel pankreas yang mengeluarkan tripsin dan lipase, termasuk juga pada kelenjar air mata yang mengeluarkan antibodi.

3.1.4. Lisosom

Lisosom (lysis = pemisahan, pembelahan, soma = tubuh) adalah tubuh berbentuk lingkaran mirip kantong kecil dengan diameter 0,1 hingga 1 m. Perhatikan Gambar 8. Di dalam lisosom terdapat 50 enzim dan kebanyakan yakni enzim hidrolitik yang bersifat asam. Enzim hidrolitik dipakai lisosom untuk mencerna makromolekul ketika pencernaan intraseluler. Contoh enzim hidrolitik yakni lipase, protase, nuklease, dan fosfatase. Sementara, makromolekul yang dihidrolisis contohnya protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat.

Gambar 8. Aparatus Golgi dan hubungannya dengan nukleus, retikulum endoplasma dan lisosom

Di dalam sel, lisosom berperan ketika terjadi fagositosis. Fagositosis merupakan proses pencernaan yang dilakukan makhluk hidup dalam memakan organisme atau zat kuliner yang lebih kecil dari tubuhnya. Pada makhluk hidup uniselluler, proses fagositosis terjadi pada Amoeba. Sementara pada manusia, proses ini terjadi pada sel makrofaga, yakni suatu sel yang berperan dalam pertahanan tubuh dari basil perusak dan penyerang lainnya. Selain proses fagositosis, lisosom juga berperan dalam proses autofagi. Autofagi yakni proses daur ulang materi organik oleh enzim hidrolitik secara individual. Di dalam tubuh manusia, proses autofagi contohnya terjadi pada sel hati. Di dalam sel, lisosom juga bisa mencerna partikel-partikel yang masuk secara endositosis dan penge luaran enzim secara eksositosis. Misalnya, ketika terjadi pembentukan tulang keras dari tulang rawan. Lisosom sanggup pula melaksanakan autolisis. Autolisis juga termasuk proses yang terjadi pada lisosom. Autolisis merupakan proses penghancuran belahan tertentu suatu makhluk hidup secara mandiri. Contohnya, perusakan sel ekor katak ketika masih berudu.

3.1.5. Mitokondria

Mitokondria berbentuk lingkaran panjang atau mirip tongkat terdapat pada sel eukariotik aerob. Mitokondria dibatasi dua lapis membran yang kuat, fleksibel, dan stabil, serta tersusun atas lipoprotein. Membran dalam membentuk tonjolantonjolan yang disebut krista untuk memperluas permukaan agar perembesan oksigen lebih efektif. Ruangan dalam mitokondria berisi cairan disebut matriks mitokondria. Matriks ini kaya enzim pernapasan (sitokrom), DNA, RNA, dan protein. Perhatikan Gambar 9 berikut ini.

Gambar 9. Mitokondria dengan dua lapis membran dan krista.

Mitokondria mempunyai DNA sendiri yang mengkode sintesis protein spesifik. Mitokondria berfungsi dalam oksidasi makanan, respirasi sel, dehidrogenasi, fosforilasi oksidasif, dan sistem transfer elektron. Oksidasi zat kuliner di dalam mitokondria menghasilkan energi dan zat sisa. Secara sederhana reaksinya sanggup ditulis sebagai berikut.

                           Oksidasi

C₆H₁₂O₆ + O₂  -----------> CO₂ + H₂O + Energi

(glukosa)            Respirasi

Berkaitan dengan fungsi tersebut mitokondria sering disebut the power house of cell.

3.1.6. Badan Mikro

Badan mikro hampir ibarat lisosom, berbentuk agak bulat, diselubungi membran tunggal, dan di dalamnya berisi enzim katalase dan oksidase. Organela ini disebut badan mikro alasannya yakni ukurannya kecil, hanya bergaris tengah 0,3–1,5 μm. Terdapat dua tipe tubuh mikro, yaitu peroksisom dan glioksisom. Peroksisom terdapat pada sel hewan, fungi, dan daun tumbuhan tingkat tinggi. Perhatikan Gambar 10. untuk mengetahui letak peroksisom di dalam sel. Peroksisom berperan dalam oksidasi substrat menghasilkan H₂O₂ (bersifat racun bagi sel) yang selanjutnya dipecah menjadi H₂O + O₂. Peroksisom penting dalam perembesan cahaya dan respirasi sehingga berafiliasi erat dengan kloroplas dan mitokondria. Peran lain peroksisom selain melindungi sel dari H₂O₂ juga berperan dalam perubahan lemak menjadi karbohidrat dan perubahan purin dalam sel. Glioksisom terdapat pada sel tanaman. Glioksisom berperan dalam metabolisme asam lemak dan tempat terjadinya siklus glioksilat.

Gambar 10. Struktur peroksisom.

3.1.7. Kloroplas

Kloroplas hanya terdapat pada sel tumbuhan dan Algae tertentu. Pada tumbuhan biasanya berbentuk cakram dengan diameter 5–8 μm dan tebal 2–4 μm. Kloroplas dibatasi membran ganda. Di dalam kloroplas terdapat klorofil (pigmen fotosintetik) dan pigmen lain yang terletak pada membran atau pada materi dasar di dalam kloroplas. Bahan dasar kloroplas berupa cairan disebut stroma. Perhatikan Gambar 11. berikut.

Gambar 11. Struktur kloroplas.

Kloroplas berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Peran pigmen untuk menangkap cahaya matahari yang akan diubah menjadi energi kimia.

