Sel prokariotik dan eukariotik

Part of our definition/description of what it means to be a living thing on Earth includes the assertion that living things are made of cells and cell products. Bagian dari definisi kita / deskripsi tentang apa artinya menjadi makhluk hidup di bumi termasuk pernyataan bahwa makhluk hidup terbuat dari sel-sel dan produk sel. In other words, we consider the cell to be a pretty fundamental structural aspect of life. Dengan kata lain, kami mempertimbangkan sel menjadi aspek struktural yang cukup mendasar kehidupan.

Cells in our world come in two basic types, prokaryotic and eukaryotic. Sel di dunia kita datang dalam dua tipe dasar, prokariotik dan eukariotik. "Karyose" comes from a Greek word which means "kernel," as in a kernel of grain. "Karyose" berasal dari kata Yunani yang berarti "kernel," seperti dalam kernel biji-bijian. In biology, we use this word root to refer to the nucleus of a cell. Dalam biologi, kita menggunakan akar kata ini mengacu pada inti sel. "Pro" means "before," and "eu" means "true," or "good." "Pro" berarti "sebelum", dan "eu" berarti "benar," atau "baik." So "Prokaryotic" means "before a nucleus," and "eukaryotic" means "possessing a true nucleus." Jadi "prokariotik" berarti "sebelum inti," dan "eukariotik" berarti "memiliki inti yang benar." This is a big hint about one of the differences between these two cell types. Ini adalah petunjuk besar tentang salah satu perbedaan antara kedua jenis sel. Prokaryotic cells have no nuclei, while eukaryotic cells do have true nuclei. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus, sedangkan sel-sel eukariotik memiliki inti sejati. This is far from the only difference between these two cell types, however. Ini jauh dari satunya perbedaan antara kedua jenis sel, namun.

Here's a simple visual comparison between a prokaryotic cell and a eukaryotic cell: Berikut adalah perbandingan visual sederhana antara sel prokariotik dan sel eukariotik:

This particular eukaryotic cell happens to be an animal cell, but the cells of plants, fungi and protists are also eukaryotic. Sel eukariotik ini khusus terjadi menjadi sel hewan, tetapi sel-sel tanaman, jamur dan protista juga eukariotik.

Despite their apparent differences, these two cell types have a lot in common. Meskipun perbedaan nyata mereka, kedua jenis sel memiliki banyak kesamaan. They perform most of the same kinds of functions, and in the same ways. Mereka melakukan sebagian dari jenis yang sama fungsi, dan dalam cara yang sama. Both are enclosed by plasma membranes, filled with cytoplasm, and loaded with small structures called ribosomes. Keduanya tertutup oleh membran plasma, diisi dengan sitoplasma, dan sarat dengan struktur kecil bernama ribosom. Both have DNA which carries the archived instructions for operating the cell. Keduanya memiliki DNA yang membawa petunjuk diarsipkan untuk mengoperasikan sel. And the similarities go far beyond the visible--physiologically they are very similar in many ways. Dan jauh melampaui kesamaan yang terlihat - fisiologis mereka sangat mirip dalam banyak hal. For example, the

DNA in the two cell types is precisely the same kind of DNA, and the genetic code for a prokaryotic cell is exactly the same genetic code used in eukaryotic cells. Misalnya, DNA dalam dua tipe sel justru jenis DNA yang sama, dan kode genetik untuk sel prokariotik adalah persis kode genetik yang sama yang digunakan dalam sel eukariotik.

Some things which seem to be differences aren't. Beberapa hal yang tampaknya perbedaan tidak. For example, the prokaryotic cell has a cell wall, and this animal cell does not. Misalnya, sel prokariotik memiliki dinding sel, dan ini sel hewan tidak. However, many kinds of eukaryotic cells do have cell walls. Namun, berbagai jenis sel eukariotik memiliki dinding sel.

Despite all of these similarities, the differences are also clear. Meskipun semua persamaan, perbedaan juga jelas. It's pretty obvious from these two little pictures that there are two general categories of difference between these two cell types: size and complexity. Sudah cukup jelas dari dua gambar kecil yang ada dua kategori umum perbedaan antara kedua jenis sel: ukuran dan kompleksitas. Eukaryotic cells are much larger and much more complex than prokaryotic cells. sel eukariotik yang jauh lebih besar dan jauh lebih kompleks daripada sel prokariotik. These two observations are not unrelated to each other. Kedua observasi tidak berhubungan satu sama lain.

