Memuat ulasan tentang sejarah sel prokariot, evolusi sel, metabolisme sel, dan reproduksi sel

1. SEL
PROKARIYOT
Kelompok 2
Zakiyati Salma
(22177020)
Oksa Afdarina
(22177011)
Mico Arisanto
(22177009)
Dosen Pengampu
Prof. Dr. Abdul Razak, M.Si

2. Sejarah Singkat Sel
Prokariot
Prokariot merupakan merupakan organisme tertua yang
paling awal menghuni bumi ini. Kemunculan prokariot
merupakan awal dari evolusi biologi. Pada mulanya
organisme ini berkembang dari sel protobiont, yaitu sel
purba hasil dari evolusi kimia - fisik. Prokariot awal terus
menerus berevolusi menyesuaikan diri dengan kehidupan
awal di bumi yang kondisinya jauh berbeda dengan kondisi
bumi saat ini. Suhu bumi saat itu masih sangat tinggi, tanpa
oksigen, belum ada lapisan ozon, masih sering terjadi
letusan vulkanik yang memuntahkan gas-gas beracun. Oleh
karena itu prokariot awal hidup di laut, kehidupan awal
dimulai di lautan yang kaya akan bahan organik

3. Kehadiran prokariot di lautan yang kaya akan bahan
organik merupakan awal dari keanekaragaman
metabolisme sel-sel dan keanekaragaman cara
makan. Prokariot merupakan organisme bersel
tunggal yang paling mudah berkembang biak
sehingga jumlah populasinya sangat banyak.
Prokariot dapat hidup pada hampir semua habitat di
bumi; yakni di air panas, air asin, air dingin, tanah,
udara, dan habitat ekstrim lainnya. Selama
bermilyar-milyar tahun prokariot teru menerus
berevolusi

4. Evolusi Prokariot
Pada tahun 1920-an, A.I. Oparin dari Rusia dan J.B.S.
Haldane dari Inggris membuat hipotesis tentang bumi primitif.
Atmosfer bumi dan lautan purbakala pada masa itu memang
jauh berbeda dengan kondisi bumi saat ini. Menurut Oparin
dan Haldane, pada masa itu banyak terjadi petir dan hujan
meteorit yang memungkinkan terjadinya penggabungan
molekul sederhana menjadi molekul yang lebih kompleks.
Atmosfer bumi pada masa itu belum memiliki lapisan ozon,
sehingga radiasi sinar ultra violet dapat menembus atmosfer
bumi primitif sehingga memungkinkan terbentuknya molekul
kompleks yang dapat membelah diri dan melakukan
metabolisme.

5. Filogeni Prokariot

6. Teori Endosimbion dalam Evolusi Sel Prokariotik
 Teori endosimbion merupakan teori yang menyatakan bahwa sel
eukariotik (sel hewan, tumbuhan dan manusia) dahulunya berasal dari
sel prokariotik primitif (bakteri fotosintetik) yang ‘dimakan’ oleh sel
prokariotik berukuran besar (dalam hal ini archaea).
 Dalam teori endosimbion, bakteri yang berperan sebagai host (inang)
merupakan archaea, bakteri yang juga hidup di dalam saluran
pencernaan kita dan berperan sebagai penghasil gas metan.
Sedangkan bakteri yang ‘dimakan’ oleh si archaea tadi (atau yang
berperan sebagai symbiote) adalah bakteri fotosintetik non-sulfur serta
sianobakteri.

7. Teori Endosimbion dalam Evolusi Sel Prokariotik

8. Ada dua peristiwa utama yang terjadi dalam proses endosimbiosis:
1. Terbentuknya Mitokondria
Pada proses ini, archaea ‘memakan’ sel bakteri fotosintetik non-sulfur
yang bersifat anaerob. Karena kondisi bumi pada masa itu masih bersifat
anoksigenik (tidak ada oksigen), bakteri anaerob merupakan satu-
satunya organisme yang dapat bertahan hidup di bumi. Bakteri
fotosintetik non-sulfur ini dapat mengubah cahaya matahari untuk
menghasilkan energi (ATP) yang kemudian dimanfaatkan oleh archaea.
Ketika oksigen akhirnya muncul, bakteri fotosintetik ini juga dapat
mengubah dirinya sebagai konsumer materi organik dan menggunakan
energi dari sumber tersebut untuk hidup. Proses pemanfaatan materi
organik serta kemampuan untuk menghasilkan energi yang dimiliki oleh
bakteri fotosintetik inilah yang menjadi cikal bakal
munculnya mitokondria (organel penghasil energi utama dalam sel hewan
dan tumbuhan).