3.1.8. Vakuola

3.2. Organela Sel Tak Bermembran

3.2.1. Sitoskeleton

Sitoskeleton atau rangka sel tersusun atas tiga jenis serabut yang berbeda yaitu, mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen intermediar.

a. Mikrofilamen

Mikrofilamen yakni rantai ganda protein yang bertaut dan tipis. Mikrofilamen tersusun atas dua macam protein, yaitu aktin dan miosin. Mikrofilamen banyak terdapat pada sel-sel otot. Mikrofilamen mempunyai diameter 7 nm sehingga pengamatannya harus menggunakan mikroskop elektron.

b. Mikrotubulus

Mikrotubulus yakni rantai-rantai protein yang membentuk spiral. Spiral ini membentuk tabung berlubang yang panjangnya mencapai 2,5 mm dengan diameter 25 nm. Mikrotubulus tersusun atas protein yang dikenal sebagai tubulin. Mikrotubulus merupakan penyusun sitoskeleton yang terbesar. Mikrotubulus terdapat pada gelendong sel, yaitu berupa benang-benang spindel yang menghubungkan dua kutub sel pada waktu sel membelah. Gerakan kromosom dari kawasan ekuator ke kutub masing-masing pada anafase dikendalikan oleh mikrotubulus. Dengan demikian, mikrotubulus mempunyai fungsi mengarahkan gerakan komponen-komponen sel, mempertahankan bentuk sel, serta membantu dalam pembelahan mitosis.

c. Filamen Intermediar

Filamen intermediar yakni rantai molekul protein yang membentuk untaian yang saling melilit. Filamen ini berdiameter 8 – 10 nm. Disebut serabut intermediar karena ukurannya di antara ukuran mikrofilamen dan mikrotubulus. Serabut ini tersusun atas protein yang disebut fimentin, tetapi tidak semua sel filamen intermediarnya tersusun atas fimentin. Misalnya sel kulit filamennya tersusun atas protein keratin. Perhatikan Gambar 12 untuk mengetahui susunan sitoskeleton.

Gambar 12. Bagian-bagian sitoskeleton

3.2.2. Ribosom

Ribosom merupakan struktur paling kecil yang tersuspensi dalam sitoplasma dan terdapat di sel eukariotik maupun prokariotik. Pada sel eukariotik, ribosom terdapat bebas dalam sitoplasma atau terikat RE. Ribosom tersusun atas protein dan RNA. Ribosom terdiri dari dua subunit, yaitu subunit kecil dan subunit besar. Perhatikan Gambar 13 untuk mengetahui struktur ribosom. Tiap-tiap subunit disintesis dalam nukleolus dan dikeluarkan melalui porus nukleus ke sitoplasma tempat kedua subunit bergabung. Ribosom berperan dalam sintesis protein.

Gambar 13. Struktur ribosom

3.2.3. Sentriol

Sel binatang dan beberapa mikroorganisme serta tumbuhan tingkat rendah mengandung dua sentriol dalam sitoplasma. Sentriol terletak di bersahabat permukaan luar nukleus. Setiap sentriol terdiri atas sebaris silinder sebanyak sembilan mikrotubul. Perhatikan Gambar 14 di samping. Sentriol berperan dalam proses pembelahan sel.

Gambar 14. Struktur sentriol

3.2.4. Dinding Sel

---

Referensi :

Purnomo, Sudjiono, T. Joko, dan S. Hadisusanto. 2009. Biologi Kelas XI untuk Sekolah Menengan Atas dan MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 386.

Rochmah, S. N., Sri Widayati, M. Miah. 2009. Biologi : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 346.

Pintar Pelajaran Struktur Dan Fungsi Ribosom - Gambar

Struktur dan Fungsi Ribosom - Gambar - Ribosom merupakan organel sel yang bentuknya kecil berupa butiran nukleoprotein. Pada sel eukariotik, ribosom berbentuk bundar dengan diameter 25 nm, sedangkan pada sel prokariotik lebih kecil lagi. Ribosom tersusun atas subunit besar dan subunit kecil. Di dalamnya, berisi RNA ribosom (RNAr) dan protein. Fungsi utamanya ialah sebagai daerah sintesis protein. Perhatikan Gambar 1.

Gambar 1. Struktur ribosom

Pada permukaan ribosom, butiran nukleoprotein memiliki dua letak persebaran. Butiran nukleoprotein yang tersebar bebas pada sitoplasma disebut ribosom bebas. Sementara, butiran nukleoprotein yang melekat pada permukaan retikulum endoplasma disebut ribosom terikat. Ribosom bebas berperan dalam proses sintesis enzim. Enzim yang dihasilkan berfungsi menjadi katalisator di dalam cairan sitosol. Adapun ribosom terikat mempunyai kegunaan dalam sintesis protein. Lihat Gambar 2.

Gambar 2. Ribosom bebas dan ribosom terikat.

---

Referensi :

Rochmah, S. N., Sri Widayati, M. Miah. 2009. Biologi : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 346.

Pintar Pelajaran Struktur Dan Fungsi Neuron Sel-Sel Saraf

Struktur dan Fungsi Neuron atau Sel Saraf pada Hewan - Jaringan saraf terdiri atas sel-sel saraf yang disebut neuron. Sel saraf ini mempunyai struktur bercabang-cabang ke berbagai bagian tubuh untuk mengatur aktivitasnya. Neuron mendapat suplai masakan melalui sel neuroglia yang menyelubunginya. Neuron terdiri atas bagian-bagian berikut.

1. Badan sel saraf yang mengandung inti sel dan neuroplasma.
2. Neurit atau akson atau cabang panjang, berfungsi membawa impuls meninggalkan tubuh sel saraf.
3. Dendrit atau cabang pendek, berfungsi membawa impuls ke tubuh sel saraf.

Susunan neuron sanggup Anda amati pada Gambar 1.

Gambar 1. Sel saraf

Akson dikelilingi oleh sel penyokong yang disebut sel Schwann. Akson diselubungi oleh selaput yang dinamakan neurilema. Di sebelah dalam neurilema terdapat selubung mielin yang mengandung fosfolipid. Bagian akson yang tidak tertutup oleh selubung mielin dinamakan nodus Ranvier. Akson bercabang di akrab ujung (terminal akson). Titik pertemuan antara terminal akson yang satu dengan neuron yang lain disebut sinapsis. Titik pertemuan (sinapsis) ini berfungsi meneruskan rangsang ke sel saraf yang lain dengan cara mengeluarkan bahan kimia yang disebut neurotransmiter. Badan sel saraf mempunyai sebuah inti dan berdiri perikarion yang berafiliasi dengan akson membentuk karakter V, yang dinamakan aksonhillok. Retikulum endoplasma dan ribosom membentuk granula yang dinamakan tubuh nissl. Perhatikan Gambar 2, Gambar 3, dan Gambar 4.

Berdasarkan cara memindahkan rangsang dan posisi yang ditempati, neuron dibedakan menjadi tiga sebagai berikut.

a. Neuron Afferent (Neuron Sensorik)

Neuron afferent memberikan rangsang dari organ penerima rangsang (reseptor) kepada sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang).

Gambar 2. Neuron sensorik (Afferent)

b. Neuron Intermedier (Interneuron)

Neuron intermedier memberikan impuls dari neuron sensorik atau dari neuron intermedier yang lain ke neuron motorik.