If we take a closer look at the comparison of these cells, we see the following differences: Jika kita melihat lebih dekat pada perbandingan sel-sel ini, kita melihat perbedaan sebagai berikut:

1. Eukaryotic cells have a true nucleus, bound by a double membrane. sel eukariotik mempunyai inti sejati, terikat oleh membran ganda. Prokaryotic cells have no nucleus. Sel prokariotik tidak memiliki nukleus. The purpose of the nucleus is to sequester the DNA-related functions of the big eukaryotic cell into a smaller chamber, for the purpose of increased efficiency. Tujuan inti adalah untuk menyita fungsi yang berhubungan dengan DNA sel eukariotik besar ke ruang yang lebih kecil, untuk tujuan peningkatan efisiensi. This function is unnecessary for the prokaryotic cell, because its much smaller size means that all materials within the cell are relatively close together. Fungsi ini tidak diperlukan untuk sel prokariotik, karena ukurannya jauh lebih kecil berarti bahwa semua materi di dalam sel relatif berdekatan. Of course, prokaryotic cells do have DNA and DNA functions. Tentu saja, sel-sel prokariotik memiliki fungsi DNA dan DNA. Biologists describe the central region of the cell as its "nucleoid" (-oid=similar or imitating), because it's pretty much where the DNA is located. Ahli biologi menggambarkan wilayah tengah sel sebagai "nucleoid" nya (-OID = mirip atau meniru), karena cukup banyak tempat DNA berada. But note that the nucleoid is essentially an imaginary "structure." Tetapi perhatikan bahwa nucleoid pada dasarnya sebuah "struktur." Imajiner There is no physical boundary enclosing the nucleoid. Tidak ada batas fisik melampirkan nucleoid tersebut.

2. Eukaryotic DNA is linear; prokaryotic DNA is circular (it has no ends). DNA eukariotik linear, DNA prokariotik bulat (tidak memiliki berakhir).

3. Eukaryotic DNA is complexed with proteins called "histones," and is organized into chromosomes; prokaryotic DNA is "naked," meaning that it has no histones associated with it, and it is not formed into chromosomes. DNA eukariotik dikomplekskan dengan protein yang disebut "histon," dan disusun dalam kromosom, DNA prokariotik adalah

"telanjang," yang berarti bahwa ia tidak memiliki histon yang terkait dengannya, dan tidak dibentuk menjadi kromosom. Though many are sloppy about it, the term "chromosome" does not technically apply to anything in a prokaryotic cell. Meskipun banyak yang ceroboh tentang itu, "kromosom" istilah teknis tidak berlaku untuk apapun dalam sel prokariotik. A eukaryotic cell contains a number of chromosomes; a prokaryotic cell contains only one circular DNA molecule and a varied assortment of much smaller circlets of DNA called "plasmids." Sebuah sel eukariotik mengandung sejumlah kromosom, sel prokariotik hanya berisi satu molekul DNA sirkular dan berbagai variasi circlets jauh lebih kecil dari DNA yang disebut "plasmid." The smaller, simpler prokaryotic cell requires far fewer genes to operate than the eukaryotic cell. Sel, kecil prokariotik sederhana memerlukan gen jauh lebih sedikit untuk mengoperasikan dari sel eukariotik.

4. Both cell types have many, many ribosomes, but the ribosomes of the eukaryotic cells are larger and more complex than those of the prokaryotic cell. Kedua jenis sel memiliki banyak, banyak ribosom, tetapi ribosom sel eukariotik lebih besar dan lebih kompleks daripada sel prokariotik. Ribosomes are made out of a special class of RNA molecules (ribosomal RNA, or rRNA) and a specific collection of different proteins. Ribosom terbuat dari kelas khusus molekul RNA (RNA ribosom, atau rRNA) dan koleksi khusus protein yang berbeda. A eukaryotic ribosome is composed of five kinds of rRNA and about eighty kinds of proteins. Sebuah ribosom eukariotik terdiri dari lima macam jenis rRNA dan sekitar delapan puluh protein. Prokaryotic ribosomes are composed of only three kinds of rRNA and about fifty kinds of protein. ribosom prokariotik terdiri dari tiga jenis rRNA dan sekitar lima puluh jenis protein.

