Sel Prokariotik dan Eukariotik: Pengertian, Perbedaan, Struktur, dan Contoh Soalnya

Sel adalah unit dasar dari kehidupan yang menyusun seluruh makhluk hidup di bumi ini. Sejak pertama kali diobservasi oleh Robert Hooke pada tahun 1665, sel telah menjadi fokus studi biologi yang tak pernah habis dieksplorasi.

Pada penghujung abad ke-19, dua ilmuwan Jerman, Schwann dan Schleiden, mengemukakan teori dasar mengenai sel yang menyatakan bahwa semua makhluk hidup terdiri dari satu atau lebih sel.

Teori ini membuka jalan bagi pemahaman kita tentang kehidupan di tingkat mikroskopis.

Pengertian Sel

Sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil dari makhluk hidup. Sel memiliki kemampuan untuk melakukan berbagai fungsi biologis yang esensial, seperti reproduksi, metabolisme, dan respons terhadap rangsangan eksternal. Teori sel terdiri dari tiga prinsip utama:

1. Semua makhluk hidup terdiri dari satu sel atau lebih.
2. Sel adalah unit dasar dari struktur dan fungsi pada makhluk hidup.
3. Semua sel berasal dari sel lain melalui proses penggandaan (replikasi).

Walaupun jumlah sel dalam tubuh manusia belum dapat dipastikan secara definitif, diperkirakan tubuh manusia tersusun dari sekitar 30-40 triliun sel, yang melakukan berbagai fungsi penting untuk mempertahankan kehidupan.

Struktur Sel

Sel terbagi menjadi dua jenis utama berdasarkan struktur internalnya: sel prokariotik dan sel eukariotik. Meskipun kedua jenis sel ini memiliki beberapa persamaan dasar, mereka berbeda secara signifikan dalam hal kompleksitas dan fungsi.

Sel Prokariotik

Sel prokariotik adalah jenis sel sederhana yang tidak memiliki membran inti dan organel yang dibatasi oleh membran. Istilah “prokariotik” berasal dari bahasa Yunani “pro” yang berarti sebelum, dan “karyon” yang berarti inti. Sel prokariotik ditemukan pada organisme seperti bakteri dan cyanobacteria.

Komponen utama dari sel prokariotik meliputi:

1. Membran Plasma: Membran plasma berfungsi melindungi sel dan mengatur pergerakan zat masuk dan keluar sel. Pada sel prokariotik, membran plasma sering kali membentuk lipatan yang disebut mesosom yang berperan penting dalam respirasi sel.
2. Sitoplasma: Sitoplasma adalah cairan di dalam sel tempat berlangsungnya berbagai reaksi metabolisme. Sitoplasma sebagian besar terdiri dari air (sekitar 80-90%).
3. Nukleus: Pada sel prokariotik, materi genetik tidak dibungkus oleh membran inti. DNA terkandung dalam wilayah khusus yang disebut nukleoid.
4. Ribosom: Ribosom pada sel prokariotik berfungsi untuk sintesis protein dan memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan ribosom eukariotik.
5. Dinding Sel: Dinding sel memberikan perlindungan tambahan dan struktur bagi sel. Dinding sel prokariotik umumnya tersusun atas peptidoglikan.
6. Kapsul: Beberapa sel prokariotik memiliki kapsul yang membantu dalam perlindungan tambahan dan perlekatan ke permukaan.
7. Bulu Rambut (Pili): Structure kecil ini berfungsi untuk perlekatan sel ke permukaan dan transfer material genetik antar sel.
8. Flagel: Struktur ini berfungsi untuk pergerakan sel dan biasanya tersusun atas protein yang disebut flagellin.

Sel Eukariotik

Sel eukariotik adalah jenis sel yang lebih kompleks dibandingkan sel prokariotik. Sel ini memiliki inti yang dibungkus oleh membran dan berbagai organel lain yang juga memiliki membran. Organisme yang terdiri dari sel eukariotik termasuk tanaman, hewan, jamur, dan protista.

Komponen utama dari sel eukariotik meliputi:

1. Membran Plasma: Sama dengan sel prokariotik, membran plasma pada sel eukariotik berfungsi untuk melindungi sel dan mengatur pergerakan zat masuk dan keluar. Selain itu, membran plasma juga berfungsi sebagai reseptor bagi rangsangan dari luar.
2. Nukleus: Nukleus adalah organel terbesar dalam sel eukariotik yang mengandung materi genetik (DNA). Nukleus berfungsi untuk mengendalikan seluruh aktivitas sel dan menyimpan informasi genetik.
3. Retikulum Endoplasma (RE): Terdiri dari RE kasar (dengan ribosom) yang berfungsi dalam sintesis protein, dan RE halus (tanpa ribosom) yang berfungsi dalam sintesis lipid dan detoksifikasi.
4. Ribosom: Berperan dalam sintesis protein, ribosom pada sel eukariotik bisa berada bebas di sitoplasma atau menempel pada RE kasar.
5. Sentriol: Hanya ditemukan pada sel hewan, sentriol berperan dalam proses pembelahan sel dengan membentuk benang spindel.
6. Badan Golgi: Organel ini berfungsi dalam memodifikasi, menyortir, dan mengemas protein serta lipid untuk dihantarkan ke berbagai bagian sel atau disekresikan keluar sel.
7. Lisosom: Mengandung enzim pencernaan untuk mencerna material yang masuk ke dalam sel serta mendaur ulang organel yang rusak.
8. Mitokondria: Dikenal sebagai “pembangkit tenaga” sel, mitokondria bertanggung jawab dalam produksi energi (ATP) melalui proses respirasi seluler.
9. Plastida: Hanya ditemukan pada sel tumbuhan, plastida berfungsi dalam fotosintesis dan penyimpanan pigmen.
10. Vakuola: Vakuola adalah ruangan dalam sel yang berfungsi untuk penyimpanan material dan membantu dalam menjaga tekanan osmotik. Pada sel tumbuhan, vakuola biasanya berukuran sangat besar.