Gambar 2. Interneuron

c. Neuron Efferent (Neuron Motorik)

Neuron efferent memberikan impuls dari sistem saraf pusat ke otot dan kelenjar yang akan melaksanakan respon.

Gambar 4. Neuron motorik (Efferent)

Badan sel saraf terletak di sentra saraf dan ganglion. Ganglion adalah kumpulan tubuh sel saraf yang letaknya tertentu, misalnya di kiri-kanan sumsum tulang belakang. Sel saraf mempunyai beberapa fungsi berikut.

1. Merespon perubahan lingkungan (iritabilitas).
2. Membawa impuls-impuls saraf (pesan) ke sentra saraf maupun sebaliknya (konduktivitas).
3. Bereaksi aktif terhadap rangsang yang tiba berupa gerakan pindah atau menghindar.

Anda kini sudah mengetahui Struktur dan Fungsi Neuron atau Sel Saraf. Terima kasih sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Purnomo, Sudjiono, T. Joko, dan S. Hadisusanto. 2009. Biologi Kelas XI untuk Sekolah Menengan Atas dan MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 386.

Pintar Pelajaran Archaebacteria (Archaea) : Pengertian, Ciri-Ciri, Struktur Sel, Contoh

Archaebacteria (Archaea) : Pengertian, Ciri-ciri, Struktur dan Fungsi Sel - Archaebacteria terdiri dari bakteri-bakteri yang hidup di tempat-tempat kritis atau ekstrim, contohnya basil yang hidup di air panas, bakteri yang hidup di tempat berkadar garam tinggi, dan basil yang hidup di tempat yang panas atau asam, di kawah gunung berapi, dan di lahan gambut. Menurut para ahli, Archaebacteria dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu metanogen, halofil ekstrim, dan termofil ekstrim (termoasidofil). Secara struktural, kelompok prokariotik ini mempunyai beberapa karakteristik, yaitu dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan, ribosomnya mengandung beberapa jenis RNA-polimerase sehingga lebih menyerupai eukariotik, dan plasmanya mengandung lipid dengan ikatan ester.

Metanogen merupakan kelompok prokariotik yang mereduksi karbondioksida (CO₂) menjadi metana (CH₄) memakai hidrogen (H₂). Metanogen merupakan mikroorganisme anaerob, tidak membutuhkan oksigen lantaran baginya oksigen merupakan racun. Metanogen memiliki tempat hidup di lumpur dan rawa, tempat mikroorganisme lain menghabiskan semua oksigen. Contohnya ialah Methanococcus janascii (Gambar ).

Gambar 1. Methanococcus jannaschii © UC Berkeley Electron Microscope Lab

Akibatnya rawa akan mengeluarkan gas metana atau gas rawa. Beberapa spesies lain yang termasuk kelompok metanogen hidup di lingkungan anaerob di dalam perut binatang seperti sapi, rayap, dan herbivora lain yang mengandalkan makanan berselulosa. Metanogen berperan penting dalam nutrisi. Contohnya adalah Succinomonas amylolytica yang hidup di dalam pencernaan sapi dan merupakan pemecah amilum. Peran lain metanogen ialah sebagai pengurai, sehingga bisa dimanfaatkan dalam pengolahan kotoran hewan untuk memproduksi gas metana, yang merupakan materi bakar alternatif.

Halofil ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang hidup di tempat yang asin, menyerupai di Great Salt Lake (danau garam di Amerika) dan Laut Mati. Kata halofil berasal dari bahasa Yunani, halo yang berarti ‘garam’, dan phylos yang berarti ‘pencinta’. Beberapa spesies sekadar memiliki toleransi terhadap kadar garam, tetapi ada pula spesies lain yang memerlukan lingkungan yang sepuluh kali lebih asin dari air laut untuk sanggup tumbuh. Beberapa koloni halofil ekstrim membentuk suatu buih bewarna ungu. Warna tersebut ialah bakteriorhodopsin. Bakteriorhodopsin merupakan suatu pigmen yang menangkap energi cahaya. 

Sedangkan Termofil ekstrim ialah kelompok organisme prokariotik yang hidup di lingkungan yang panas, optimum pada suhu 60 - 80 ^oC. Contohnya ialah Sulfolobus sp. yang hidup di mata air panas bersulfur di Yellowstone National Park (Amerika Serikat).

Gambar 2. Sulfolobus metallicus (Etzel et al., 2007)

Sulfolobus sp. hidup dengan mengoksidasi belerang untuk memperoleh energi. Karena suka dengan panas dan asam, kelompok ini disebut juga termoasidofil. Jenis lain yang memetabolisme sulfur adalah organisme prokariotik yang hidup pada air bersuhu 105 ^oC di dekat lubang hidrotermal di bahari dalam (kawah gunung api bawah laut). Termofil ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang paling dekat dengan organisme eukariotik.

The Black Smookers

The black smokers adalah sebutan untuk kawah gunung api di dasar laut. Di sana terdapat banyak sekali bentuk kehidupan yang unik dan kondisi lingkungannya juga sangat ekstrim. Contohnya adalah sejenis termofil ekstrim yang hidup bersimbiosis dengan cacing tabung (Acetabularia) (www.deepseanews. blogspot.com)

Referensi :

Etzela, K., A. Klinglb, H. Huberb, R. Rachelb, G. Schmalzc, M. Thommb, W. Depmeiera. 2008. Etching of {111} and {210} synthetic pyrite surfaces by two archaeal strains, Metallosphaera sedula and Sulfolobus metallicus. Hydrometallurgy, 94 (1–4): pp. 116–120. DOI : 10.1016/j.hydromet.2008.05.026.

Widayati, S., S. N. Rochmah dan Zubedi. 2009. Biologi : Sekolah Menengan Atas dan MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 290.

Berikut ini ialah makalah mengenai Struktur dan Organisasi Sel Archaea

Struktur dan Organisasi Sel Archaea

Pada awalnya Archaea merupakan salah anggota dari dunia prokariota yang mempunyai ciri belum mempunyai pembagian ruang (kompartemensasi) yang terperinci diantara komponen-komponen selnya. Sehingga semua komponen selnya, termasuk materi genetiknya terletak di dalam membran sitoplasma (Yuwono 2005). Sebagian besar Archaea tidak berbeda konkret ketika diamati memakai mikroskop cahaya, bahkan dengan resolusi paling tinggi sekalipun. Padahal secara biokimia dan genetik mereka berbeda dari basil yang sebenarnya.

