Kuliah 01 2014-selgen-Filogeni Ontogeni

Filogeni & Ontogeni Arif Wicaksono

FylogenieAsal usul sukuRas

kajian mengenai hubungan di antara kelompok-kelompok organisme yang dikaitkan dengan proses evolusi yang dianggap mendasarinya

Ontogeni Morfogenesis

mendeskripsikan asal-usul dan perkembangan organisme sejak dari telur yang dibuahi ke bentuk dewasanya

PerkembanganDi akhir abad ke-19 Ernst Haeckel mencetuskan teori rekapitulasi (hukum biogenesis) Prinsipnya yang terkenal adalah ontogeni mencerminkan filogeni".

embrio dianggap mencerminkan bentuk dewasa organisme moyang evolusionernya.

Versi ini sekarang ditolak namun modifikasinya sekarang diterima luas. Dalam versi modern, banyak dukungan bagi pernyataan "perkembangan embrio (ontogeni) mencerminkan bentuk embrio moyang evolusionernya".

Donald Williamson mengembangkan pernyataan ini lebih lanjut dengan menyatakan bahwa larva dan embrio menunjukkan perwujudan bentuk dewasa dari taksa yang lain yang mengalami transfer melalui hibridisasi

Molekul organik membentuk makromolekul dengan polimerisasi atau agregasi dengan molekul lain terjadi secara spontan dalam kondisi prebiotik (kenaikan suhu, pengeringan, dll).

Makromolekul mereplikasi diri membentuk kopi secara spontan : RNA RNA baru tonggak dimulainya kehidupan.

RNA berasosiasi dengan fosfolipid yang membentuk struktur misel (molekul amfifatik) fosfolipid menjadi komponen dasar sistem membran membran plasma pada prokariota, eukariota & organel spesifik pada eukariota.

RNA yang diselubungi fosfolipid dpt mereplikasi diri dan bertranslasi membentuk protein-protein utk menunjang aktifitas hidup & evolusi sesudahnya.

RNA dipercaya sebagai molekul pertama yang mampu mereplikasi diri (menjadi template & sintesis untai baru) memperlihatkan aktifitas kehidupan paling primitif & distribusi informasi genetik yang pertama.

Sejarah Biologi Sel (Sitologi) : Mempelajari kehidupan & organisme hidup pada tingkat sel atau dibawahnya (subsel) organel, molekul.

Berkembang dari pertengahan abad 17 hingga sekarang ditunjang oleh kemajuan ilmu dan teknologi lain yang relevan : fisika kimia matematika

Perkembangan biologi sel bertumpu pada hasil riset dengan percobaan-percobaan deskriptif dimasa lalu hingga percobaan-percobaan analitik mutakhir/ modern saat ini.

Robert Hooke (1665) melihat irisan gabus (cork) dengan kaca pembesar (loop) kotak-kotak kecil disebut sel (cella).

Anthony van Leewenhook (1668) mengkonstruksi mikroskop I1. mengamati air kolam organisme uniseluler (bakteri, protozoa)2. melihat nukleus pada preparat darah ikan salmon.

Dapat membedakan sel dalam berbagai bentuk dan morfologi pengamatan deskriptif tentang sel.

Mathias Schleiden (1838) & Theodore Schwann (1839) mengemukakan teori tentang sel :1. Semua makhluk hidup (tumbuhan & hewan) terdiri dari sel yang merupakan unit terkecilnya.2. Setiap sel dapat berfungsi secara independent, tetapi juga dapat berperan sebagai bagian integral makhluk hidup.

Rudolf Virchow (1858), melengkapi teori tentang sel :semua sel (makhluk) berasal dari sel (makhluk) sebelumnya.

1822 1884, Gregor Mendel menjelaskan bahwa sifat/karakter makhluk hidup dibawa dalam bentuk materi dan berpasangan pasangan tersebut bersegregasi dan membentuk pasangan baru pada generasi berikutnya secara random.

Materi genetik menempati lokasi tertentu pada khromosom (lokus) dijelaskan oleh Barbara McClintock (1931).

Materi genetik adalah DNA yang membawa informasi & ditransmisikan dari generasi ke generasi dan diekspresikan menjadi fenotip, dijelaskan oleh Avery McLeod & McCarry (1944).

Jumlah khromosom manusia adalah 46 (22 pasang autosom + 2 khromosom sex) dibuktikan oleh Tjio & Levan (1962).

1980 sekarang era rekayasa dengan mengaplikasikan bioteknologi untuk mengubah dan memanipulasi sistem hidup pada tingkat molekul,sel atau organisme untuk memperoleh manfaat yang sebesar-besarnya bagi kepentingan manusia.

Definisi Sel Unit kehidupan terkecil hewan & tumbuhan.

Struktur yang dibatasi membran dan berisi sitoplasma.

Karakteristik (sifat-sifat dasar) sel 1. unit kehidupan yang sangat teroganisasi dalam hal struktur dan fungsinya.2. mengambil bahan baku dari lingkungan untuk membuat kopi & memperbanyak diri (proliferasi)3. menampilkan fenotip bervariasi pada tiap individu

Sebagai unit kehidupan dapat memperlihatkan sifat-sifat hidup yang universal :1. mengekstraksi energi dari lingkungan.2. bereaksi (peka) terhadap rangsang tropisme.3. tumbuh dan berkembang biak mempertahan kan kelangsungan (kontinuitas) kehidupan.

Berdasarkan komposisi sel yang menyusunnya dibedakan organisme :uniseluler sel adalah organismemultiseluler organisme terdiri dari banyak/beberapa sel dan terorganisasi : sel jaringan organ.