9. 2. Terbentuknya Kloroplas
Pada fenomena endosimbiosis kedua, archaea yang telah bergabung dengan
bakteri fotosintetik non-sulfur (dapat juga disebut protomitokondrion)
‘memakan’ lagi jenis bakteri fotosintetik lain, yakni sianobakteri yang dapat
menghasilkan oksigen. Sehingga pada fenomena ini terjadi proses simbiosis
antara 3 organisme dalam satu sel, yakni: archaea, bakteri fotosintetik non-
sulfur dan sianobakteri. Agar proses simbiosis antara ketiganya ini dapat
bekerja, salah satu pihak harus melakukan ‘adaptasi’ agar dapat hidup rukun
bersama-sama. Pada fenomena ini, bakteri fotosintetik yang sebelumnya tidak
dapat menggunakan oksigen, kemudian berevolusi hingga akhirnya dapat
memanfaatkan oksigen yang dihasilkan oleh sianobakteri. Sianobakteri sendiri
juga melakukan perubahan, yakni dengan mengeliminasi gen-gen yang
memungkinkannya untuk hidup di luar tubuh archaea. Sehingga sianobakteri
dapat menjadi satu kesatuan dengan archaea dan bakteri fotosintetik non-
sulfur. Proses transfer gen antara ketiga organisme ini selama miliaran tahun
akhirnya menghasilkan jenis sel fotosintetik baru yang disebut
sebagai kloroplas, dan menjadi cikal bakal evolusi berbagai jenis tumbuhan

10. Bentuk Prokariot
Secara Umum
Bentuk coccus (bola) Bentuk basil Bentuk spiral
Gambar Bentuk umum sel prokariot
(Keeton 1980; Life 1979)

11. Cara Prokariot
Memperoleh Energi
Sebagian besar prokariot adalah Kemoautotrof,
misalnya prokariot pengurai atau Saproba yang
menyerap nutrient dari sisa bahan organik, prokariot
parasit yang menyerap nutrient dari cairan tubuh
inang yang masih hidup.
Kemoautotrof: memerlukan CO2 sebagai sumber
karbon dan mendapatkan energi dengan cara
mengoksidasi bahan anorganik. Energi kimia
diperoleh dari H2S, amoniak (NH3), dan ion Fero
(Fe2+), contohnya bakteri Sulfur genus Sulfolobus

13. Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan
aplikasi Augmented reality yang digunakan untuk
memvisualisasikan struktur sel bakteri dan bentuk-bentuk
bakteri secara 3 dimensi. Aplikasi yang dikembangkan
dalam penelitian ini ditujukan kepada pengguna
smartphone Android yang sedang mempelajari atau
mengajarkan orang lain mengenai struktur sel bakteri dan
bentuk-bentuk bakteri.

14. Metode Pengembangan Perangkat Lunak Incremental
Berdasarkan buku “Software Engineering” yang disusun oleh Roger S.
Pressman, metode pengembangan perangkat lunak incremental
merupakan kombinasi dari metode pengembangan perangkat lunak
linear dengan perulangan dari metode prototyping yang bertingkat.
Setiap increment atau tingkatan dari proses pengembangan
perangkat lunak harus memliki deliverable atau hasil yang diperoleh
dan divalidasi. Berdasarkan buku “Software Engineering”, tahapan
dalam metode pengembangan perangkat lunak incremental terdiri dari
tahap Analisa, perancangan, pengkodean dan pengujian

16. secara tradisional organisme dibagi menjadi dua
kelompok besar, yaitu prokariota (bakteri) dan
eukariota (tumbuhan, hewan,jamur, alga, dan
protozoa). Yang paling mendasar perbedaan antara
kedua kelompok adalah bahwa sel eukariotik
memiliki nukleus sejati yang dibatasi membran (eu–
adalah bahasa Yunani untuk"benar" atau "asli"; –
karyon berarti "inti"), sedangkan sel prokariotik tidak
(pro– berarti “sebelum,” mengindikasikan bentuk
kehidupan yang lebih awal secara evolusioner).