BAB  I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan penelitian selanjutnya diketahui bahwa organisme ini mempunyai sifat molekular yang lebih menyerupai dengan Eukariot. Pada tahun 1990 peneliti dari Universitas Illinois, Dr. Carl Woese dan koleganya  dapat menunjukan bahwa Archaea mempunyai perbedaan yang fundamental dengan basil dan eukaria. Sehingga ia memisahkan Archaea ke dalam domain tersendiri yaitu Archaea. Pemisahan ini menurut pendekatan sekuen gen penyandi 16S rRNA yang bersifat universal bagi seluruh organisme. Atas dasar penelitiannya tersebut, woese mengajukan bahwa kehidupan dibagi menjadi 3 domain, yaitu Bacteria, Eukarya, dan Archaea (Woese et al., 1990). Beberapa anggota Archaea diketahui merupakan organisme penghuni lingkungan paling ekstrim di bumi. Diantaranya  hidup di akrab kantung-kantung gas di dasar laut, sementara lainnya berada pada sumber mata air panas atau bahkan pada air dengan kadar garam/asam yang sangat tinggi. Beberapa Archaea juga ditemukan pada kanal pencernaan sapi, rayap. Mereka juga sanggup hidup pada lumpur di dasar bahari tanpa ada oksigen sekalipun. Namun dikala ini telah ditemukan beberapa Archaeayang juga hidup pada kondisi normal menyerupai basil kebanyakan.

1.2. Tujuan

1. Tujuan dari penulisan makalah ini ialah mengetahui perbedaan struktur dan organisasi sel pada Archaea dengan basil dan eukaria.
2. Dapat memahami perbedaan antara Archaeadan basil serta eukaria terkait struktur dan organisasi selnya. 

BAB  II

PEMBAHASAN

2.1. Bentuk dan Ukuran Sel

Secara umum struktur sel Archaea mempunyai bentuk yang hampir sama menyerupai bakteri, dan bentuknya cukup beragam. Beberapa Archaea berbentuk batang/basil, bulat/kokus, atau spiral. Bahkan terdapat beberapa Archaea yang mempunyai bentuk “tidak biasa” , yaitu segitiga dan persegi panjang. Meskipun morfologi sel relatif gampang untuk diamati, tetapi terkadang sulit untuk membedakan basil dan Archaea, lantaran keduanya mempunyai ragam bentuk yang hampir sama.

Gambar 3. Beberapa bentuk morfologi yang terdapat pada Archaea (a) Methanobrevibacter smithii; (b) Methanobacterium uliginosum; (c) Methanosphaera stadtmanae; (d) Methanoplanus limicola ; (e) Methanospirillum hungatei; (f) Halobacteriumhalobium; (g) Halococcus morrhuae; (h) Thermoplasma acidophilum; (i) Methanolobus vulcani; (j) Pyrococcus furiosus; (k) Haloferax mediterranei; (l) Thermofilum ‘librum’; (m) Pyrodictium occultum; (n) Thermoproteus tenax.

Archaea merupakan organisme yang berukuran sangat kecil, yaitu sekitar 1.5-2.5 µm (Beveridge, 2001). Ukuran yang kecil ini memperlihatkan laba tersendiri bagi sel tersebut. Sel yang berukuran lebih kecil mempunyai luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan volume sel, kalau dibandingkan dengan sel yang berukuran lebih besar. Sehingga mempunyai rasio permukaan terhadap volume lebih tinggi. Rasio permukaan/volum memperlihatkan beberapa tanggapan pada kehidupannya. Sebagai pola pada pertukaran nutrisi, sel yang mempunyai rasio permukaan/volum lebih tinggi akan mendukung pertukaran nutrisi lebih cepat dibanding yang lebih rendah, oleh lantaran itu sel yang lebih kecil akan tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan sel yang lebih besar lantaran mempunyai rasio yang lebih tinggi. Sedangkan secara genetik, hal ini sanggup berdampak pada evolusi lantaran sel Archaea ialah haploid, sehingga mutasi akan diekspresikan secara langsung. Sedangkan mutasi itu sendiri ialah sumber dari suatu evolusi. Oleh alasannya ialah itu Archaea sanggup lebih cepat menanggapi perubahan lingkungan.

2.2 Membran sitoplasma pada Archaea

Struktur dasar dari membran sel Archaea tersusun atas fosfolipid. Struktur ini tersusun dari molekul gliserol yang berikatan dengan fosfat pada ujung pertama (kepala) dan berikatan dengan rantai samping yang berupa isoprenoid pada ujung lainnya (ekor).

Gambar 4. membran sel Archaea.

Karena sifatnya yang hidrofilik maka ketika membran sel berada pada lingkungan cair, ujung molekul yang mengandung gugus fosfat akan berada pada permukaan luar membran yang bekerjasama pribadi dengan lingkungan luar sel, dan sisi lainnya yang bersifat hidrofobik  akan berada dibagian dalam. Pelapisan menyerupai ini membuat penghalang kimia yang sangat efektif disekitar sel dan membantu dalam membuat keseimbangan kimiawi. Secara komposisi, membran sel Archaea mempunyai perbedaan dengan membran sel basil dan eukaria. Perbedaan tersebut antara lain ialah perbedaan kiralitas gliserol yang menjadi penyusun membran sel, ikatan antara gliserol dan rantai samping isoprenoid berupa ikatan eter, rantai samping berupa isoprenoid bukan asam lemak menyerupai pada basil dan eukaria, dan mempunyai rantai samping yang bercabang.

2.2.1. Kiralitas dari gliserol

Gliserol yang dipakai Archaea untuk membentuk fosfolipid merupakan stereoisomer dari gliserol yang dipakai untuk membentuk membran sel pada basil dan eukaria. Dua molekul yang stereoisomer ialah cerminan satu sama lain. Pada membran sel basil dan eukaria, gliserol yang menyusun membran selnya berupa D-Gliserol, sedangkan pada arkaea berupa L-gliserol.

Gambar 5. Struktur penyusun membran sel Archaea dan bakteri/eukaria.

