Sel Eukariotik Lebih Mudah Bermutasi dibandingkan Sel Prokariotik?

Halo, para pembaca di manapun anda berada! Di artikel perdana saya ini, saya akan mengulas sedikit mengenai mutasi pada sel prokariotik dan eukariotik. Sebelum menuju pada pembahasan, baik jika kita memahami dulu teorinya.

Saya akan memulai dengan sel. Apa itu sel? Sel merupakan satuan paling kecil yang menyusun makhluk hidup. Seluruh fungsi kehidupan diatur oleh sel dan juga berjalan di dalam sel. Oleh karena itu, sel sebenarnya dapat berdiri sendiri jika kebutuhannya dapat terpenuhi karena ialah yang mengatur fungsi makhluk hidup.

Terdapat banyak sekali pendapat mengenai apa itu sel. Teori-teori tentang sel juga banyak bermunculan sejak dahulu kala, tepatnya pada tahun 332 Sebelum Masehi dimana Aristoteles sebagai filsuf asal Yunani mengemukakan pendapatnya bahwa perkembangan hewan selalu berasal dari struktur yang sederhana menuju ke bentuk yang lebih kompleks. Pendapatnya itu ia sertakan dalam teori epigenesisnya.

Robert Hooke, seorang penemu berkebangsaan Inggris, melakukan penelitian awal tentang sel pada tahun 1665. Di dalam sel gabus, ia menemukan ruang kosong bersekat yang kemudian disebut sebagai sel. Dalam struktur sel gabus, tidak dapat ditemukan adanya inti sel. Mengacu pada teori, sel gabus bukanlah merupakan sel hidup karena sel hidup memiliki dua ciri-ciri penting. Ciri sel hidup yang pertama adalah terdapat inti sel (nukleus) dan yang kedua adalah memiliki sitoplasma sebagai sumber energi sel. Jika di dalam sel tidak dapat ditemukan satu saja dari kedua hal tadi, maka dapt dipastikan sel yang bersangkutan adalah sel mati.

Pada tahun 1674, Antonie Phillips van Leeuwenhoek, seorang ilmuwan asal Belanda, mendapat sel bakteri, sel protozoa, sel darah merah, dan sel spermatozoa yang ditemukan dari jaringan hewan. Ia dijuluki sebagai Bapak Mikrobiologi dan dianggap sebagai pelopor ilmu mikrobiologi atau yang pertama menekuni ilmu mikrobiologi. Leeuwenhoek juga dikenal berkat karyanya yaitu melakukan peningkatan pada mikroskop.

Matthias Jakob Schleiden dan Theodor Schwann, keduanya berkebangsaan Jerman, merupakan ilmuwan yang meneliti tentang sel tumbuhan dan sel hewan secara berurutan pada tahun 1938 dan 1939. Menurut mereka, seluruh jaringan pada makhluk hidup tersusun atas sel. Dari pengamatan mereka, ditemukan banyak perbedaan yang muncul antara sel tumbuhan dan sel hewan. Beberapa dari hasil pengamatannya adalah :

• Sel tumbuhan memiliki dinding sel sehingga bentuknya tetap, sedangkan sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga bentuknya tidak tetap/berubah-ubah.
• Ditemukan plastida pada sel tumbuhan sedangkan pada sel hewan tidak.
• Sel tumbuhan memiliki vakuola berukuran besar, sedangkan pada sel hewan umumnya tidak ditemukan vakuola meski ada yang memiliki namun kecil ukurannya.
• Sel hewan memiliki sentriol yang berperan dalam pencegahan pembentukan mutan, sedangkan sel tumbuhan tidak memiliki.
• Ukuran sel tumbuhan lebih besar daripada sel hewan.

Teori tentang sel diperkenalkan dengan lebih rinci oleh seorang ilmuwan asal Jerman juga yang bernama Rudolf Virchow. Ia berpendapat bahwa sel berasal dari sel-sel sebelumnya melalui proses pembelahan. Pada tahun 1855, Rudolf Virchow menerbitkan sebuah makalah yang berjudul "omnis cellula e cellula" yang bila diterjemahkan ke bahasa Indonesia menjadi "semua berasal dari sel."

