Top Banner
Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S. 1.2. STRUKTUR DAN FUNGSI SEL Tumbuhan termasuk eukaryot, organisme yang memiliki membran yang melingkupi inti dan organel, dan dapat menyusun makanannya. Klorofil menyebabkan tumbuhan berwarna hijau, dapat menggunakan cahaya matahari untuk mengubah air dan karbondioksida menjadi gula/karbohidrat. Tidak seperti sel hewan, yang mempunyai sentriol, lisosom, filamen intermediat, silia, atau flagel, sel tumbuhan mempunyai beberapa struktur khusus, yaitu dinding sel yang kaku, vakuola sentral, plasmodesmata, dan kloroplas. Dinding Sel Sel tumbuhan (kecuali sel sperma tumbuhan dan sel endosperm) diselimuti oleh dinding sel dan ini merupakan ciri sel tumbuhan. Dinding sel tumbuhan mempunyai dinding yang kaku mengelilingi membran plasma. Strukturnya sangat kompleks, dengan berbagai Biologi FMIPA UNM, 2006 3
22

1.2. Str. Sel Tumbuhan

Dec 12, 2014

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

1.2. STRUKTUR DAN FUNGSI SEL

Tumbuhan termasuk eukaryot, organisme yang memiliki membran yang melingkupi inti

dan organel, dan dapat menyusun makanannya. Klorofil menyebabkan tumbuhan

berwarna hijau, dapat menggunakan cahaya matahari untuk mengubah air dan

karbondioksida menjadi gula/karbohidrat.

Tidak seperti sel hewan, yang mempunyai sentriol, lisosom, filamen intermediat, silia,

atau flagel, sel tumbuhan mempunyai beberapa struktur khusus, yaitu dinding sel

yang kaku, vakuola sentral, plasmodesmata, dan kloroplas.

Dinding Sel

Sel tumbuhan (kecuali sel sperma tumbuhan dan sel endosperm) diselimuti oleh dinding

sel dan ini merupakan ciri sel tumbuhan. Dinding sel tumbuhan mempunyai dinding yang

kaku mengelilingi membran plasma. Strukturnya sangat kompleks, dengan berbagai

fungsi dari pelindung sel hingga mengatur siklus hidup. Dinding sel bertindak dengan

berbagai fungsi. Selain melindungi bagian intraseluler, pada struktur dinding yang kaku

terdapat lubang untuk sirkulasi dan distribusi air, mineral, dan berbagai nutrien, serta

kandungan molekul khusus untuk mengatur pertumbuhan dan melindungi tumbuhan dari

penyakit.

Biologi FMIPA UNM, 2006 3

Page 2: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Dinding sel jauh lebih tebal dari membran plasma. Dinding sel terdiri dari dinding primer

yang mengakomodasi sel untuk tumbuh, dan dinding sekunder yang berkembang ke

arah dalam dinding primer setelah sel berhenti tumbuh. Dinding primer lebih tipis dan

lebih kenyal dibandingkan dengan dinding sekunder

Gbr. 1.1. Struktur dinding sel

Komponen utama dinding primer meliputi selulosa (dalam bentuk mikrofibril, lihat

gambar 1.1.), yang merupakan karbohidrat kompleks yang terdiri dari beberapa ribu

molekul glukosa. Dinding sel mengandung dua polisakarida bercabang, pektin dan

glikan. Jalinan terorganisasi antara mikrofibril selulosa dan glikan menambah daya

regang selulosa, sedangkan jalinan dengan pektin memungkinkan dinding sel tahan

tekanan. Dalam jalinan tersebut terdapat sejumlah kecil protein. Sebagian dari protein

tersebut diperkirakan akan menambah kekuatan mekanik dan sebagian lagi terdiri dari

enzim, yang dapat merubah bentuk, atau memutus jalinan dinding sel. Perubahan

seperti dalam dinding sel diarahkan oleh enzim yang merupakan hal penting untuk

pematangan buah dan pengguguran daun.

Dinding sekunder yang terletak sebelah dalam dinding primer, mengandung lignin.

Lignin merupakan senyawa polimer dari alkohol aromatik. Lignin memberikan corak dan

karakteristik kayu selain sebagai fungsi pendukung bagi kekuatan tumbuhan. Lignin juga

menyulitkan perlekatan sejumlah jamur atau bakteri. Kutin dan suberin, dan bahan lilin

lainnya kadang-kadang terdapat pula dalam dinding sel.