5. The cytoplasm of eukaryotic cells is filled with a large, complex collection of organelles, many of them enclosed in their own membranes; the prokaryotic cell contains no membrane-bound organelles which are independent of the plasma membrane. Sitoplasma sel eukariotik diisi dengan koleksi, besar organel kompleks, banyak dari mereka tertutup dalam membran sendiri; sel prokariotik tidak mengandung organel yang terikat membran yang independen dari membran plasma. This is a very significant difference, and the source of the vast majority of the greater complexity of the eukaryotic cell. Ini adalah perbedaan yang sangat signifikan, dan sumber sebagian besar kompleksitas yang lebih besar dari sel eukariotik. There is much more space within a eukaryotic cell than within a prokaryotic cell, and many of these structures, like the nucleus, increase the efficiency of functions by confining them within smaller spaces within the huge cell, or with communication and movement within the cell. Ada lebih banyak ruang dalam sel eukariotik daripada dalam sel prokariotik, dan banyak dari struktur ini, seperti nukleus, meningkatkan efisiensi fungsi dengan membatasi mereka dalam ruang-ruang kecil di dalam sel besar, atau dengan komunikasi dan gerakan dalam sel.

Examination of these differences is interesting. Pemeriksaan perbedaan-perbedaan yang menarik. As mentioned above, they are all associated with larger size and greater complexity. Seperti disebutkan di atas, mereka semua berhubungan dengan ukuran yang lebih besar dan kompleksitas yang lebih besar. This leads to an important observation. Ini mengarah ke sebuah observasi penting. Yes, these cells are different from each other. Ya, sel-sel ini berbeda satu sama lain. However, they are clearly more alike than different, and they are clearly

evolutionarily related to each other. Namun, mereka jelas lebih mirip daripada berbeda, dan mereka jelas evolusi berhubungan satu sama lain. Biologists have no significant doubts about the connection between them. Ahli biologi tidak meragukan signifikan tentang hubungan antara mereka. The eukaryotic cell is clearly developed from the prokaryotic cell. Sel eukariotik jelas dikembangkan dari sel prokariotik.

One aspect of that evolutionary connection is particularly interesting. Salah satu aspek dari koneksi evolusi sangat menarik. Within eukaryotic cells you find a really fascinating organelle called a mitochondrion . Dalam sel eukariotik Anda menemukan yang benar-benar menarik organel yang disebut mitokondria yang. And in plant cells, you'd find an additional family of organelles called plastids , the most famous of which is the renowned chloroplast . Dan dalam sel tanaman, Anda akan menemukan sebuah keluarga tambahan yang disebut organel plastida, yang paling terkenal yang merupakan kloroplas terkenal. Mitochondria (the plural of mitochondrion) and chloroplasts almost certainly have a similar evolutionary origin. Mitokondria (jamak dari mitokondria) dan kloroplas hampir pasti memiliki asal evolusi yang sama. Both are pretty clearly the descendants of independent prokaryotic cells, which have taken up permanent residence within other cells through a well-known and very common phenomenon called endosymbiosis . Keduanya cukup jelas keturunan sel prokariotik independen, yang telah diambil tinggal tetap dalam sel lainnya melalui dikenal dan sangat umum baik fenomena yang disebut endosimbiosis.

One structure not shown in our prokaryotic cell is called a mesosome . Satu struktur tidak ditampilkan dalam sel prokariotik kami disebut mesosome. Not all prokaryotic cells have these. Tidak semua sel prokariotik memiliki ini. The mesosome is an elaboration of the plasma membrane--a sort of rosette of ruffled membrane intruding into the cell. mesosome ini merupakan elaborasi dari selaput plasma - semacam roset membran mengacak-acak menyusup ke dalam sel.

This diagram shows a trimmed down prokaryotic cell, including only the plasma membrane and a couple of mesosomes. Diagram ini menunjukkan dipangkas sel bawah prokariotik, termasuk hanya membran plasma dan beberapa mesosomes. A mitochondrion is included for comparison: mitokondria adalah sebagai pembanding:

The similarities in appearance between these structures are pretty clear. Kesamaan penampakan antara struktur ini cukup jelas. The mitochondrion is a double-membrane organelle, with a smooth outer membrane and an inner membrane which protrudes into the interior of the mitochondrion in folds called cristae . mitokondria adalah organel membran-ganda, dengan membran luar yang halus dan membran dalam yang menjorok ke bagian dalam mitokondria dalam lipatan disebut krista. This membrane is very similar in appearance to the prokaryotic plasma membrane with its mesosomes. membran ini sangat mirip dalam penampilan dengan membran plasma prokariotik dengan mesosomes nya.

