Asal Usul Sel Eukariotik

Kemunculan sel eukariotik adalah sebuah hal penting dalam evolusi kehidupan. Eukariota berbeda dari prokariota dalam sejumlah hal. Perbedaan utamanya adalah mereka mengandung sistem selaput dalam yang ekstensif yang menyelubungi inti dan memperjelas organel, dan kompartementalisasi ini memerlukan sejumlah inovasi eukariotik yang unik. Inti sel dan asal usulnya berkaitan erat dengan asal usul eukariota karena inti sel selalu ada dalam semua sel eukariota, dan hanya pada eukariota saja. Faktanya, ia merupakan karakteristik penentu dari nama eukariota itu sendiri. Eu artinya sejati dan kariota berarti bijih.

---

Kemampuan ekuariota dan prokariota untuk mentransfer gen sudah cukup dipahami. Sejumlah gen pada awalnya berada di genom mitokondria dan kloroplas telah dikirim dan sekarang tersandi di dalam inti sel. Karenanya tidak semua gen inti merupakan indikasi kepurbaan gen inti, dan bahkan mekanisme pembentukan inti sel sendiri belum diketahui.

Beberapa teori ada untuk menjelaskan asal usul inti sel. Sebagian besar ilmuan masih percaya dengan hipotesis kariogenik atau teori autogen. Dalam teori ini, inti sel dan selaput penyelubungnya secara bertahap terbentuk lewat proses pengumpulan yang masih misterius. Teori lawannya, hipotesis endokariotik atau teori fusi, masih kurang terkenal. Teori ini berdasarkan gagasan kalau inti sel, seperti organel eukariotik lainnya yang terselubung dalam selaput ganda (kloroplas dan mitokondria), berasal dari penangkapan bakteri penelan. Proposal ini sederhana dan berpotensi menjelaskan semua asal usul organel dengan selaput ganda dalam satu mekanisme bukannya dua mekanisme (satu untuk mitokondria dan kloroplas dan satunya lagi untuk inti sel). Hingga sekarang ada sedikit data yang mendukung baik teori autogen ataupun teori fusi.

Dua Teori Mengenai Asal Usul Eukariota

Teori fusi sebagai asal usul eukariotik memperoleh dukungan yang semakin banyak dari data molekul. Teori  ini diajukan sejalan dengan ketidak sesuaian dalam rekonstruksi pohon silsilah evolusi dari berbagai tipe data. Proposal chimera pertama dimotivasi oleh ketidak sesuaian antara distribusi lemak selaput (ester pada eubakteria dan eukariota, versus pada halobakteria, metanogen, dan eosit), dan struktur ribosom (ada pada eosit dan eukariota namun tidak ada pada eubakteria, halobakteria, dan metanogen). Dipengaruhi oleh data ini, dan juga oleh pengamatan sebelumnya kalau inti sel diselubungi oleh selaput ganda, diajukan kalau sebuah eukariota hasil fusi dapat diperoleh dengan penelanan satu prokariota oleh prokariota lainnya.

Pertukaran gen pada eukariota

Jelas ada bukti kalau asal usul eukariota itu rumit dan mungkin melibatkan setidaknya dua anteseden prokariotik, sejenis eubakteri mirip E.coli dan sejenis eosit pemetabolis belerang hipertermofilik, dan prosesnya dapat lebih rumit lagi. Tampak kalau gen individual tidak lagi cocok untuk menjelaskan proses ini dan yang dibutuhkan adalah mengikuti pewarisan genom, khususnya pada kelas-kelas gen yang mungkin diwariskan secara berkelompok. Karenanya, studi seluruh genom dibutuhkan untuk memahami proses ini secara komprehensif.

Sumber

Lake, J.A., Jain, R., Moore, J.E., and Rivera, M.C. (2003). Hyperthermophilic and Mesophilic Origins of the Eukaryotic Genome. Dalam Thermophiles: The Keys to Molecular Evolution and the Origin of Life? Edited by Juergen Wiegel and Michael W.W.Adams. Hal. 147-162

Referensi lanjut

1. BALDAUF, S.L. and PALMER, J.D. (1990) Evolutionary transfer of the chloroplast tufA gene to the nucleus. Nature, 344, 262–263.
2. GOLDING, G.B. and GUPTA, R.S. (1994) Protein-based phylogenies support a chimeric origin for the eukaryotic genome. Mol Biol Evol., 12, 1–6
3. GRAY, M.W. (1993) Origin and evolution of organelle genomes. Curr. Opin. Genet. Dev., 3, 884–890
4. GUPTA, R.S., AITKEN, K., FALAH, M. and SINGH, B. (1994) Cloning of Giardia lamblia heat shock protein HSP70 homologues: implications regarding origin of eukaryotic cells and of endoplasmic reticulum. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 91, 2895–2899.
5. HENZE, K., BADR., A., WETTERN, M., CERFF, R. and MARTIN, W. (1995) A nuclear gene of eubacterial origin in Euglena gracilis reflects cryptic endosymbioses during protist evolution. Proc. Natl Acad. Sci. USA, 92, 9122–9126.
6. LAKE, J.A. (1982) Mapping evolution with ribosome structure: intralineage constancy and interlineage variation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 79, 5948–5952.
7. LAKE, J.A. and RIVERA, M.C. (1994) Was the nucleus the first endosymbiont? Proc. Natl Acad. Sci. USA, 91, 2880–2881.
8. RILEY, M. (1993) Functions of the gene products of Escherichia Coli. Microbiol Rev., 57, 862–893
9. RIVERA, M.C. and LAKE, J.A. (1992) Evidence that eukaryotes and eocytes prokaryotes are immediate relatives. Science, 257, 74–76.
10. SMITH, M.W., FENG, D.F. and DOOLITTLE, R.F. (1992) Evolution by acquisition: the case for horizontal gene transfers. Trends Biochem. Sci., 17, 489–493.
11. SOGIN, M.L. (1991) Early evolution and the origin of eukaryotes. Curr. Opin. Genet. Dev., 1, 457– 463.
12. SYVANEN, M. and KADO, C. (eds) (1997) Horizontal Gene Transfer (London: Chapman and Hall)
13. ZILLIG, W., PALM, P. and KLENK, H.-P. (1992) A model of the early evolution of organisms: the arisal of the three domains of life from the common ancestor. In The Origin and Evolution of the Cell, ed. H.Hartman, and K.Matsuno, pp. 47–78 (Singapore: World Scientific).