Biologi FMIPA UNM, 2006 4

Page 3: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Daerah khusus yang berasosiasi dengan dinding sel tumbuhan, dan adakalanya

dianggap sebagai komponen tambahan, adalah lamella tengah (lihat gambar 1.1.).

Kaya dengan pektin, lamella tengah menjadi perekat bagi sel bertetangga. Dengan

posisi sedemikian rupa, sel dapat berkomunikasi satu sama lain dan bertukaran bahan.

Disebut dengan plasmodesmata, plasma sel dapat menjulur menembus dinding primer,

dinding sekunder sehingga transportasi molekul antar sel dapat berlangsung.

Membran Plasma

Semua sel hidup, prokaryot dan eukaryot, mempunyai membran yang membungkus

kandungannya dan bertindak sebagai pembatas semi-porus terhadap lingkungan

luarnya. Membran plasma permeabel terhadap molekul tertentu, nutrien dan bahan lain

yang diperlukan dimungkinkan untuk melewatinya, demikian pula halnya dengan bahan

buangan sel. Molekul kecil, seperti oksigen, karbondioksida, dan air, dapat melintas

menyeberangi membran secara bebas, tetapi molekul besar, seperti asam amino dan

gula, mengalami pengaturan.

Selain membran plasma pada bagian terluar, sel eukaryot mempunyai membran internal

yang membagi-bagi sel menjadi ruangan-ruangan (membran organel). Membran

tersebut juga berperan langsung dalam metabolisme sel; banyak enzim dibentuk tepat di

dalam membran tersebut. Karena ruangan-ruangan sel menyediakan lingkungan lokal

berbeda-beda yang melayani fungsi metabolik tertentu, proses yang tidak sesuai (tidak

kompatibel) bisa berlangsung secara bersamaan di dalam sel yang sama.

Secara umum, membran plasma terdiri dari fofolipid lapis ganda (bilayer lipid) dan lipid

lain. Bermacam-macam protein terperangkap di dalam atau melekat di permukaan

bilayer lipid tersebut (lihat gambar 1.2.):

Biologi FMIPA UNM, 2006 5

Page 4: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Gbr. 1.2. Struktur membran plasma

Namun demikian, setiap membran mempunyai komposisi lipid dan protein yang unik,

sesuai dengan fungsi spesifik membran tersebut. Misalnya, enzim yang berfungsi dalam

respirasi seluler berada di dalam membran organel yang disebut mitokondria.

Kloroplas

Satu karakteristik utama tumbuhan adalah kemampuannya melakukan fotosintesis.

Proses ini berlangsung di dalam kloroplas. Semua bagian hijau tumbuhan, termasuk

batang dan buah belum matang, mengandung kloroplas, tapi umumnya fotosintesis

berlangsung pada daun.

Gbr. 1.3. Struktur kloroplas

Biologi FMIPA UNM, 2006 6

Page 5: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Kloroplas salah satu tipe plastida, organel sel tumbuhan yang terlibat dalam

penyimpanan energi dan sintesis bahan-bahan metabolik. Leukoplas (organel tak

berwarna), sebagai contoh, terlibat dalam sintesis tepung, minyak dan protein.

Kromoplas yang berwarna kuning – merah mensintesis karotenoid, dan kloroplas yang

berwarna hijau mengandung pigmen klorofil a dan klorofil b, yang dapat menyerap

energi cahaya yang diperlukan untuk fotosintesis. Semua plastida berkembang dari

organel kecil yang terdapat dalam sel meristem muda (jaringan yang belum terbedakan)

disebut proplastid. Perbedaan antara berbagai tipe plastid didasarkan pada kebutuhan

sel yang berbeda, yang dipengaruhi oleh kondisi lingkungan, seperti cahaya.

Kloroplas merupakan organel double membran dan di antara kedua membran terdapat

ruang antar membran. Membran luar lebih permeabel dibandingkan membran dalam,

dimana sejumlah protein transport membran tertanam. Stroma merupakan ruang dalam

kloroplas yang bersifat semi-cair mengandung bahan enzim terlarut, DNA kloroplas,

demikian pula RNA dan ribosom.

Di dalam kloroplas terdapat sistem membran yang lain, yang di susun menjadi kantung-

kantung pipih yang disebut tilakoid. Di beberapa tempat, tilakoid ditumpuk seperti

tumpukan kartu poket, yang membentuk struktur yang disebut grana (tunggal, granum).

