Asal-Usul Mitokondria dan Kloroplas

Surakarta, 20 Februari 2014

Salam I.M.A.J.I.N.A.S.I!!!!Berdasarkan catatan fosil menunjukan bahwa sel eukariotik menelan sel prokariotik lebih dari 2 miliyar tahun yang lalu. Pertanyaannya bagaimana hal ini bisa terjadi???terkhusus bagaimana organela bermembran dalam sel eukariotik dapat muncul. Terdapat dua teori yang dapat menjelaskan kejadian ini, yaitu (skema 1):

  1. Pelipatan membrane kedalam (Infolding) : system endomembran sel eukariotik (semua organela yang dibungkus dengan membrann kecuali mitokondria dan kloroplas) terjadi melalui pelipatan kedalam dari plasma membrane sel prokariotik. Ini menujukkan bagaimana terbentuknya pembungkus inti dan retikulum endoplasma (ER) yang mungkin terbentuk melalui mekanisme infolding. Sedangkan Aparatus golgi dan bagian lainnya pada system endomembran terbentuk dari ER.
  2. Proses kedua yang disebut endosymbiosis: Melalui proses inilah yang menjelaskan bagaimana terbentuknya mitokondria dan kloroplas. Simbiosis merupakan asosiasi tertutup antara organisme dari dua spesies atau lebih (kata yunani yang berarti hidup bersama dan endosymbiosis dimaksudkan satu spesies sebagai indosimbion yang hidup didalam organisme hidup lainnya (disebut inang)). Kloroplas dan mitokondria merupakan prokariotik yang menyamankan diri hidup didalam prokariotik lainnya yang lebih besar. Dulunya mitokondria merupakan prokariotik heterotrofik yang mampu menggunakan oksigen dan melepaskan sejumlah besar energy dalam bentuk molekul organik melalui respirasi seluler. Sel inang kemungkinan muncul ketika menelan beberapa sel aerobik ini dan membungkusnya kedalam vakuola makanannya. Beberapa sel aerobik ini bertahan hidup dan dapat melakukan respirasi didalam inang. Mekanisme pun sama dengan kloroplas yang dulunya merupakan prokariotik fotosintetik yang dapat hidup didalam sel inang prokariotik yang lebih besar lainya. Karena semua eukariotik memiliki mitokondria tetapi juga beberapa memiliki kloroplas, namun para saintis berpandangan mitokondrialah yang lebih dulu masuk (nah, kenapa?).

Asal-Usul Eukariotik

Skema 1: Asal-usul sel Eukariotik

Tidak sulit untuk berimajinasi, bagaimana simbiosis antara sel aerobik atau fotosintetik yang tertelan dan sel inang yang lebih besar menjadi hubungan yang saling menguntungkan bagi kedua pihak. Sel yang tertelan ini dapat tumbuh besar tergantung dari sel inang untuk kebutuhan molekul dan ion anorganik yang berfungsi untuk aktivitas biokimia. Sel inang dapat meningkatkan produksi ATP dan organik molekul dari sel yang tertelan tadi. Kedua sel akhirnya menjadi saling ketergantungan membentuk satu sel yang baru (tak terpisahkan).

Model endosymbiosis ini menjadi kuat setelah dibuktikan oleh Lynn Margulis dari University of Massachusetts. Selain itu, mitokondria dan kloroplas menunjukkan kesamaan dengan sel prokariotik dalam beberapa sifat. Kedua organela ini mengandung sejumlah kecil DNA, RNA, dan ribosom yang kesemuanya merupakan karakter prokariotik daripada sel eukariotik. Kloroplas dan mitokondria mentranscribe dan mentranslate DNAnya menjadi polipeptida (enzimnya sendiri). Selain itu juga melakukan replikasi DNAnya sendiri dan reproduksi melalui proses yang sama dengan pembelahan biner prokariotik.

Endosimbiosis dapat menjelaskan bagaimana kloroplas dan mitokondria terlapisis dua membrane. Membrane dalam terbentuk dari plasma membrane prokariotik yang tertelan dan membrane luar terbentuk melalui mekanisme infolding plasma membrane sel inang. Buktinya, membrane dalam mitokondria dan kloroplas memiliki beberapa enzim dan molekul transport electron yang cocok dengan yang ditemukan pada plasma membrane prokariotik modern saat ini.

Nah, bagaimana sistematika molecular dapat menjelaskan kita tentang asal-usul sel eukariotik? Berdasarkan perbandingan gen RNA menunjukkan bahwa alpha proteobakteria berhubungan dekat dengan mitokondria dan cyanobacteria berhubungan dekat dengan kloroplas. Selain itu beberapa ilmuwan melaporkan bahwa nukelus merupakan arcahea endosimbiont. Genom sel eukariotik menunjukkan hasil transfer gen horizontal antara beragam bakteri dan archaea dalam garis keturunan. Berdasarkan istilah dalam mikrobiologi” kamu adalah apa yang kamu makan” hipotesis. Menjelaskan bahwa eukariotik mengkonsumsi beragam bakteri dan archaea, terkadang memasukan gen2 mereka kedalam gennya sendiri di dalam nucleus.

Fosil tertua dari eukariotik ditemukan 2.1 miliar setelah kemunculan prokariotik sudah cukup kuat mebuktikan asal-usul mitokondria dan kloroplas. Keturunan langsung eukariotik yang sekarang dikenal dengan Protista saat ini.,,,.Wahju S. Hidayat/ EnTech Indonesia

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: