Perbedaan Sel Eukaryotik dengan Sel Prokaryotik

        

 

sumber : informasi-pendidikan.com

          

Ada banyak perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik. Beberapa perbedaan ini bersifat struktural sedangkan yang lain hanya prosedural. Dua dari proses yang secara substansial berbeda antara prokariota dan eukariota adalah ekspresi gen dan regulasinya. Kedua jenis sel menuliskan DNA menjadi mRNA, yang kemudian diterjemakan kedalam polipeptida, tetapi secara spesifik proses ini berbeda. Ahli biologi membagi organisme hidup menjadi prokariota dan eukariota berdasarkan struktur sel organisme.
Prokariota adalah organisme sederhana, uniseluler yang tidak memiliki nukleus sel yang membatasi membran. Eukariora bisa uniseluler atau multiseluler, sel – sel mereka mengandung inti yang berbeda, serta struktur fungsional yang disebut organel.

a.  Membran Inti

Perbedaan utama keduanya adalah ada tidaknya membran inti. Sel prokariotik tidak memiliki membran inti, sedangkan sel eukariotik memiliki membran inti.

     

     b.      Ukuran Sel

Lebih sederhananya struktur sel prokariotik berhubungan dengan ukurannya yang lebih kecil. Sel-sel prokariotik memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang lebih tinggi, ini membuat sel prokariotik dapat menyerap nutrisi dan memasoknya ke bagian-bagian sel secara lebih cepat. Kebalikannya, rasio luas permukaan terhadap volume lebih kecil pada sel eukariotik. Selain itu sel-sel eukariotik juga memiliki berbagai organel-organel khusus yang memiliki fungsinya masing-masing.

      

     c. Kromosom

Kromosom pada sel prokariotik berjumlah satu dan memiliki bentuk melingkar. Kromosom pada prokariota terbentuk atas Asam deoksiribonukleat atau Deoxyribonucleic Acid (DNA) dan protein. Kromosom pada eukariota biasanya berjumlah lebih dari satu dan terbentuk atas DNA, histon, dan protein lain.

     d.      Ribosom

Ribosom adalah organel yang bertanggung jawab atas sintesis protein dalam sel. Umumnya ribosom terbentuk atas dua subunit. Pada prokariota, ribosom bertipe 70S, kedua subunit 50S dan 30S. Ribosom pada eukariotik bertipe 80S, kedua subunit 60S dan 40S. Tipe-tipe ribosom tersebut dibagi berdasarkan ukuran dan koefisien pengendapannya.

    e.       Organel-Organel

Ukuran sel prokariotik relatif lebih kecil dibandingkan dengan ukuran sel eukariotik. Sebagai akibatnya organel-organel seperti mitokondria, badan golgi, retikulum endoplasma, dan kloroplas tidak dimiliki oleh sel prokariotik yang lebih kecil dibandingkan dengan sel eukariotik. Sel eukariotik memiliki organel-organel tersebut.

       
    f.     Pembelahan Sel

Prokariota bereproduksi dengan metode pembelahan fisi biner. Pada organisme prokariota, sel induk (haploid) membelah menjadi dua sel anak yang sama. Eukariota memiliki sel diploid yang membelah secara mitosis, kemudian setelah itu membelah menjadi dua haploid dengan cara meiosis, sel-sel gamet haploid menyatu membentuk sel diploid.

   
    g.      Organisme

Bakteri adalah contoh prokariota yang paling umum; sedangkan ganggang dan jamur bersama dengan semua tumbuhan dan hewan termasuk sebagai eukariota. Virus menyerupai sifat sel kedua kelompok, karena itu virus tidak termasuk prokariota maupun eukariota.

         A. Metode Transformasi In Planta

Transformasi in planta adalah transformasi dimana proses insersi gen (inokulasi dengan Agrobacterium) dilakukan tidak secara in vitro melainkan di luar laboratorium. Transformasi in planta menjadi lebih efisien dibandingkan in vitro karena pekerjaan “menjaga kondisi steril” secara in vitro dapat dihindari.Metode jenis ini berfungsi untuk merangsang benih tanaman, sehingga pertumbuhan awal tanam berjalan dengan cepat. Namun, transformasinya bergantung kepada beberapa faktor yang bervariasi dan sulit melakukan reproduksi.