2.2.2. Ikatan eter

Pada kebanyakan organisme, gliserol yang terdapat pada membran selnya akan berikatan dengan rantai samping memakai ikatan ester. Namun tidak demikian halnya pada membran sel Archaea. Ikatan yang terbentuk antara gliserol dan rantai samping pada membran sel Archaea ialah ikatan eter. Hal ini memperlihatkan fosfolipid yang dihasilkan mempunyai sifat mekanik kimia yang berbeda dari lipid membran organisme lain.

Gambar 6. Ikatan yang terbentuk pada membran sel bakteri/eukaria dan Archaea.

2.2.3. Rantai Isoprenoid

Archaea mempunyai rantai samping penyusun fosfolipid yang berbeda dengan basil dan eukaria. Rantai samping penyusun fosfolipid pada basil dan eukaria ialah asam lemak, sedangkan pada Archaea rantai samping yang dimilikinya ialah isoprenoid. Isoprenoid merupakan hidrokarbon yang mempunyai 20 atom C dan merupakan anggota paling sederhana dari kelas materi kimia yang disebut terpene. Menurut definisi, terpene ialah molekul yang menghubungkan molekul isoprenoid bersama-sama.

Gambar 7. Struktur membran monolayer pada Archaea.

Lipid yang terdapat pada Archaea termoasidodfil dan metanogen ialah tetralipid, dimana ujung rantai samping phytanil pada struktur tetralipid berikatan secara kovalen dengan molekul gliserol yang lain. Sehingga akan membentuk struktur monolayer. Struktur menyerupai ini tidak mempunyai area tengah yang kosong menyerupai pada struktur lipid bilayer. Sehingga struktur menyerupai ini mempunyai resistensi yang lebih terhadap temperatur tinggi dibandingkan struktur lipid bilayer. Pada umumnya Archaea yang hidup optimal pada suhu tinggi, membran selnya terdiri dari lipid monolayer ataupun kombinasi antara lipid bilayer dan monolayer.

Gambar 8. Membran monolayer dan bilayer.

2.2.4. Rantai samping yang Bercabang

Tidak hanya rantai samping Archaea yang dibuat dari komponen yang berbeda. Akan tetapi rantai sampingnya mempunyai struktur fisik yang juga berbeda. Rantai samping pada membran sel Archaea mempunyai cabang, lantaran penggunaan isoprenoid untuk membentuk rantai sampingnya.  Asam lemak pada basil dan eukariot tidak mempunyai rantai cabang, sehingga sifat ini mengakibatkan membran Archaea yang mempunyai aksara unik.  Hal ini membuat beberapa properti yang menarik di membran Archaea. Rantai samping isoprenoid bisa bergabung bahu-membahu antara dua rantai samping fosfolipid tunggal atau bergabung ke rantai fosfolipid sisi lain di sisi lain membran (membentuk fosfolipid transmembran). Rantai samping tersebut juga sanggup mempunyai kemampuan  untuk membentuk cincin karbon. Hal ini terjadi ketika salah satu cabang mengelilingi dan mengikat atom bawah rantai untuk membuat cincin lima atom karbon. Cincin tersebut diperkirakan memperlihatkan stabilitas struktural membran.

2.3 Dinding Sel Archaea

Archaea mempunyai keragaman dalam hal lapisan yang menyelubungi selnya. Beberapa Archaea mempunyai lapisan  protein permukaan atau S-layer. Lapisan ini terdiri dari protein monomolekular yang identik atau lebih dikenal dengan sebutan glikoprotein (Kandler dan Konig, 1993).  Lapisan ini secara pribadi bekerjasama dengan cuilan luar membran plasma dan berfungsi untuk melindungi dari lisis osmotik. Lapisan ini juga sanggup berfungsi sebagai penyeleksi molekul yang sanggup masuk kedalam sel.

Gambar 9. S-Layer.

Selain S-Layer, diketahui beberapa Archaea juga mempunyai struktur yang menyerupai dengan dinding sel pada bakteri, namun berbeda dalam hal komposisi kimia penyusunnya. Dinding sel Archaea tidak mempunyai peptidoglikan namun mempunyai molekul yang menyerupai dengan peptidoglikan yang disebut pseudomurein. Pseudomurein dibangun dari N-Asetil glukosamin dengan Asam N-Asetil talosamin uronat yang berikatan dengan ikatan glikosidik pada β-1,3  hal ini berbeda dengan peptidoglikan pada basil yang dibangun memakai N-Asetil glukosamin dan N-Asetil muramat yang berikatan pada β-1,4.

Gambar 10. Struktur pseudomurein.

Perbedaan lainnya ialah asam amino yang terdapat pada pseudomurein semuanya berupa L-Steroisomer. Struktur menyerupai ini memperlihatkan dampak yang menguntungkan pada Archaea, yaitu dinding sel mereka resisten terhadap antibiotik dan juga tidak terpengaruh terhadap kegiatan lisosim dan protease yang umum (Konig, 2001). Beberapa Archaea tidak mempunyai pseudomurein namun mempunyai polisakarida lainnya, yaitu glutaminylglycan, heterosakarida, methanochondroitin.

2.4. Struktur Permukaan Sel Archaea, Inklusi Sel, dan Vesikula Udara

Penelitian mengenai struktur pemanis pada permukaan sel Archaea telah banyak dilakukan dengan memanfaatkan observasi elektron mikroskopis pada beberapa jenis Archaea. Penelitian ini memperlihatkan beberapa tipe struktur pemanis pada permukaan sel Archaea, menyerupai pili dan flagella yang tampak menyerupai struktur yang ada pada bakteri, tetapi ternyata mempunyai perbedaan. Selain itu struktur lain menyerupai cannulae (kanula), Hami, Iho670 Fibers, dan bindosome muncul sebagai struktur unik lain yang dimiliki oleh Archaea.

2.4.1. Struktur Permukaan Sel Archaea

a. Pili

Fimbriae dan pili merupakan struktur filamen yang tersusun atas protein yang memanjang dari permukaan sel dan mempunyai  banyak fungsi. Fimbriae memungkinkan sel untuk menempel pada suatu permukaan. Secara umum pili menyerupai dengan fimbriae, tetapi pili lebih panjang dan hanya satu atau sebagian kecil pili yang bisa menempel pada permukaan sel. Fungsi pili itu sendiri ialah untuk memfasilitasi pertukaran gen di antara sel pada suatu proses yang disebut sebagai konjugasi. Walaupun sesungguhnya proses konjugasi tidak selalu diperantarai oleh pili.