Meski merupakan satuan terkecil penyusun makhluk hidup, sel tersusun dari beberapa penyusun sel seperti dinding sel, membran inti sel, sitoplasma, retikulum endoplasma, dan organel-organel sel yang terdapat dalam sitoplasma. Berdasarkan ada atau tidaknya membran inti, sel dibagi menjadi dua yaitu sel prokariotik dan eukariotik. Sel prokariotik merupakan sel yang belum memiliki membran inti dan sel eukariotik merupakan sel yang telah memiliki membran inti. Sel prokariotik muncul jauh lebih dulu sebelum sel eukariotik dan masih ada sampai sekarang. Hal ini menunjukkan bahwa sel prokariotik tahan terhadap seleksi alam. Terdapat perbedaan lain di antara sel prokariotik dan eukariotik, yaitu :

• Ribosom pada sel prokariotik terdiri dari 3 untai RNA dan bergerak bebas di sitoplasma. Ribosom pada sel eukariotik terdiri dari 4 untai RNA dan umumnya menempel pada Retikulum Endoplasma kasar, meski ada pula yang bergerak bebas pada sitoplasma.
• DNA pada sel prokariotik berbentuk sirkuler yang berarti ujung-ujungnya akan bertemu kembali serumit apapun strukturnya, sedangkan pada sel eukariotik  DNA berbentuk linear yang berarti membentuk ujung.
• Dinding sel prokariotik tersusun atas pseudopeptidoglikan (pada kelompok archaeobacteria) dan peptidoglikan (eubacteria). Pada sel eukariotik, dinding sel tersusun atas kitin (pada fungi), selulosa (pada tumbuhan muda), dan lignin (pada tumbuhan tua). Lantas, apa yang menyusun dinding sel hewan? Kelompok Animalia tidak tersusun atas dinding sel.

Kita telah berbicara cukup mengenai sel. Namun, topik pembahasan kali ini tidak berhenti sampai sel saja. Kita akan membahas mengenai mutasi yang terjadi dalam sel. Maka dari itu, baik jika dimulai dengan teori-teori singkat mengenai apa itu mutasi?

Mutasi adalah perubahan materi genetik (gen atau kromosom) suatu sel yang diwariskan kepada keturunannya. Mutasi dapat disebabkan oleh kesalahan replikasi materi genetika selama pembelahan sel oleh radiasi, bahan kimia (mutagen), atau virus, atau dapat terjadi selama proses meiosis. (www.pintarbiologi.com)

Dengan kata lain, mutasi merupakan peristiwa dimana struktur DNA suatu sel berubah sehingga menyebabkan perubahan sifat makhluk hidup itu dan juga keturunannya karena DNA merupakan pembawa/pewaris sifat makhluk hidup. Peristiwa terjadinya mutasi ini disebut dengan mutagenesis. Mutagen merupakan sebutan untuk bahan-bahan penyebab terjadinya mutasi.

Hugo de Vries, seorang ilmuwan kelahiran Belanda menggunakan istilah mutasi untuk yang pertama kalinya. Ia menggunakannya untuk mengemukakan adanya perubahan fenotip mendadak pada bunga Oenothera lamarckiana dan diwariskan pada keturunannya. Penyimpangan kromosom merupakan penyebab terjadinya perubahan ini. Penelitian ilmiah lainnya mengenai mutasi dilakukan oleh Morgan pada tahun 1910 menggunakan Drosophila melanogaster (lalat buah). Herman Yoseph Muller, seorang murid Morgan, berhasil menemukan mutasi buatan dengan percobaannya menggunakan sinar X.

Pastinya para pembaca pernah menonton satu atau beberapa film yang menyertakan mutan didalamnya seperti X-Men, The Hulk, dan sebagainya. Sebenarnya, apa itu mutan? Pada dasarnya, mutan merupakan sebutan bagi makhluk hidup yang telah bermutasi. Artinya, individu tersebut telah mengalami perubahan urutan pada DNA atau kromosomnya sehingga menimbulkan perbedaan fenotipe (sifat). Berdasarkan bagian yang bermutasi, terdapat dua jenis mutasi yang terjadi pada makhluk hidup yaitu mutasi gen dan mutasi kromosom.