Cairan di luar tilakoid disebut stroma. Dengan demikian membran tilakoid ini membagi

bagian dalam kloroplas menjadi dua ruangan: ruang tilakoid dan stroma.

Mitokondria

Mitokondria adalah organel berbentuk batang yang dapat dianggap sebagai generator

energi pada sel, dengan mengubah nutrien dengan oksigen menjadi ATP. Jumlah

itokondria di dalam sel berkorelasi dengan tingkat aktivitas metabolismenya, terdiri dari 1

hingga ribuan.

Biologi FMIPA UNM, 2006 7

Page 6: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Gbr. 1.4. Struktur mitokondria

Mitokondria dibungkus oleh suatu selubung yang terdiri dari dua membran. Membran

luar halus, tetapi membran dalamnya berlekuk-lekuk dan disebut krista. Membran dalam

membagi mitokondria menjadi dua ruangan internal, yaitu ruang intermembran yang

terletak di antara membran luar dan membran dalam dan matriks mitokondria yang

dilingkupi oleh membran dalam Gambar 1.3.).

Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma (RE) membentuk sistem angkutan untuk berbagai macam

molekul di dalam sel dan bahkan antar sel melalui plasmodesmata. Retikulum berarti

“jaringan” dan endoplasma berarti “di dalam sitoplasma” (Latin). Banyak aktivitas kimia

berasosiasi dengan RE, salah satu aktivitasnya adalah sintesis protein yang terjadi pada

sejumlah ribosom. RE dengan ribosom yang melekat padanya disebut RE kasar sedang

yang tidak mengandung ribosom disebut RE halus. RE terdiri dari jaringan tubula dan

gelembung membran yang disebut sisterna (cisterna, berarti “kotak). Perhatikan gambar

1.4. RE berbagai sel berfungsi dalam bermacam-macam proses metabolisme tubuh,

termasuk sintesis lipid, karbohidrat, sterol dan fosfolipid dan menawarkan obat dan

racun.

Biologi FMIPA UNM, 2006 8

Page 7: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Gbr. 1.4. Struktur Retikulum endoplasma

Badan Golgi

Badan Golgi, juga disebut Golgi Aparatus (GA) atau Kompleks Golgi (KG). Setelah

meninggalkan RE, banyak vesikula transpor berpindah ke Badan Golgi. Kita dapat

membayangkan Golgi ini sebagai pusat manufaktur, pergudangan, penyortiran, dan

pengiriman. Di sini produk RE dimodifikasi dan disimpan, dan kemudian dikirim ke

tujuan lain. Dengan mikroskop elektron, badan Golgi terlihat sebagai tumpukan cairan

yang berongga dengan pinggiran yang memutar dan dikelilingi oleh badan-badan

berbentuk bola.

Badan Golgi memiliki polaritas yang jelas, dengan membran cisternae pada ujung-ujung

yang berlawanan merupakan suatu tumpukan yang berbeda ketebalan dan komposisi

molekulnya. Kedua kutub tumpukan disebut muka cis dan muka trans yang masing-

masing bertindak sebagai bagian penerima dan pengirim . Muka cis biasanya terletak di

dekat RE. Vesikula transport memindahkan materi dari RE ke badan Golgi. Vesikula

yang bertunas dari RE akan menambah membrannya dan kandungan lumennya ke

muka cis dengan bergabung dengan membran golgi. Muka trans menghasilkan vesikula

yang akan tercabut dan pindah ke tempat lain perhatikan gambar 1.5..

Biologi FMIPA UNM, 2006 9

Page 8: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Produk RE biasanya dimodifikasi selama berpindah dari kutub cis ke ketub trans.

Protein dan fosfolipid membran mungkin saja berubah. Misalnya bagian enzim Golgi

memodifikasi bagian oligosakarida glikoprotein . Ketika pertama kali ditambahkan pada

protein di RE, oligosakarida dari seluruh oligoprotein adalah identik. Golgi membuang

sebagian monomer gula dan menggantinya dengan yang lain, menghasilkan bermacam-

macam oligosakarida.

Gbr. 1.5. Struktur Badan Golgi

Ribosom

Semua sel hidup mengandung ribosom, organel kecil tersusun kurang lebih 60% RNA

ribosomal (rRNA) dan 40% protein. Namun, secara umum dikenal sebagai organel.