Gambar 11. Tanda panah memperlihatkan pili pada struktur permukaan sel.

b. Cannula, Hami, Iho670 Fibers, dan Bindosome

Struktur permukaan sel Archaea terdiri dari banyak bagian, yaitu kanula, hami, Cannula, Hami, Iho670 Fibers, dan Bindosome. Struktur permukaan tersebut tidak banyak dibahas menyerupai halnya pili dan flagella, hal ini disebabkan lantaran sistem genetik di dalam struktur tersebut tidak gampang untuk dipelajari dan tidak ditemukan pada semua jenis Archaea.

c. Cannulae (Kanula)

Kanula merupakan jaringan tubula yang hingga dikala ini hanya ditemukan pada genus Pyrodictium. Kanula berupa pipa berongga berdiameter luar 25 nm (Gambar 12) yang sangat resisten terhadap panas dan proses denaturasi (Rieger et al., 1995). Strukturnya hampir sama dengan struktur permukaan sel lainnya yaitu terbentuk atas lapisan glikoprotein, yang mempunyai tiga subunit glikoprotein yang homolog. Kanula memperlihatkan aktivitasnya sebagai penghubung intraseluler antar ruang periplasmik sel yang berbeda (Nickell et al., 2003). Walaupun fungsi kanula belum diketahui secara jelas, tetapi sanggup diasumsikan bahwa dengan adanya kanula, sel sanggup melaksanakan pertukaran nutrisi atau bahkan materi genetik.

Gambar 12. Kanula (Rieger et al., 1995).

d. Hami

Struktur permukaan Archaea yang lain ialah hamus atau hami (Gambar 13). Hami banyak ditemukan pada Archaea yang hidup di tempat suhu rendah yang mengandung kadar sulfat tinggi (cold sulphidic springs). Strukturnya memperlihatkan filamen-filamen yang sangat kompleks dengan kenampakan menyerupai kawat berduri yang ujungnya mempunyai kait dengan diameter 60 nm (Moissl et al., 2005). Masing-masing sel dikelilingi oleh sekitar 100 hami. Hami stabil pada kisaran temperatur dan pH yang luas yaitu antara 0-70 ^oC dan 0,5-11,5. Hami sanggup bertindak sebagai mediator proses adesi seluler permukaan terhadap komposisi kimia yang berbeda sebagaimana adesi yang berlangsung di antara sel. Hami juga terbukti menjadi komponen protein utama dalam pembentukan biofilm Archaea, dimana sel membentuk susunan tiga dimensi yang jaraknya konstan melalui proses perlekatan antar sel Archaea (Henneberger et al., 2006).

Gambar 13. (a) Sekitar 100 hami keluar secara melingkar di permukaan sel. (b) Kenampakan kait yang berada di ujung hami. Tanda panah memperlihatkan lokasi kait. (c) Hami memperlihatkan kenampakan menyerupai kawat berduri (Moissl et al., 2005).

e. Bindosome

Bindosome (Gambar 14) ialah struktur Archaea yang diduga mempunyai fungsi unik pada Sulfolobus solfataricus (Albers dan Pohlschröder, 2009). Komponen struktural bindosome yang utama ialah substrat pengikat protein (substrat binding protein/SBP) yang diketahui sebagai glikoprotein (Elferink et al., 2001), yang disusun oleh Pilin tipe IV menyerupai pada sekuen peptida sinyal dan mengandung protein khas yang diketahui bisa membentuk struktur oligomerik pada Archaea dan bakteri. Susunan oligomerik komplek berperan dalam perembesan gula, hal ini sanggup membantu S. solfataricus untuk sanggup tumbuh pada substrat yang bervariasi (Ng et al., 2008).

Gambar 12. Gambar orisinil bindosome belum diketahui secara pasti, dan gambar diatas merupakan gugusan alternatif yang memperlihatkan bindosome terletak pada S-layer (Ng et al., 2008).

f. Iho670 Fibers

Pada pertengahan tahun 2009 telah dilakukan penelitian oleh Muller et al. mengenai struktur permukaan Ignicoccus hospitalis, risikonya memperlihatkan adanya pemanis permukaan sel gres yang kemudian diberi nama Iho670 fiber (Gambar 15). Iho670 fiber merupakan struktur yang sangat rapuh, berbeda dengan flagella dan pili yang memliliki struktur primer dari protein. Hal ini juga memperlihatkan bahwa Iho670 fiber bukan salah satu organel sel yang motil. yang menjadi cuilan menarik ialah bahwa komponen utama Iho670 fiber disintesis oleh Pilin tipe IV menyerupai peptida sinyal dan diproses oleh peptidase prepilin homolog. Karena Pilin tipe IV menyerupai sistem ini juga dipakai untuk flagela, pili tertentu, dan bindosome dalam Archaea, Pilin tipe IV menjadi jalur yang sangat banyak dipakai oleh Archaea dalam hal perakitan struktur permukaan.

Gambar 13. Hasil analisis serat Ignicoccus hospitalis memakai TEM (Transmission Electron Microscopy) yang mengindikasikan adanya Iho670 fibers.

2.4.2. Inklusi Sel

Di dalam sel prokariotik biasanya terdapat senyawa lain yang menyertai sel di dalam sitoplasma yang disebut dengan inklusi sel. Inklusi sel berfungsi sebagai energi cadangan atau sebagai tempat penyimpanan struktur building blocks. Penyimpanan karbon atau senyawa lain di dalam inklusi yang tidak larut dalam air bermanfaat bagi sel lantaran sanggup mengurangi tekanan osmotik yang sanggup mungkin terjadi apabila senyawa dalam jumlah yang sama terlarut dalam sitoplasma (Madigan et al., 2012).

Gambar 16. Tanda panah memperlihatkan poly-β-hydroxyalkanoat (PHA) (Madigan et al., 2012).

Salah satu jenis inklusi sel yang paling banyak ditemukan di dalam organ prokariotik ialah asam poly-β-hydroxybutirat (PHB). PHB ialah lipid yang tersusun atas unit-unit asam β-hydroxybutirat. Sedangkan polimer yang diproduksi oleh Archaea ialah poly-β-hydroxyalkanoat (PHA) (Gambar 16). PHA disintesis oleh Archaea di dalam polimer penyimpanan ketika sel mengalami kondisi pertumbuhan yang tidak seimbang. PHA merupakan salah satu jenis komoditas plastik yang sanggup dirombak menjadi karbondioksida dan air melalui proses mineralisasi mikrobiologis secara alami.