• Mutasi Gen
• Disebut juga mutasi titik atau point mutation. Mutasi ini disebabkan akibat adanya perubahan struktur gen (DNA). Point mutation menyebabkan perubahan sifat pada individu, namun tidak merubah jumlah dan susunan kromosomnya. Terjadinya mutasi jenis ini dapat melalui beberapa cara, salah satunya adalah penggantian basa, penggantian satu nukleotida dengan pasangannya di dalam untaian DNA komplementer dengan pasangan nukleotida lain. Contoh dari kasus ini adalah anemia bulan sabit di mana sel darah merah (eritrosit) yang seharusnya berbentuk bulat dan fleksibel menjadi berbentuk seperti sabit dan keras. Akibatnya, tubuh manusia kekurangan sel darah merah normal yang digunakan untuk memenuhi transportasi nutrisi dan oksigen ke seluruh tubuh.
• Mutasi Kromosom
• Seperti namanya, mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada kromosom. Karena itu, perubahan ini disertai dengan perubahan struktur dan jumlah kromosom, berbeda dengan mutasi gen yang tidak merubah kromosom. Mutasi kromosom dibedakan menjadi dua, yaitu :
• Perubahan struktur kromosom (aberasi kromosom)
• Aberasi berarti kerusakan. Sesuai namanya, mutasi jenis ini menyebabkan kerusakan pada bentuk kromosomnya. Aberasi kromosom dibagi lagi menjadi 4, yaitu :
• Translokasi. Merupakan pemindahan sebagian segmen kromosom ke kromosom lainnya, yang bukan kromosom homolognya.
• Duplikasi. Jumlah segmen kromosom menjadi lebih banyak dari kromosom aslinya.
• Delesi. Terjadi karena sebagian segmen kromosomnya lenyap sehingga kromosom kekurangan segmen.
• Inversi. Terjadi karena kromosom terpilin saat meiosis. Karena ini, letak atau kedudukan gen mengalami perubahan.
• Perubahan jumlah kromosom
• Dalam mutasi yang terjadi, ada perubahan jumlah kromosom individual atau dalam jumlah perangkat kromosom. Dibagi menjadi dua, yaitu euploid dan aneuploid.
• Euploid. Terjadi karena ada penambahan atau pengurangan perangkat kromosom. Contoh : haploid, diploid, triploid, tetraploid.
• Aneuploid. Terjadi karena adanya perubahan salah satu kromosom dari perangkat kromosom individu. Contohnya adalah monosomik, nullisomik, trisomik, dan tetrasomik.

Mutasi dapat terjadi secara alami maupun disengaja (mutasi buatan). Mutasi alami biasanya terjadi akibat kesalahan pemasangan basa pada proses replikasi, perbaikan, atau rekombinasi DNA. Selain itu, dapat pula terjadi karena radiasi radioaktif oleh alam, sinar kosmis, dan sinar ultraviolet. Mutasi buatan adalah mutasi yang muncul dengan campur tangan manusia. Dalam kata lain, mutasi buatan sengaja dilakukan dan sudah terrencana.

Bahan yang menyebabkan mutasi disebut dengan mutagen. Mutagen dibagi menjadi tiga jenis, yaitu :

• Mutagen Bahan Kimia
• Contoh mutagen bahan kimia ialah kolkisin dan zat digitonin. Kolkisin merupakan zat yang dapat menghalangi terbentuknya benang-benang spindel pada proses anafase dan dapat menghambat pembelahan sel pada anafase. Penyebab mutasi dalam lingkungan yang bersifat kimiawi disebut juga mutagen kimiawi.
• Mutagen Bahan Fisika
• Contohnya sinar UV dan sinar radioaktif. Penyebab mutasi yang bersifat fisik adalah radiasi dan suhu. Radiasi dibedakan menjadi radiasi pengion dan bukan pengion. Radiasi pengion adalah radiasi berenergi tinggi dan mampu menembus jaringan makhluk hidup, contohnya sinar X, sinar gamma, dan radiasi sinar kosmik. Radiasi pengion adalah radiasi berenergi rendah dan hanya dapat menembus lapisan sel-sel permukaan. Contohnya adalah sinar UV
• Mutagen Bahan Biologi
• Contoh dari mutagen bahan biologi adalah virus dan bakteri.

Setelah membahas teori tentang sel dan mutasi, paling tidak ada gambaran sedikit mengenai topik yang akan dibahas, yaitu Sel Eukariotik lebih mudah mengalami mutasi dibandingkan dengan sel prokariotik. Saya akan menuangkan sedikit dari buah pemikiran saya pada kesempatan kali ini, mengenai pendapat saya tentang topik yang telah tersaji di atas.

Kita mulai dengan mengingat lagi teori sel. Sel adalah unit terkecil penyusun makhluk hidup. Namun nyatanya, sel juga tersusun atas banyak sekali struktur penyusun sel seperti dinding sel sebagai pelapis sekaligus pelindung sel, inti sel sebagai pengatur fungsi sel, sitoplasma sebagai tempat untuk organel-organel sel, dan lain-lain. Sebagian aktivitas sel sebenarnya terjadi di sitoplasma. Maka dari itulah, sitoplasma memerlukan bantuan dan mendapatkan bantuan dari organel-organel tersebut seperti mitokondria, lisosom, ribosom, dan sebagainya.