But the similarities are a lot more significant than appearance. Namun kesamaan yang jauh lebih penting dari penampilan. Both the mesosomes and the cristae are used for the same function: the aerobic part of aerobic cellular respiration. Baik mesosomes dan krista ini digunakan untuk fungsi yang sama: bagian aerobik dari respirasi selular aerobik. Cellular respiration is the process by which a cell converts the raw, potential energy of food into biologically useful energy, and there are two general types, anaerobic (not using oxygen) and aerobic (requiring oxygen). respirasi selular adalah proses dimana sel mengubah energi, potensi mentah makanan menjadi energi yang berguna secara biologis, dan ada dua tipe umum, anaerob (oksigen tidak menggunakan) dan aerobik (memerlukan oksigen). In practical terms, the big difference between the two is that aerobic cellular respiration has a much higher energy yield than anaerobic respiration. Dalam istilah praktis, perbedaan besar antara keduanya adalah bahwa respirasi sel aerobik memiliki menghasilkan energi yang jauh lebih tinggi daripada respirasi anaerob. Aerobic respiration is clearly the evolutionary offspring of anaerobic respiration. respirasi aerobik jelas merupakan keturunan evolusi respirasi anaerob. In fact, aerobic respiration really is anaerobic respiration with additional chemical sequences added on to the end of the process to allow utilization of oxygen (a very common evolutionary pattern--adding new parts to old systems). Bahkan, respirasi aerobik benar-benar adalah respirasi anaerob dengan urutan kimia tambahan yang ditambahkan pada akhir proses untuk memungkinkan penggunaan oksigen (suatu evolusi pola umum sangat - menambahkan bagian baru untuk sistem yang lama). So it's pretty reasonable of biologists to think that a mitochondrion evolved from a once-independent aerobic prokaryotic cell which entered into an endosymbiotic relationship with a larger, anaerobic cell. Jadi cukup wajar untuk berpikir bahwa ahli biologi mitokondria seorang berevolusi dari sebuah sel sekali-independen prokariotik aerobik yang mengadakan hubungan endosymbiotic dengan sel, lebih besar anaerobik.

So is there any real evidence that the distant ancestors of mitochondria were independent cells? Jadi apakah ada bukti nyata bahwa leluhur jauh dari mitokondria adalah sel-sel independen? Quite a lot, actually. Cukup banyak, sebenarnya. And of a very convincing type. Dan jenis yang sangat meyakinkan. Mitochondria (and chloroplasts, for that matter) have their own genetic systems. Mitokondria (dan kloroplas, dalam hal ini) memiliki sistem genetik sendiri. They have their own DNA, which is not duplicated in the nucleus. Mereka memiliki DNA sendiri, yang tidak digandakan dalam nukleus. That DNA contains a number of the genes which are necessary to make the materials needed for aerobic cellular respiration (or photosynthesis, in the case of the chloroplast). DNA itu mengandung sejumlah gen yang diperlukan untuk membuat bahan-bahan yang diperlukan untuk respirasi sel aerobik (atau fotosintesis, dalam kasus kloroplas). Mitochondrial and chloroplast DNA molecules are naked and circular, like prokaryotic DNA. Molekul DNA mitokondria dan kloroplas telanjang dan lingkaran, seperti DNA prokariotik.

These organelles also have their own population of ribosomes, which are smaller and simpler than the ribosomes out in the general cytoplasm. Organel ini juga memiliki populasi mereka sendiri ribosom, yang lebih kecil dan sederhana dibandingkan dengan ribosom di dalam sitoplasma umum. Mitochondria and chloroplasts also divide on their own, in a manner similar to the binary fission of prokaryotic cells. Mitokondria dan kloroplas juga membagi sendiri, dengan cara yang mirip dengan pembelahan biner sel prokariotik.

Then there's that interesting outer membrane, another feature chloroplasts share with mitochondria. Lalu ada membran luar yang menarik, fitur lain kloroplas berbagi dengan mitokondria. The manners by which large objects enter cells automatically create an outer membrane (actually a part of the big cell's plasma membrane) around the incoming object. Sopan santun dimana benda besar memasuki sel secara otomatis membuat membran luar (sebenarnya merupakan bagian dari membran plasma sel besar itu) di sekitar objek yang masuk.

This discussion suggests a very interesting question. Diskusi ini menunjukkan sebuah pertanyaan yang sangat menarik. Endosymbiosis is a very widespread phenomenon. Endosimbiosis adalah sebuah fenomena yang sangat luas. The more we look, the more examples we find throughout the kingdoms of life. Semakin kita lihat, contoh semakin kita temukan di seluruh kerajaan kehidupan. So, if a mitochondrion is the distant descendent of an independent prokaryotic cell, is it then an organism living inside a larger cell? Jadi, jika mitokondria seorang adalah keturunan jauh dari sel prokariotik independen, itu maka organisme yang hidup di dalam sel yang lebih besar? Or is it just a part of that larger cell? Atau hanya sebuah bagian dari sel yang lebih besar? Is it an independent organism or not? Apakah organisme independen atau tidak?