Metode in planta memiliki sejumlah kelemahan pertama, memerlukan suatu kondisi yang steril; kedua, memakan waktu lama; ketiga, mutasi somatik atau variasi somaklonal sering terjadi pada sel tanaman selama kultur in vitro; kempat, sejumlah tanaman bersifat rekalsitran terhadap regenerasi. Metode transformasi in planta tidak menggunakan kultur in vitro sel-sel maupun jaringan tanaman dan oleh karena itu dapat mengatasi kelemahan-kelemahan pada sistem diatas. metode in  planta yang telah dikembangkannya namun demikian metode-metode tersebut  belum dapat digunakan secara luas oleh peneliti lainya karenan masalah efesiensi dan kemampuan reproduksi.

Suatu metode transformasi in planta untuk tanaman Arabidopsis telah dapat diterima dan dilakukan secara luas yang disebut dengan metode floral dip. Metode ini cukup sederhana; tanaman ditumbuhkan hinga fase berbunga, dicelupkan kedalam suspensi Agrobacterium, dan ditumbuhkan hingga dewasa, dan kemudian biji-biji yang dihasilkan dipanen dan dikecambahkan pada media seleksi untuk mendeteksi tanaman tertransformasi. Ukuran tanaman kecil, waktu perkecambahan pendek dan biji yang dihasilkan per tanaman banyak merupakan prasyarat yang dipenuhi oleh metode ini. Namun demikian karena metode ini belum bisa diaplikasikan pada tanaman lain, penggunaannya menjadi terbatas hanya pada tanaman Arabidopsis.

B. Metode Transformasi In Vitro

Transformasi in vitro adalah proses transformasi yang dilakukan secara in vitro di laboratorium, pada transformasi in vitro dibutuhkan pengetahuan serta keahlian di bidang kultur jaringan.Teknik transformasi gen ke dalam tanaman didasari oleh penemuan bakteri tanah Agrobacterium tumefaciens yang merupakan fitopatogen tanah yang menyebabkan penyakit crown gall di dalam jaringan luka pada berbagai macam tanaman dikotil dan mempunyai kemampuan untuk memindahkan DNA ke dalam sel tanaman (Gelvin, 1993; Old dan Primrose, 1989; Rossi et al., 1998, Heldt, 1999). Strain onkogenik A. tumefaciens mengandung plasmid single copy yang berukuran besar (150-250 kb) yang disebut Plasmid Ti (tumour inducing).

Sebagian dari DNA plasmid ini yaitu T-DNA (transfer) dipindahkan ke dalam sel tanaman yang terluka dan disisipkan ke dalam genom tanaman. Walaupun gen-gen T-DNA berasal dari bakteri, tetapi mampu diekspresikan pada sel tanaman. Ekspresi gen-gen tersebut adalah sintesis fitohormon (auksin dan sitokinin) dan sintesis opin. Akibatnya jaringan yang terinfeksi akan mengalami proliferasi sel yang tidak terkendali dan menghasilkan jaringan tumor. Pada biakan jaringan, pertumbuhan tumor ini dapat tumbuh terus walaupun dalam media tidak ditambahkan auksin dan sitokinin, yang biasanya kedua senyawa ini diperlukan untuk pertumbuhan jaringan tumbuhan secara in vitro (Day dan Lichtenstein, 1992; White, 1993; Heldt, 1999).

Mekanisme infeksi Agrobacterium ke dalam sel tanaman meliputi tiga tahap, sebagai berikut (Day dan Lichtenstein, 1992).

1)             Pengenalan Agrobacterium dengan molekul sinyal yang dihasilkan oleh sel tanaman yang terluka, kemudian secara kemotaksis Agrobacterium bergerak dan menempel pada sel tanaman.

2)             Gen-gen vir pada plasmid Ti merespon molekul sinyal yang dihasilkan oleh sel tanaman dan selanjutnya menginduksi ekspresi gen-gen vir untuk memotong rantai tunggal T-DNA dan memindahkannya ke dalam inti sel tanaman.

3)             T-DNA terintegrasi ke dalam genom tanaman dan gen-gen pada T-DNA diekspresikan dalam sel tanaman. Ekspresi gen-gen onc (oncogen) menyebabkan sel berproliferasi, sedangkan ekspresi gen-gen opin bertanggungjawab untuk sintesis derivat asam amino opin. Berdasarkan jenis opin, ada 6 strain Agrobacterium yang dihasilkan oleh plasmid Ti, yaitu: oktopin, nopalin, leusinopin, manopin, suksinamopin dan agropin.