Perbedaan Sel Prokariotik dan Eukariotik

Berikut beberapa perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik:

• Ukuran Sel: Sel prokariotik biasanya lebih kecil (1-10 mikron) dibandingkan sel eukariotik (10-100 mikron).
• Membran Inti: Sel prokariotik tidak memiliki membran inti sementara sel eukariotik memiliki inti yang dibungkus oleh membran.
• Organel Bermembran: Sel eukariotik memiliki berbagai organel bermembran seperti mitokondria, retikulum endoplasma, dan badan golgi, sedangkan sel prokariotik tidak memiliki organel tersebut.
• Reproduksi: Sel prokariotik bereproduksi secara aseksual melalui pembelahan biner, sedangkan sel eukariotik dapat bereproduksi secara seksual (meiosis) maupun aseksual (mitosis).
• Struktur Genetik: DNA pada sel prokariotik berada di dalam nukleoid yang tidak dibungkus membran, sedangkan DNA pada sel eukariotik tersimpan dalam nukleus yang bermembran.

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal Pilihan Ganda

1. Organel yang berperan dalam respirasi sel eukariotik adalah…

• a. Nukleus
• b. Lisosom
• c. Mitokondria
• d. Retikulum endoplasma halus
• e. Retikulum endoplasma kasar

Jawaban: c. Mitokondria
Pembahasan: Mitokondria berperan dalam respirasi sel dengan menghasilkan ATP melalui proses metabolisme.

2. Enzim-enzim tidak aktif diproduksi dan terdapat pada organel…

a. Ribosom
b. Lisosom
c. Mesosom
d. Mitokondria
e. Kompleks badan golgi

Jawaban: b. Lisosom

Pembahasan: Lisosom memproduksi dan menyimpan enzim pencernaan yang tidak aktif untuk mencegah kerusakan intraseluler.

3. Sel prokariotik tidak memiliki:

• a. Ribosom
• b. Sitoplasma
• c. Membran plasma
• d. Nukleus
• e. Dinding sel

Jawaban: d. Nukleus
Pembahasan: Sel prokariotik tidak memiliki membran inti sehingga materi genetiknya tidak berada dalam nukleus.

4. Difusi zat-zat keluar masuk sel diatur oleh…

• a. Nukleus
• b. Sitoplasma
• c. Membran plasma
• d. Sentriol
• e. Mitokondria

Jawaban: c. Membran plasma
Pembahasan: Membran plasma mengontrol pertukaran zat antara sitoplasma dan lingkungannya.

5. Organel yang hanya terdapat pada sel tumbuhan adalah…

• a. Ribosom
• b. Lisosom
• c. Plastida
• d. Mitokondria
• e. Sentriol

Jawaban: c. Plastida
Pembahasan: Plastida, termasuk kloroplas yang mengandung klorofil untuk fotosintesis, hanya ditemukan di sel tumbuhan.

Soal Esai

1. Jelaskan perbedaan utama antara sel prokariotik dan eukariotik dalam hal struktur dan fungsi.

Pembahasan: Sel prokariotik tidak memiliki membran inti dan organel bermembran, DNA berada dalam nukleoid. Ukuran sel lebih kecil dan reproduksi secara aseksual melalui pembelahan biner. Sel eukariotik memiliki inti dengan membran inti, organel bermembran seperti mitokondria, badan golgi, RE. Ukuran lebih besar dan reproduksi bisa secara seksual (meiosis) atau aseksual (mitosis).

2. Deskripsikan fungsi masing-masing komponen dari sel eukariotik dan bagaimana komponen tersebut saling berinteraksi untuk mendukung fungsi seluler.

Pembahasan: Membran plasma melindungi sel dan mengatur pertukaran zat. Nukleus menyimpan DNA dan mengontrol aktivitas sel. RE dan ribosom dalam sintesis protein. Mitokondria menghasilkan energi. Badan golgi memodifikasi dan mengemas protein dan lipid. Lisosom mendaur ulang komponen sel yang rusak. Setiap komponen saling berinteraksi secara teratur untuk menjaga kelancaran proses seluler.

3. Bagaimana struktur sel prokariotik yang sederhana memungkinkan mereka untuk beradaptasi dengan berbagai lingkungan ekstrem? Berikan contoh.

Pembahasan: Struktur sederhana sel prokariotik memungkinkan pembelahan cepat dan efisien, pengelolaan energi langsung melalui mesosom, serta perlindungan tambahan melalui dinding sel dan kapsul. Contohnya bakteri termofilik dapat hidup di lingkungan dengan suhu tinggi berkat protein dan enzim yang stabil pada suhu ekstrem.

Penutup

Memahami struktur dan fungsi sel adalah dasar yang penting dalam biologi sel. Perbedaan antara sel prokariotik dan eukariotik menunjukkan evolusi dan kompleksitas kehidupan yang luar biasa.

Pengetahuan tentang sel membuka jalan bagi inovasi dalam berbagai bidang, terutama dalam kesehatan seperti terapi sel dan bioteknologi.