17.  Istilah prokariotik dan eukariotik pertama kali
digunakan oleh Hans Ris pada tahun 1960.
 Sel eukariotik dibedakan dari sel prokariotik
yang lebih primitif dengan adanya 1) organel
membran sitoplasma, 2) membran inti (yaitu
nukleus sejati), dan 3) protein kromosom.

20. Bdellovibrio bacteriovorus

21. Struktur prokariyot

23. Dinding Sel Gram Positif dan Negatif

24. Bentuk Umum sel Prokariyot

25. Reproduksi prokariyot
1. Reproduksi Aseksual
1.1 Amitosis/Pembelahan Biner
 Bentuk pembelahan sel
sederhana yang terjadi melalui
pembelahan sel secara
langsung
 Terjadi secara spontan dan
tanpa tahapan
 Pembelahan dimulai dengan
pembelahan inti sel menjadi
dua, kemudian diikuti
pembelahan sitoplasma.
Akhirnya, sel terbelah menjadi
dua sel anakan.

26. Reproduksi prokariyot
1. Reproduksi Aseksual
1.2 Pembentukan Endospora
 Pembentukan endospora dilakukan oleh bakteri hanya jika terjadi
perubahan kondisi lingkungan yang buruk atau jika bakteri berada
pada lingkungan yang ekstrim seperti suhu yang tinggi. Selain itu,
pembentukan endospora juga dilakukan bakteri apabila nutrisi
lingkungannya langka dan atau populasi bakteri sangat padat.
 Dalam kondisi lingkungan yang buruk tersebut, bakteri akan
mereplikasi DNA dan membentuk pembungkus (coat) yang sangat
kuat dan tahan terhadap radiasi sinar ultraviolet, panas, kekeringan
serta tahan terhadap bahan kimiawi seperti desinfektan. Kemudian
jika kondisi lingkungan telah sesuai, endospora akan terlepas dari sel
induk dan membentuk bakteri yang baru. Dalam hal ini sel induk akan
mati. Contoh bakteri yang dapat membentuk spora
adalah Bacillus dan Clostridium.

27. Reproduksi prokariyot
1. Reproduksi Aseksual

28. Reproduksi prokariyot
2. Reproduksi Seksual
2.1 Transformasi
 Transformasi merupakan pemindahan materi genetik dari satu sel ke sel
lain tanpa melalui kontak langsung. Pada keadaan tertentu (misalnya
perlakuan dengan kalsium klorida atau CaCl2) bakteri dapat mengambil
potongan DNA dari luar sel secara langsung. Pemindahan materi genetik
juga dapat berlangsung melalui perantara plasmid. Jika plasmid suatu
bakteri masuk ke dalam bakteri yang lain maka akan terjadi rekombinasi.

29. Reproduksi prokariyot
2. Reproduksi Seksual
2.2 Konjugasi
 Konjugasi merupakan pemindahan materi genetik dari sel donor ke sel
resipien secara langsung melalui saluran konjugasi sehingga kedua sel
saling berhubungan atau dengan kata lain terjadi kontak langsung. Melalui
saluran konjugasi ini materi genetik sel donor berpindah ke sel resipien
sehingga terjadi rekombinasi genetik.

30. Reproduksi prokariyot
2. Reproduksi Seksual
2.3 Transduksi
 Transduksi merupakan pemindahan materi genetik melalui perantara
virus pemakan bakteri yang disebut bakteriofag (Bacteriophage). Jika
virus ini kemudian menginfeksi sel bakteri yang lain, maka fragmen-
fragmen DNA bakteri yang terbawa virus dapat bergabung dengan DNA
sel inang yang menyebabkan terjadinya rekombinasi.