Before you leap to a conclusion, think a bit. Sebelum Anda melompat ke kesimpulan, berpikir sedikit. Certainly, mitochondria are absolutely dependent upon the cells in which they reside. Tentu saja, mitokondria benar-benar tergantung pada sel-sel di mana mereka berada. Like any long-time endosymbiont, they long ago gave up many of the basic life processes needed for independent life. Seperti waktu-lama endosymbiont, mereka lama menyerah banyak dari dasar hidup proses yang diperlukan untuk hidup mandiri. And the cells in which they reside are completely dependent upon their mitochondria, because the anaerobic respiration they could do without the mitochondria wouldn't provide nearly enough energy for the cell's needs. Dan sel-sel di mana mereka berada benar-benar tergantung pada mitokondria mereka, karena respirasi anaerob yang dapat mereka lakukan tanpa mitokondria hampir tidak akan memberikan tenaga yang cukup untuk kebutuhan sel. In fact, it's very probable that the evolution of big, complex eukaryotic cells wasn't possible until the "invention" of aerobic respiration. Bahkan, sangat mungkin bahwa evolusi besar, sel-sel eukariotik kompleks tidak mungkin sampai "penemuan" dari respirasi aerobik.

But there are many endosymbiotic relationships in nature which are just as interdependent. Tetapi ada hubungan endosymbiotic banyak di alam yang sama saling tergantung. For example, no termite could survive without the population of endosymbionts that lives inside its guts, digesting its woody diet for it. Misalnya, rayap tidak ada yang bisa bertahan hidup tanpa penduduk yang hidup dalam endosymbionts nyali nya, diet mencerna kayu untuk itu. And the protists and bacteria that make up that population can't survive outside the termite. Dan protista

dan bakteri yang membentuk populasi yang tidak dapat bertahan hidup di luar rayap. Complete interdependency. Lengkap interdependensi.

Now, the termite and its passengers look a lot more like independent creatures to us than a cell and its mitochondria. Sekarang, rayap dan penumpangnya tampak jauh lebih seperti makhluk independen untuk kita daripada sel dan mitokondria-nya. But they are actually no more independent of each other. Tapi mereka sebenarnya tidak lebih independen satu sama lain. So if we decide that the mitochondrion is just a part of the cell, then don't we have to also decide that the endosymbionts inside the termite's guts are just parts of the termite? Jadi, jika kita memutuskan bahwa mitokondria ini hanya bagian dari sel, maka jangan kita harus juga memutuskan bahwa endosymbionts di dalam usus yang rayap itu hanya bagian dari rayap? If not, how do we justify insisting that there's a difference? Jika tidak, bagaimana kita membenarkan bersikeras bahwa ada perbedaan?

Before you get too frustrated trying to sort this out, allow me to relieve your mind. Sebelum anda terlalu frustrasi mencoba untuk menyelesaikan masalah ini, izinkan saya untuk meringankan pikiran Anda. There is, in fact, no answer to this question. Ada, pada kenyataannya, tidak ada jawaban untuk pertanyaan ini. Just the reinforcement of a very important lesson. Hanya penguatan pelajaran yang sangat penting. Despite our human need to sort our world into neat, clean categories, the real universe often doesn't cooperate, and this is just such a case. Meskipun kebutuhan manusia kita untuk menyortir dunia kita menjadi rapi, kategori bersih, alam semesta yang nyata seringkali tidak bekerja sama, dan ini hanya kasus seperti itu. We want to be able to decide "two separate organisms" or "parts of the same organism" in cases like this, but reality shows us that there are many situations which fall somewhere between these two categories. Kami ingin dapat memutuskan "dua organisme yang terpisah" atau "bagian dari organisme yang sama" dalam kasus-kasus seperti ini, tetapi kenyataan menunjukkan kepada kita bahwa ada banyak situasi yang jatuh di suatu tempat antara dua kategori. This is a lesson we learned when we examined the "alive" vs "not alive" issue, and again when we tried to decide how to functionally describe species. Ini merupakan pelajaran yang kita pelajari saat kita meneliti "hidup" vs "tidak hidup" masalah, dan lagi ketika kami mencoba untuk memutuskan bagaimana fungsional menggambarkan spesies. We want neat categories; nature doesn't cooperate. Kami ingin kategori rapi; sifatnya tidak bekerja sama.