Mutasi merupakan perubahan pada materi genetiknya, yaitu DNA dan RNA (materi genetik). Sel juga memiliki DNA dan RNA yang merupakan kandungan asam nukleat dalam sel. Terdapat 3 jenis RNA yang terkandung di dalam sel, yaitu mRNA (messenger RNA), rRNA (ribosomal RNA), serta tRNA (transfer RNA). Materi genetik ini berfungsi mewariskan sifat individu kepada keturunannya atau generasi berikutnya. Oleh karena inilah, seorang anak cenderung memiliki sifat fisik yang mirip dengan ayah atau ibunya yang didapatkan dari generasi-generasi sebelumnya.

Namun, tidak semua penyusun sel memiliki DNA dan RNA. Hanya ada 3 bagian sel yang mengandung materi genetik di dalamnya. Hal ini sejalan dengan teori endosymbiosis yang dikemukakan oleh Lynn Margulis pada tahun 1970. Dalam teorinya, ia menyertakan pendapat beserta bukti bahwa beberapa organel dulunya merupakan sel tersendiri. Oleh karena inilah, terdapat organel yang memiliki DNA sendiri karena membawa sifat aslinya sebelum bergabung ke sel lain yaitu mitokondria dan kloroplas. Lantas, apa bagian sel yang terakhir yang memiliki kandungan asam nukleat? Tentu saja inti sel, karena inti sel merupakan pusat dari seluruh kegiatan sel dan informasi genetik pasti tersimpan di dalamnya.

Setelah dikupas lebih dalam, ternyata ketiga penyusun sel tersebut memiliki perlindungan tersendiri, yaitu tersusun atas membran ganda. Karena dilindungi oleh dua lapisan pelindung yaitu membran ganda, maka dapat disimpulkan bahwa benda asing akan kesulitan untuk menembus pelindung tersebut. Lalu, apa yang akan terjadi bila ada benda asing yang dapat menembus membran ini dan menyerang materi genetik? Tentu saja, mutasi akan terjadi. Dari sini kita tahu bahwa mutasi dapat terjadi pada sel eukariotik, namun akan membutuhkan perjuangan yang tidak kecil karena harus menembus dua lapisan membran untuk meraih materi genetik.

Berbeda halnya dengan sel prokariotik. Sel prokariotik tidak memiliki kloroplas dan mitokondria. DNA dan RNA yang terkandung dalam sel prokariotik ditemukan bebas pada sitoplasma. Mengapa hal ini dapat terjadi? Sebenarnya, materi genetik pada sel prokariotik masih terkandung dalam inti sel. Namun, kita tahu bahwa inti sel prokariotik tidak memiliki pelindung berupa membran. Itulah hal dasar yang membedakan sel prokariotik dan eukariotik. Apa akibatnya jika sel tidak memiliki membran inti? Maka, kandungan dalam inti sel akan berkontak langsung dengan sitoplasma. Inilah yang menyebabkan asam nukleat pada sel prokariotik seolah-olah terdapat bebas pada sitoplasma.

Lalu, bagaimana dengan saya? Sejauh mana saya setuju dengan pendapat sel eukariotik lebih mudah mengalami mutasi (perubahan secara cepat) dibandingkan dengan sel prokariotik? Saya menyatakan bahwa saya tidak setuju dengan pernyataan tersebut. Saya berpendapat bahwa sel prokariotik lebih mudah mengalami mutasi dibandingkan dengan sel eukariotik. Mengapa? Bila dibandingkan dengan penyusun yang memiliki materi genetik, sel prokariotik hanya memiliki 1 struktur yaitu inti sel yang mengandung asam nukleat, sedangkan ada 3 struktur pada sel eukariotik yang mengandung asam nukleat. Bila dipikir secara logis, ketiga materi genetik tidak mungkin membawa informasi yang sama persis. Bila sel prokariotik dimasuki oleh benda asing, maka satu-satunya tempat penyimpanan informasi genetik yang ada akan berubah. Lain hal nya dengan sel eukariotik. Bila salah satu organel dimasuki oleh benda asing, masih terdapat 2 organel lain yang menyimpan informasi genetik asli yang diwariskan oleh generasi sebelumnya.  Dengan begitu, mutasi yang terjadi tidak akan menimbulkan perubahan sebesar yang terjadi pada sel prokariotik. Tetapi, hal ini dapat juga berakibat lain. Dengan adanya 3 letak penyimpanan asam nukleat, mutasi dapat terjadi lebih sering karena banyaknya jalan masuk yang tersedia. Bila antigen gagal dalam misinya merubah struktur DNA di dalam mitokondria, ia dapat mencoba jalan masuk lainnya yaitu kloroplas dan inti sel. Namun, saya tetap berpegang teguh pada hal ini dapat mepermudah sel prokariotik bermutasi.