2.4.3. Vesikula Udara

Salah satu jenis Archaea yang bersifat planktonic dan bisa hidup di air bahari ialah Nitrosopumilus maritimus dari kelompok Crenarchaeota (Brochier-Armanet et al., 2011). Jenis organisme ini bisa mengapung di air bahari lantaran mempunyai vesikula udara. Kemampuan mengapung yang dimilikinya memungkinkan untuk menempatkan diri dalam kolom air untuk sanggup merespon kondisi lingkungan.

Gambar 17. Vesikula udara pada struktur permukaan sal Archaea.

Secara umum struktur vesikula udara tersusun atas protein yang berbentuk kumparan, berongga namun kaku dengan panjang dan diameter yang bervariasi (Gambar 17). Panjang vesikula udara yang dihasilkan oleh masing-masing organisme berbeda-beda, mulai dari 300 hingga lebih dari 1000 nm dengan lebar 45 hingga 120 nm, tetapi kisaran ukuran tersebut masih bisa berubah-ubah.

Jumlah vesikula dalam satu organisme sangat bervariasi mulai dari sedikit hingga ratusan tiap selnya, kedap air dan larut dalam gas (Madigan et al., 2012).

2.5 Pergerakan Sel Archaea

a. Flagella Archaea

Flagella Archaea berukuran sangat kecil hingga mencapai setengah dari ukuran flagella bakteri, yaitu 10-13 nm (Madigan et al., 2012). Flagella Archaea memperlihatkan kemampuan terhadap sel Archaea untuk sanggup bergerak memutar menyerupai halnya bakteri. Flagella Archaea tidak hanya sebagai alat untuk bergerak, tetapi juga berperan dalam interaksi di dalam sel dan sebagai pengenal pada permukaan sel sebagai syarat terbentuknya biofilm pada beberapa Archaea. Flagella ditemukan pada semua sub kelompok utama Archaea Crenarchaeota dan Euryarchaeota yaitu halofil, haloalkalofil, metanogen, hipermetrofil, dan termoasidofil. Sampai dikala ini telah dilaporkan banyak sekali macam Archaea yang mempunyai flagella, termasuk Methanococcus, Halobacterium, Sulfolobus, Natrialba, Thermococcus dan Pyrococcus (Ng et al., 2006).

Gambar 18. (a) Sel Methanococcus maripaludis dengan diameter 1μm memperlihatkan banyaknya flagella yang terdapat di permukaan selnya dan (b) flagella yang telah dimurnikan dari sel Methanococcus maripaludis. Tanda panah memperlihatkan kait di ujung flagella.

Secara umum penampakan flagella Archaea (Gambar 18) menyerupai dengan flagella basil tetapi flagella Archaea mempunyai pergerakan yang unik menyerupai pada pili basil tipe IV (Jarrell et al., 2007). Kemiripan ini mencakup struktur flagella termasuk keberadaan jumlah gen pada masing-masing struktur. Pada awal penelitian mengenai flagella Archaea, diketahui kemiripan antara flagella Archaea dengan pili basil tipe IV ialah pada N-termini (Faguy et al., 1994) dan adanya pilin tipe IV yang menyerupai sinyal peptide (Kalmokoff and Jarrell, 1991). Penelitian terbaru menyebutkan bahwa protein yang ada pada flagella Archaea maupun pili basil tipe IV ialah ATPase (Bayley and Jarrel, 1998), membran protein (Peabody et al., 2003) dan sinyal peptidase (FlaK/PibD) (Bardy and Jarrel, 2002).

Salah satu perbedaan antara flagella Archaea dengan flagella basil diketahui pada penelitian yang dilakukan tahun 2008 oleh Streif et al. mengenai pergerakan memutar pada flagella Archaea, risikonya memperlihatkan bahwa pergerakan flagella tersebut didukung oleh proses hidrolisis ATP dan bukan dari proton atau natrium menyerupai yang dipakai oleh flagella bakteri.

b. Kemotaksis Archaea

Kemotaksis merupakan respon gerakan Archaea terhadap rangsangan dari senyawa kimia. Walaupun Archaea termasuk ke dalam kelompok yang berbeda dari bakteri, tetapi banyak spesies Archaea yang mempunyai sifat kemotaksis. Berbagai macam protein yang mengatur proses kemotaksis pada basil juga ditemukan pada Archaea yang bisa bergerak (motil).

2.6. Pengemasan DNA Archaea

Dalam filogenetik Archaea berbeda dengan bakteri, walaupun keduanya mempunyai beberapa kemiripan dalam struktur sel. Perbedaan ini lebih pada taraf molekular antara keduanya, dimana Archaea mempunyai banyak kesamaan dengan eukaria. Salah satu contohnya ialah pengemasan DNA pada Archaea.

DNA pada Archaea dikemas dalam bentuk sirkular, dimana pada beberapa Archaea pengemasannya melibatkan DNA-girase dan protein histon untuk membentuk struktur DNA superkoil. Hal ini berbeda dengan basil yang membentuk struktur DNA superkoil dengan tunjangan DNA-girase saja. Pengemasan DNA memakai protein histon menyerupai ini menyerupai dengan pengemasan DNA pada eukaria. Protein histon yang ditemukan pada Archaea berukuran lebih pendek dibandingkan dengan protein histon eukaria, tetapi keduanya mempunyai sekuen asam amino dan struktur 3 dimensi yang homolog.

Pada beberapa Archaea juga ditemukan beberapa titik awal replikasi, dimana protein yang mengenali titik awal replikasi dan sintesis DNA mempunyai banyak kemiripan dengan eukaria dibandingkan dengan bakteri. Selain itu Archaea juga mempunyai beberapa RNA polimerase. Hal ini berbeda dengan basil yang hanya mempunyai satu RNA polimerase. Faktor transkripsi yang dimiliki Archaea juga mempunyai kemiripan dengan faktor transkripsi pada eukaria. Beberapa gen penyandi tRNA dan rRNA Archaea mempunyai intron. Intron yang terdapat pada Archaea diproses dengan prosedur yang sedikit berbeda dengan intron pada eukaria. Sedangkan pada basil tidak ditemukan intron.

