Sel adalah unit morfologi dan fungsional makhluk hidup. Setiap makhluk hidup, dari bakteri paling dasar hingga manusia, memiliki setidaknya satu sel yang mampu mereplikasi diri dan bertukar zat dengan lingkungan.
Makhluk hidup prokariotik hanya memiliki satu sel yang membentuk seluruh tubuh mereka, tetapi kita eukariota dapat mengatur untuk mengintegrasikan miliaran dari mereka ke dalam organisme kita, masing-masing dalam sistem yang jauh lebih besar daripada unit dan dengan fungsi yang ditandai. Seperti yang telah kami katakan, entitas seluler setara dengan kehidupan.
Satu-satunya organisme yang sesuai dengan premis ini adalah virus, viroid, dan prion, tetapi mereka jarang dianggap sebagai makhluk hidup. Sebaliknya, mereka merupakan kelompok terpisah dari agen biologis patogen dengan potensi menular.
Tanpa sel, persyaratan minimum bagi kehidupan untuk berkembang seperti itu tidak terpenuhi. Bagaimanapun, perlu dicatat bahwa, misalnya, dalam diri manusia ada 2 jenis sel besar: haploid dan diploid.
Pada baris berikut, kami memberi tahu Anda perbedaan antara sel haploid dan diploid dan makna evolusinya.
- Artikel terkait: “Perbedaan antara mitosis dan meiosis”
Apa perbedaan antara haploid dan diploidi?
Di alam, tidak ada adaptasi yang berkembang secara kebetulan. Setiap karakteristik berperan (atau telah berperan) dalam sejarah evolusi spesies, sehingga fakta bahwa ada sel haploid dan diploid dalam organisme yang sama pasti memiliki alasan keberadaannya.
Dalam poin-poin berikut, kami menjelajahinya.
1. Sel haploid hanya mengandung satu set kromosom, sel diploid mengandung dua
Ini adalah perbedaan utama antara haploidy dan diploidy.
Sebuah sel diploid (2n) mengandung di dalam nukleusnya satu set kromosom berpasangan, di mana semua informasi genetik individu ditemukan, setengah dari ayah dan setengah dari ibu. Dalam kasus manusia, ada 23 pasang kromosom, 22 autosomal dan satu seksual (XX dan XY), yang mencakup total sekitar 25.000 gen yang berbeda.
Dari total 46 kromosom yang ada di dalam inti sel, 23 berasal dari satu orang tua dan 23 dari yang lain. Di sisi lain, sel haploid (n) adalah sel yang hanya berisi satu kromosom dari setiap jenis.
Dalam kasus gamet manusia (telur dan sperma), inti sel hanya berisi 23 kromosom. Penjelasannya sederhana; jika setiap gamet diploid, pada penyatuan untuk membentuk zigot, sel-sel yang dihasilkan akan memiliki lebih banyak kromosom:
- Sel haploid (n) + Sel haploid (n) = Sel diploid (2n)
- Sel diploid (2n) + Sel diploid (2n) = Sel tetraploid (4n)
- Sel tetraploid (4n) + Sel tetraploid (4n) = Sel dengan 8 set kromosom (8n)
Jadi, jika sel haploid tidak ada selama reproduksi seksual, hanya dalam 3 generasi manusia akan berubah dari 46 kromosom (23 x 2) menjadi 184 (23 x 8). Duplikasi satu kromosom bila tidak dimainkan sudah bisa berakibat fatal, sehingga mekanisme akumulasi genetik ini akan tidak sesuai dengan kehidupan.
2.
Sel diploid membelah dengan mitosis, dan sel haploid dengan meiosis
Seperti yang telah kita tetapkan, sel diploid somatik (yang membentuk jaringan) memiliki sepasang setiap kromosom, masing-masing anggota menjadi salah satu dari dua orang tua. Karena sel-sel ini tidak terlibat dalam reproduksi (mereka hanya dimaksudkan untuk memelihara dan memperbaiki struktur tubuh), mereka tidak perlu membagi informasi genetik mereka menjadi dua.
Oleh karena itu, mereka membelah secara mitosis, suatu proses di mana sel induk menghasilkan dua sel anak yang identik, dengan menggandakan DNA -nya dan membagi sitoplasma. Seperti yang Anda duga, kasus sel haploid benar-benar berbeda.
Dalam tubuh manusia, unit sel ini adalah ovula dan sperma, yang bertanggung jawab untuk terjadinya pembuahan. Agar diploidi tetap berada dalam zigot, mereka harus “membelah” setiap pasangan kromosom menjadi dua dan tetap dengan hanya satu dari dua anggota, seperti yang telah kita lihat di bagian sebelumnya.