Sangat penting untuk dicatat bahwa ribosom tidak terikat oleh membran dan jauh lebih

kecil dibandingkan dengan organel lainnya. Beberapa jenis sel mungkin memiliki jutaan

ribosom, tetapi beberapa ribu lebih spesifik.

Gbr. 1.6. Struktur Ribosom

Biologi FMIPA UNM, 2006 10

Page 9: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Ribosom umumnya terdapat terikat ke retikulum endoplasma dan selaput inti, dan

sebagian lainnya terdapat bebas dalam sitoplasma. Ribosom bertindak sebagai mesin

produksi protein dan akibatnya ribosom sangat melimpah pada sel yang sedang aktif

dalam sintesis protein. Sejumlah protein yang dihasilkan, diangkut ke luar sel.

Ribosom eukaryot diproduksi dan dirakit di dalam nukleolus. Protein ribosomal masuk ke

nukleolus dan berkombinasi dengan empat strand rRNA untuk membentuk dua sub unit

ribosomal (sub unit kecil dan sub unit besar). Unit ribosom ke luar meninggalkan inti

melalui pori inti dan menyatu dalam sitoplasma untuk tujuan sintesis protein. Bila

produksi protein tidak berlangsung, kedua sub unit ribosomal terpisah.

Vakuola Sel Tumbuhan

Vakuola adalah kantung bermembran dalam sitoplasma sel dengan bebagai fungsi.

Pada sel dewasa tumbuhan, vakuola cenderung lebih besar, dengan fungsi

penyimpanan, buangan metabolisme, perlindungan, dan pertumbuhan. Banyak sel sel

tumbuhan mempunyai vakuola besar, tunggal disebut vakuola sentral yang menempati

ruang sel sekitar 80% atau lebih. Vakuola dalam sel hewan, cenderung lebih kecil, dan

lebih digunakan secara temporer digunakan untuk menyimpan bahan-bahan atau untuk

mengangkut bahan.

Gbr. 1.7. Vakuola

Vakuola sentral dalam sel tumbuhan (lihat gambar 1.7) dilingkupi oleh membran, disebut

tonoplas, bagian yang sangat penting dan terintegrasi dengan jaringan sistem

membran (endomembran).

Biologi FMIPA UNM, 2006 11

Page 10: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Vakuola sel tumbuhan merupakan ruangan serbaguna. Vakuola ini merupakan tempat

menyimpan senyawa organik seperti protein yang ditumpuk dalam vakuola sel dalam

benih. Vakuola juga merupakan tempat penimbunan ion anorganik yang utama dari sel

tumbuhan, seperti kalium dan klorida. Banyak sel tumbuhan menggunakan vakuolanya

sebagai tempat pembuangan produk-samping metabolisme yang dapat membahayakan

sel itu sendiri, jika terakumulasi dalam sitosol. Sebagian vakuola mengandung banyak

pigmen yang mewarnai sel tersebut, seperti pigmen merah dan biru dari mahkota bunga

yang membantu memikat serangga penyerbuk untuk datang ke bunga tersebut. Vakuola

dapat juga membantu melindungi tumbuhan melawan pemangsanya karena

mengandung senyawa yang beracun atau beraroma tak sedap bagi hewan. Vakuola

memegang peran utama dalam pertumbuhan sel tumbuhan, yang memanjang begitu

vakuolanya menyerap air, membuat sel dapat menjadi lebih besar dengan hanya

membuat sitoplasma baru yang minimal. Vakuola besar sel tumbuhan berkembang dari

penggabungan vakuola-vakuola yang lebih kecil, yang diambil dari retikulum

endoplasma dan badan golgi.

Peran vakuola dalam turgiditas dan bentuk sel.

Bentuk dan ketegaran jaringan yang tersusun dari banyak sel yang hanya memiliki

dinding primer; adalah akibat adanya air dan bahan terlarut yang menekan dari dalam

vakuola. Tekanan timbul karena osmosis.