Yang kedua adalah mengenai membran inti sel yang dimiliki. Perlu diketahui bahwa yang membedakan sel prokariotik dan eukariotik merupakan membran inti sel, bukan membran selnya. Memangnya, apa pengaruh membran inti sel pada materi genetik? Tentu saja, membran inti sel berfungsi sebagai pelindung inti sel. Benda-benda asing yang masuk akan dicegah dengan cara mempersulit masuknya. Bagaimana ini dapat mempersulit? Tentu saja karena benda asing harus menembus membran inti untuk menembus materi genetik. Selain itu pula, kita tahu bahwa inti sel euokariotik memiliki membran ganda sebagai pelindung. Maka dari itu, untuk menembus materi genetik sel eukariotik tentu lebih sulit daripada menembus materi genetik sel prokariotik.

Yang ketiga adalah fakta bahwa sel prokariotik merupakan sel yang lebih lama ada di bumi. Meski begitu, struktur penyusun sel prokariotik pada masa lampau dengan sel prokariotik sekarang berbeda. Mengapa dapat berbeda? Hal ini disebabkan karena mutasi. Materi genetik di dalam inti sel berubah, maka terciptalah variasi sel yang baru dan lebih sempurna, yang dapat bertahan dari hal yang membuat sel tadi bermutasi. Mutasi pada peristiwa kali ini berakibat baik pada sel, yaitu menjadi tahan akan ancaman tertentu. Dengan kata lain, sel ini berubah struktur untuk beradaptasi.

Bila kita melihat makhluk hidup, kita melihat bahwa makhluk hidup dengan sel prokariotik lebih banyak yang mengalami mutasi daripada organisme dengan penyusun sel eukariotik. Contoh makhluk hidup yang tersusun atas sel prokariotik adalah archaeobacteria dan eubacteria. Saat masih duduk di bangku kelas 10, tentunya kita sudah belajar mengenai archaeobacteria dan eubacteria. Dari pelajaran itu kita tahu bahwa bakteri memiliki sangat banyak variasi, meski awalnya berasal dari satu jenis bakteri saja. Maka dari itu, makhluk hidup lain dapat terjangkit penyakit yang sama beberapa kali. Hal ini disebabkan karena tubuh masih rentan terhadap variasi lain dari bakteri tersebut, atau dapat juga disebabkan oleh pertahanan diri yang sedang lemah. Bagaimana variasi-variasi baru bakteri dapat muncul? Tentu saja karena mutasi. Sedangkan pada makhluk hidup dengan sel prokariotik, misalnya manusia, mutasi dapat menyebabkan kelainan atau yang dikenal sebagai sindrom. Di antaranya adalah down syndrome, sindrom klinefelter pada laki-laki, dan sindrom turner yang biasanya diderita oleh para wanita. Untuk penjelasan lebih lanjut mengenai sindrom-sindrom tersebut, dapat mencari referensi di internet.

Kesimpulannya, saya tidak setuju dengan pernyataan bahwa sel eukariotik lebih mudah bermutasi dibandingkan dengan sel prokariotik. Hal ini disebabkan oleh 3 hal. Yang pertama adalah adanya pelindung pada materi genetik yang terkandung dalam inti sel prokariotik tidak dilindungi oleh membran inti sehingga dapat mudah ditembus oleh benda asing. Yang kedua adalah terdapat 3 tempat berbeda untuk menyimpan asam nukleat pada sel eukariotik, sedangkan sel prokariotik hanya 1. Jika mitokondria sel eukariotik bermutasi, inti sel dan kloroplas masih membawa informasi genetik asli yang diwariskan pada keturunannya. Namun pada sel prokariotik, jika inti sel terserang, maka satu-satunya materi genetik yang ada akan berubah. Yang ketiga adalah kasus konkret. Sel prokariotik ada lebih dulu dibandingkan sel eukariotik melalui berbagai tahap mutasi. Sel eukariotik cenderung jarang bermutasi dibandingkan sel prokariotik yang telah banyak berubah strukturnya, contohnya bakteri.

Akhir kata, saya ingin mengucapkan terima kasih pada para pembaca yang telah meluangkan waktunya untuk mampir di artikel perdana saya ini. Bila ada kesalahan pemahaman ataupun pengetikan, saya memohon maaf yang sebesar-besarnya. Silakan meninggalkan sedikit komentar yang membangun di kolom komentar. Kritik dan saran sangat diharapkan.

Sekian, terima kasih.