Yang menjadi dasar dari transformasi genetik oleh Agrobacterium adalah transfer dan integrasi T-DNA ke dalam genom di dalam inti sel tanaman. T-DNA adalah suatu bagian pada tumor inducing (Ti) plasmid yang terdapat di dalam sel Agrobacterium. Ti-plasmid berukuran sekitar 200-800 kbp dan T-region (T-DNA) nya sendiri berukuran sekitar 10% nya (10-30 kbp). T-region ini dibatasi oleh dua sekuen pembatas (border) yaitu right border dan left border yang mengapit T-region. Bagian lain dari Ti-plasmid yang tidak kalah pentingnya adalah vir-region yang mengandung sejumlah gen-gen virulen (virA, virB, virC, virD, virE, virF, virG dan virH) yang berfungsi didalam proses transfer T-DNA ke dalam sel tanaman.

Proses transformasi dimulai dengan melekatnya Agrobacterium pada sel tanaman. Kejadian awal ini dimediasi oleh gen-gen yang berlokasi pada kromososm bakteri (gen chvA, chvB dan att). Langkah berikutnya adalah terinduksinya gen-gen pada vir-region oleh suatu signal yang spesifik didalam sel bakteri sehingga dihasilkan produk dari expresi gen-gen virulen untuk memproses T-DNA dan mentransfernya dari dalam sel bakteri.

Prosesing dan transfer T-DNA dimediasi oleh berbagai protein yang dikode pembentukannya oleh gen-gen virulen. Prosesing T-DNA dimulai dari suatu kejadian memproduksi T-DNA untai tunggal yang disebut T-strand yang ditransfer ke dalam sel tanaman. Kejadian ini dimediasi oleh produk dari gen virD1 dan virD2 yang berfungsi memotong T-DNA di bagian left border dan right border. Salah satu produk yaitu molekul VirD2 tetap melekat secara kovalen pada 5’end dari T-strand dan membentuk apa yang disebut T-complex yang masih setengah jadi. Pembentukan T-complex ini dilaporkan berfungsi untuk menjaga T-DNA dalam perjalanannya menuju inti sel tanaman inang.

Tahap akhir dari transformasi genetik oleh Agrobacterium adalah integrasi T-DNA ke dalam genom sel tanaman inang. Pada tahap ini Agrobacterium dilaporkan menggunakan berbagai mekanisme seluler untuk menyelesaikan proses transformasi genetik di dalam sel tanaman inang. Dilaporkan bahwa Agrobacterium memanfaatkan bantuan dari mekanisme transpot intraseluler pada sel tanaman yaitu suatu motor seperti dynin yang  belum teridentifikasi, digunakan untuk mengirim T-complex menuju  pori/lubang pada inti sel tanaman inang. Setelah tiba di pori/lubang tersebut Agrobacterium memanfaatkan mekanisme import didalam inti sel inang untuk memasukkan T-complex ke dalam inti. Kejadian ini dimediasi oleh interaksi antara protein bakteri yaitu VirD2 dan protein inang yaitu AtKAPαyang merupakan anggota dari keluarga karyopherinαdari Arabidopsis serta VirE2 dengan VIP1. Interaksi ini bertindak sebagai adaptor molekuler untuk membawa T-complex ke dalam inti. Di dalam inti kembali T-complex perlu  bergerak menuju titik integrasi dan dilepaskan dari protein yang mengirimnya sebelum berintegrasi ke dalam genom inang. Dilaporkan bahwa molekul T-strand diubah menjadi untai ganda T-DNA agar dikenal sebagai fragmen DNA yang terpotong dan akan dimasukkan dalam genom inang.

DAFTAR PUSTAKA

Aditia, Lasinrang.2014.Transformasi Genetik.Jurusan Biologi Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar

Anonim.2016. Perbedaan Kromosom Prokariotik dan Eukariotik. Diakses di kliksma.com pada tanggal 22 Desember 2016

Destriana, Agatha Venna. 2015. Perbedaan Sel Eukariotik Dan Prokariotik. Fakultas Ilmu Keperawatan dan Kesehatan. Universitas Muhamadiyah Semarang.