Pada dikala sintesis protein Archaea membutuhkan ribosom yang fungsional serta beberapa faktor translasi. Ribosom yang terdapat pada Archaea menyerupai dengan ribosom pada bakteri, yaitu sama-sama 70S. Namun faktor translasi yang ditemukan pada Archaea ternyata dua kali lebih banyak dibanding dengan yang ada pada bakteri. Bakteri dan Archaea memakai asam amino yang berbeda pada awal proses translasi. Asam amino yang dipakai basil ialah N-formil metionin, sedangkan Archaea ialah metionin. Metionin juga merupakan asam amino yang dipakai eukaria untuk awal proses translasi. Secara keseluruhan, perbandingan sekuen memperlihatkan beberapa kesamaan antara eukaria dan Archaea dalam hal RNA dan protein yang dipakai untuk membentuk translation machine.

BAB  III

KESIMPULAN 

1. Archaea merupakan organisme yang terpisah antara basil dan eukaria.
2. Beberapa Archaea mempunyai kemampuan untuk sanggup hidup pada kondisi lingkungan yang ekstrim, menyerupai salinitas tinggi dan temperatur tinggi, lantaran struktur membrannya yang berbeda yaitu adanya ikatan eter dan komposisi membran monolayernya.
3. Archaea mempunyai struktur pemanis permukaan sel yang tidak ditemukan pada basil atau pun eukaria, menyerupai canullae, hami, bindosome, Iho670, fibers.
4. Archaea mempunyai sifat kemotaksis menyerupai pada bakteri. Berbagai macam protein yang mengatur proses kemotaksis pada basil juga ditemukan pada Archaea.

DAFTAR PUSTAKA

Albers S dan Pohlschr¨oder M. 2009. Diversity of Archaeal type IV pilin-like structures,” Extremophiles, vol. 13, no. 3, pp. 403–410.

Bardy SL dan Jarrell KF. 2002. Flak of the archaeon Methanococcus maripaludis possesses preflagellin peptidase activity, FEMS Microbiology Letters, vol. 208, no. 1, pp. 53– 59.

Bayley DP dan Jarrell KF. 1998. Further evidence to suggest that Archaeal flagella are related to bacterial type IV pili,Journal of Molecular Evolution, vol. 46, no. 3, pp. 370–373.

Brochier-Armanet, CP. Deschamps, P. López-García, Y. Zivanovic, F. Rodríguez-Valera and D. Moreira. 2011. Complete-fosmid and fosmid-end sequences reveal frequent horizontal gene transfers in marine uncultured planktonic Archaea. The ISME Journal. Vol. 5. p.1291-1302.

Elferink MGL, Albers S, Konings W, and Driessen AJM. 2001. Sugar transport in Sulfolobus solfataricus ismediated by two families of binding protein-dependent ABC transporters. Molecular Microbiology, vol. 39, no. 6, pp.1494–1503.

Faguy DM, Jarrell KF, Kuzio J, and Kalmokoff ML. 1994. Molecular analysis of Archaeal flagellins: similarity to the type IV pilin—transport superfamily widespread in bacteria. Canadian Journal of Microbiology, vol. 40, no. 1, pp. 67–71.

Henneberger R, Moissl C, Amann T, Rudolph C, dan Huber R. 2006. New insights into the lifestyle of the cold-loving SM1 euryarchaeon: natural growth as a monospecies biofilm in the subsurface, Applied and EnvironmentalMicrobiology, vol. 72, no. 1, pp. 192–199.

Jarrell KF, S. Y. Ng, and Chaban B. 2007. Flagellation and chemotaxis, in Archaea: Molecular and Cellular Biology, R. Cavicchioli, Ed., pp. 385–410, ASM Press, Washington, DC, USA.

Kalmokoff ML dan Jarrell KF. 1991. Cloning and sequencing of a multigene family encoding the flagellins of Methanococcus voltae, Journal of Bacteriology, vol. 173, no. 22, pp. 7113–7125.

Konig H. 2001. Archaeal cell wall. Di dalam : Encyclopedia of life science. Chichester : 1486-1493

Moissl C, Rachel R, Briegel A , Engelhardt H, and Huber R. 2005. The unique structure of Archaeal ’hami’, highly complex cell appendages with nano-grappling hooks,Molecular Microbiology, vol. 56, no. 2, pp. 361–370.

Muller, D.W., C. Meyer, S. Gurster, U. Kuper, H. Huber, R. Rachel, G. Wanner, R. Wirth, and A. Belack. 2009. The Iho670 fibers of Ignicoccus hospitalis: a new type of Archaeal cell surface appendage. Journal of Bacteriology.  Vol. 191, No. 20. p. 6465–6468

Ng S.Y., B. Zolghadr, A.J.M. Driessen, S. J. Albers, and K. F. Jarelli. 2008. Cell surface structures of Archaea. Journal of Bacteriology. Vol. 190. No. 18. P. 6039–6047.

Ng, S. Y., B. Chaban, and K. F. Jarrell. 2006. Archaeal flagella, bacterial flagella and type IV pili: a comparison of genes and posttranslational modifications. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 11:167–191.

Nickell R, Hegerl R, Baumeister W, and Rachel R. 2003. Pyrodictium cannulae enter the periplasmic space but do not enter the cytoplasm, as revealed by cryo-electron tomography,Journal of Structural Biology, vol. 141, no. 1, pp. 34–42.

Peabody CR, Chung YJ, Yen MR, Vidal-Ingigliardi D, Pugsley AP, and Saier MH. 2003. Type II protein secretion and its relationship to bacterial type IV pili and Archaeal flagella, Microbiology, vol. 149, no. 11, pp. 3051–3072.

Rieger G,Rachel R, Hermann R, dan Stetter KO. 1995. Ultrastructure of the hyperthermophilic archaeon Pyrodictiumabyssi, Journal of Structural Biology, vol. 115, no. 1, pp. 78– 87.

Streif S, Staudinger WF, Marwan W, and Oesterhelt D. 2008. Flagellar rotation in the archaeon Halobacterium salinarum depends on ATP, Journal of Molecular Biology, vol. 384, no. 1, pp. 1–8.

Thoma C, Frank M, Rachel R. 2008. The Mth60 fimbriae of Methanothermobacter thermoautotrophicus are functional adhesins, Environmental Microbiology, vol. 10, no. 10, pp. 2785–2795.

Woese C, Kandler O, dan Wheelis ML. 1990. Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc. Nati. Acad. Sci. 8

Yuwono T. 2005. Biologi molekular. Safitri a, editor. Jakarta : Erlangga.

Anda kini sudah mengetahui mengenai Archaebacteria. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.