Berdasarkan tingkat evolusinya sel dibedakan menjadi 2 golongan : prokariota & eukariota.

Sel mempunyai sistem (pengaturan) universal yang lestari (conserve) tidak berubah oleh proses evolusi :- membawa informasi genetik berupa DNA dan mentransfer informasi genetik untuk mengatur & mengontrol aktifitas kehidupan.- memproduksi dan menggunakan ATP untuk menyelenggarakan aktifitas kehidupan.

Transfer (distribusi) informasi genetik pada tingkat sel :

1. Transmisi gen (DNA) dari sel generasi satu ke sel generasi berikutnya melalui proses replikasi.

2. Informasi dalam DNA diubah menjadi informasi bentuk lain & didistribusikan ke bagian-bagian sel atau lingkungan sel melalui proses transkripsi (pembentukan RNA) & translasi (sintesis protein). Alur informasi dari DNA RNA protein disebut expresi dihasilkan fenotip.

Sistem (pengaturan) informasi genetik dalam sel :

Prokariota : - DNA terlokasi bebas di dalam sel, tidak mempunyai batas yang jelas dengan sitoplasma.- Replikasi, transkripsi dan translasi dilakukan dengan cara sederhana.

Eukariota : - DNA terorganisasi/tersusun kompleks membentuk khromatin,terletak dalam organel yang terpisah dari sitoplasma nukleus & mitokhondria.- Replikasi,transkripsi dan translasi terorganisasi sangat kompleks melibatkan banyak enzim dan organel

Cara sel mengambil energi dari lingkungan :

Autotrof : mengambil energi dari sinar matahari pada proses fotosintesis tumbuh-tumbuhan dan mikroorganisme berkhlorofil.

Heterotrof : mengambil molekul berenergi/organik dari substrat/makanan diantaranya dari sel autotrof.

Energi di dalam sel dibebaskan dengan reaksi oksidasi & reduksi

Virus

Terdiri dari materi genetik DNA atau RNA linier atau sirkuler dalam mantel protein dsbt kapsid. Beberapa virus diluar kapsid diselubungi envelope lipoprotein; virus berukuran 10 275 nm.

Virus yang bebas diluar sel (virion) bersifat inert (tidak aktif) karena tidak mempunyai perangkat untuk transformasi energi, replikasi, transkripsi dan translasi.

Virus : terdiri dari komponen-komponen hidup dan dapat menunjukkan sifat-sifat hidup /aktifitas kehidupan apabila berinteraksi dengan sel hidup.

Bila virus menginfeksi sel, virus melepaskan materi genetik kedalam sel dan meninggalkan kapsul/ envelope diluar sel, atau mengalami uncoating di dalam sel.

Di dalam sel DNA/RNA virus bereplikasi, bertrans kripsi dan bertranslasi menggunakan enzim dan aparat sel untuk membentuk virus baru dalam jumlah besar sel akan melepas virion keluar.

Beberapa virus akan merusak & memecah sel lisis mati. Beberapa ada yang keluar tanpa merusak sel.

Pada beberapa spesies DNA atau cDNA virus dapat berintegrasi ke DNA genom menjadi provirus menginduksi sel bertransformasi menjadi maligna.

Prokariota / Bakteri

Sel sederhana terdiri dari membran dan isi sel (sitoplasma), mempunyai ukuran 10 70 m.

Membran plasma terdiri dari struktur yang disusun fosfolipid bilayer & protein yang tersusun mosaik.

Diluar membran sel diliputi dinding sel terdiri dari komponen-komponen mukopolisakharida dan peptidoglikan (polimer/ulangan N-asetilglukosamin & N-asetilmuramat).

Dinding sel bakteri gram positif lebih tebal terdiri dari rantai peptidoglikan yang dihubungkan oleh tetrapeptida (pentaglisin), dan asam teikhoat.

Dinding sel bakteri gram negatif mempunyai kandungan peptidoglikan lebih sedikit, diliputi lapisan lipid, protein dan lipopolisakharida (LPS) endotoxin.

Di dalam sitoplasma tdpt materi genetik DNA berbentuk supercoil & menempati daerah dsbt nukleoid. Diluar nukleoid sitoplasma terdiri dari cairan sel berisi bahan-bahan dan molekul besar/ makromolekul spt ribosom dan bahan-bahan cadangan sebagai perangkat kehidupan sel.

Bentuk umum bakteria : kokus basilifilamentspirillumspirosetavibrio

Bakteri dapat hidup di lingkungan sangat bervariasi

Eubakteria hidup di alam/lingkungan biasa : tanah, air dan organisme lain yang lebih besar.

Archaebakteria hidup & tumbuh di lingkungan khusus, tidak ditoleransi makhluk lain bakteri metanogen, halofil & termoasidofil.

Bakteri berkembang biak (reproduksi) dengan cara sederhana :

DNA berasosiasi dengan membran plasma, bereplikasi sehingga terbentuk 2 DNA baru & diikuti segmentasi sel dengan pembentukan membran plasma/dinding sel yang membagi sel menjadi dua bagian.

Dalam media biakan replikasi akan menghasilkan koloni yang terdiri dari jutaan sel dalam waktu singkat.

Beberapa bakteri membentuk endospora struktur miniatur yang dpt membentuk sel baru secara vegetatif

Eukariota

Sel dengan tingkat evolusi sempurna.

Uniseluler : yeast, amuba, protozoa.Multiseluler : binatang & tumbuh-tumbuhan terorganisasi sel jaringan organ

Komposisi sel :sistem membranorganelsitosolsitoskeleton

Terima Kasih

*************************