Dengan demikian, proses pembentukan sel haploid jauh lebih kompleks daripada diploid (setidaknya dalam organisme diploid). Sebagai contoh, kami tunjukkan proses sintesis sperma:
- Fase proliferasi: sel induk germinal diploid membentuk spermatogonia tipe A dan B.
Sel A membelah secara mitosis untuk meningkatkan jumlah garis keturunan, tetapi sel B tidak.
- Sebuah spermatogonia berdiferensiasi menjadi spermatosit primer, dan melalui meiosis I ini menghasilkan dua spermatosit sekunder. Pada meiosis II, setiap spermatosit sekunder menghasilkan dua spermatid haploid.
- Jadi, di mana sebelum ada spermatogonia B diploid, sekarang ada 4 spermatid haploid, dengan setengah informasi genetik.
- Spermatid matang menjadi sperma fungsional.
Dengan cara ini, 4 gamet haploid diproduksi di mana sebelumnya ada sel induk germinal diploid.
Selain itu, selama seluruh proses ini, persilangan dan permutasi kromosom terjadi, yang berarti bahwa informasi orang tua tidak disajikan dengan cara yang sama pada keturunannya. Untuk alasan ini, reproduksi seksual dikatakan sebagai dasar keragaman genetik dalam spesies.
- Anda mungkin tertarik: “Jenis sel utama tubuh manusia”
3. Haploidy dan diploidy terbatas pada kelompok sel yang berbeda
Semua sel yang membentuk tubuh kita adalah diploid, kecuali gamet (telur dan sperma), yang masing-masing disintesis dalam sel telur dan testis.
Dengan demikian, digeneralisasikan bahwa sel somatik manusia adalah diploid dan haploid seksual. Meskipun demikian, ini tidak sepenuhnya benar: misalnya, sebagian besar hepatosit (sel hati) adalah tetraploid, yaitu, mengandung informasi genetik dua kali lebih banyak daripada sel somatik normal.
Selalu ada pengecualian yang membuktikan aturan.
4. Diploidi memungkinkan diferensiasi jenis kelamin pada beberapa spesies
Dalam koloni serangga eusosial seperti lebah, tawon, dan semut (Hymenoptera), jantan bersifat haploid (X) dan betina bersifat diploid (XX).
Strategi evolusioner ini mengikuti pola yang jelas: pejantan dapat dilahirkan dari betina yang subur tanpa perlu dia dibuahi sebelumnya, yang sangat memudahkan periode reproduksi antara koloni dari populasi yang sama. Seperti yang dapat Anda bayangkan, pada manusia hal ini tidak terjadi sama sekali, karena laki-laki (XY) dan perempuan (XX) adalah diploid.
Bagaimanapun, menarik untuk mengetahui bahwa kode haploidy untuk jantan di beberapa spesies kerajaan hewan.
5. Setiap jenis sel memiliki fungsi yang berbeda
Dalam tubuh manusia, fungsi sel diploid adalah untuk menjaga sistem biologis tubuh tetap terapung.
Sebagai contoh, sel-sel somatik dari lapisan dermal dan epidermis terus tumbuh, karena sekitar 40.000 keratinosit (sel-sel stratum korneum, yang paling dangkal) ditumpahkan setiap menit dalam hidup kita. Pembelahan oleh mitosis mempromosikan pemulihan, pemeliharaan, dan penggantian semua jaringan tubuh.
Di sisi lain, sel haploid memiliki fungsi yang sudah dieksplorasi: reproduksi seksual. Meskipun reproduksi seksual jauh lebih mahal daripada mitosis sederhana, itu masuk akal secara evolusioner.
Semua keturunan dari suatu garis keturunan yang dibagi secara mitosis secara genetik sama, sehingga mereka memiliki bakat yang sama dalam menghadapi perubahan lingkungan dan jangkauan kapasitas adaptif mereka minimal. Di sisi lain, spesies yang mengikuti pola reproduksi seksual menghadirkan spesimen yang sangat berbeda dalam populasi yang sama pada tingkat genetik, karena seorang anak tidak pernah sama dengan salah satu orang tuanya, melainkan kombinasi keduanya (lebih banyak mutasi dan persilangan).
). Oleh karena itu, keberadaan sel-sel haploid dan pembentukan gamet-gamet inilah yang menghasilkan keanekaragaman planet dari generasi ke generasi, di samping kapasitas adaptif.
Ringkasan
Seperti yang telah Anda verifikasi, perbedaan antara sel haploid dan sel diploid jauh melampaui kemampuan kromosom. Sangat penting untuk mengetahui variasi antara entitas seluler pada tingkat mikroskopis, tetapi juga untuk menerapkannya dalam bidang medis dan evolusi.
Kedua jenis sel adalah dua bagian penting dalam gigi yang sama: diploidy mempertahankan kehidupan, sementara haploidy menghasilkannya. Kedua proses sangat penting untuk pemeliharaan spesies yang bereproduksi secara seksual.