31. Metabolisme prokariyot
 Gula atau karbon merupakan sumber energi
 Pemecahan gula (katabolisme) melalui beberapa jalur yang
berbeda:
1. Respirasi Aerob
2. Respirasi Anaerob
3. Fermentasi
 Respirasi merupakan penggunaan serangkaian transfor
elektron untuk mentrasnfer elektron menuju aseptor elektron
terakhir. Energi diperoleh melalui fosporilasi oksidatif tetapi
dalam prosesnya bisa menggunakan oksigen sebagai
aseptor elektron terakhir (respirasi aerob) atau senyawa
anorganik lain (resfirasi anaerob)

32. Metabolisme prokariyot
1. Respirasi Aerob
 Cara yang paling efisien untuk memperoleh energi
dari glukosa
 Proses: Glikolisis
Siklus Krebs
Rantai transport Elektron
 Glikolisis: Beberapa jalur glikolitik
 Yang paling umum:
Glucose -----> pyruvic acid + 2 NADH + 2ATP

33. Metabolisme prokariyot
1. Respirasi Aerob
 Eukaryot:
Glucose -----> G-6-P----->F-6-P-----> 2 pyruvate +
2ATP + 2NADH
 Prokaryot:
glucose -----> G-6-P------> F-6-P
Proses terjadi selama pengankutan substrat. Fosfat
dibentuk dari phosphoenolpyruvate (PEP) .....-----> 2
pyruvate +2ATP + 2NADH

34. Metabolisme prokariyot
1. Respirasi Aerob
– Kreb cycle:
Pyruvate + 4NAD + FAD ----->3CO2 +4NADH + FADH
GDP + Pi -----> GTP
GTP + ADP -----> ATP + GDP
– Rantai Transport Electron
4NADH -----> 12 ATP
FADH ------> 2 ATP Total 15 ATP
Glycolysis -----> 8 ATP
– Total equation:
C6H12O6 + 6O2 ------> 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

35. Reproduksi prokariyot
2. Reaksi Anaplerotik
 Senyawa intermediate dalam TCA digunakan juga untuk Bio Cintesis
Asam Amino, asam nukleat dan komponen penting lainnnya dalam
sel. Pengambilan senyawa intermedier tersebut dari dalam siklus
untuk tujuan biosintesis menyebabkan ketidak seimbangan senyawa 4
karbon yang digunakan untuk kelangsungan siklus. Jadi harus ada
mekanisma yang dapat menyediakan kembali senyawa yang dipakai
tersebut. Mekanisma yang demikian disebut dengan anaplerotik.
 Contoh : banyak bakteri yang menggunakan enzim PEP carbocsilase
untuk membnetuk senyawa 4 C oksaloasetat dari priosa pospat dalam
jalur Rmbden /Meyerhoff. Tanpa adanya mekanisma yang demikian,
sel yang hanya menggunakan gula sebagai sumber karbon tidak
mungkin dapat tumbuh

36. Reproduksi prokariyot
3. Siklus Glioksilat
 Siklus glioksilat merupakan rangkaian rekasi anaplerotik lainnya yang
menggunakan asam asetat atau asma lemak sebagai sumber karbon
 Siklus ini terdiri dari dua reaksi yaitu:
1. Pemecahan gleoksilat dari asam isositrat
2. Penambahan senyawa 2 karbon asam gleoksilat pada asetil COA
membentuk asam malat (senyawa empat karbon)
4. Respirasi Anaerob
 Letak perbedaan antara resfirasi aerob dan anerob adalah bahwa
pada respiriasi anaerob yang berperan sebagai aseptor elektron
terkahir adalah senyawa anorganik, bukan oksigen.
 Berdasarkan jenis senyawa anorganik sebagai aseptor elektron
terakhir dalam metabolisme sel prokariot, terdapat tiga kelompok
organisme, yaitu; reduser sulfat, reduser nitrat dan bakteri metan

37. Reproduksi prokariyot
5. Fermentasi