Ada aspek penting lain dari vakuola yang membuat tumbuhan nampak seperti yang klta

lihat. Untuk mempertahankanh idupnya, tumbuhan perlu menyerap cukup banyak air,

unsur mineral, karbon dioksida, dan cahaya matahari. Setiap faktor tersebut, bahkan

cahaya matahari sering langka atau sedikit sekali diperoieh dari lingkungan. Luas

permukaan yang besar sangat memudahkan penyerapan keempat faktor tersebut oleh

tumbuhan: akar yang bercabang-cabang mengasuki sejumlah besar volume tanah,

permukaan dedaunan menangkap cahaya matahari dan menyerap karbon dioksida dari

atmosfer. Cara organisme mendapatkan permukaan yang luas dimulai dengan memiliki

volume yang cukup besar dan kemudian memecah-mecah menjadi lapisan tipis seperti

dedaunan, atau menjadi struktur sempit panjang seperti akar atau jarum-jarum konifer.

Tumbuhan mempunyai volume cukup besar karena vakuolanya terisi air dengan jumlah

lebih besar daripada yang dimiliki protoplasma sel lain. Jika sel tumbuhan hanya

Biologi FMIPA UNM, 2006 12

Page 11: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

mengandung protoplasma tanpa vakuola seperti halnya sel hewan, maka sel tumbuhan

hanya dapat mempunyai sebagian kecil dari luas permukaannya sekarang. Bagi hewan,

amatlah penting memiliki volume yang kompak dengan permukaan yang terbatas dan

protoplasma yang pekat agar dapat menghasilkan energi dan mengurangi kelembaban

untuk bergerak. Kedua fungsi vakuola tumbuhan, yakni memelihara turgor dan

mempertahankan volume yang besar, merupakan fungsi yang statis

Vakuola untuk penyimpanan dan penimbunan

Konsentrasi bahan terlarut di vakuola itu tinggi, hampir setinggi konsentrasi garam di air

laut dan di sitosol (umumnya 0,4-0,6 M). Ada ratusan bahan terlarut, termasuk berbagai

garam, molekul organik kecil seperti gula dan asam amino, beberapa protein dan

molekul lain. Sejumlah vakuola mengandung pigmen dalam konsentrasi tinggi yang

menghasilkan warna pada bunga (sedemikian terkonsentraspi pada vakuola sel

epidermis sehingga pigmen itu menutupi warna hijau kloroplas). Pada beberapa bagian

tumbuhan, vakuola mengandung bahan yang bisa meracuni sitoplasma, misalnya hasil

metabolisme sekunder (contohnya alkaloid, dan berbagai senyawa bermolekul gula).

Kadang juga vakuola mengandung kristal; kristal kalsium oksalat lazim didapatkan pada

beberapa spesies.

Didapatkannya semua senyawa tersebut dalam vakuola telah lama menimbulkan

dugaan bahwa vakuola merupakan semacam tempat untuk menampung hasil buangan

sel dan kelebihan mineral yang diambil oleh tumbuhan. Kita sekarang tahu bahwa

banyak dari senyawa ini berperan jauh lebih dinamis daripada hanya sekadar tersimpan

di sana, walaupun -penyimpanan, termasuk penyimpanan hasil buangan, memang salah

satu peran penting vakuola. Beberapa senyawa ini terperangkap di vakuola karena

kondisinya berubah ketika memasuki lingkungan baru di vakuola yang, sekurang-

kurangnya, sering lebih asam daripada sitosol. Merah netral misalnya, melewati

tonoplas sebagai basa bebas lipofilik, tapi ia mengion ketika menerima proton di

vakuola. Dalam kondisi seperti ini ia tidak dapat lagi melewati tonoplas. Ca2+

terperangkap dengan cara diendapkan dengan oksalat, fosfat, atau sulfat, membentuk

kristal. Tapi, biasanya vakuola mengandung Ca2+ dalam konsentrasi milimol saja.

Vakuola sebagai lisosom

Biologi FMIPA UNM, 2006 13

Page 12: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Enzim di vakuola mencerna berbagai macam bahan yang diserap ke dalam vakuola,

termasuk mencerna sitoplasma ketika sel mati dan tonoplas pecah. Hal ini mungkin

terjadi sewaktu protoplas sel kayu rusak dan mati. Dalam hal ini, vakuola berlaku

sebagai lisosorn, yaitu organel sel yang umum didaputi di sel hewan beberapa

cendawan, dan protista. Lisosom mengandung enzim pencerna (hidrolitik) yang

memecah bahan yang diserapnya, atau enzim ini mencerna protoplasma setelah sel

mati dan merusak membran lisosom. Pentingnya peran ini bagi vakuola masih diteliti

karena tidak semua enzim pengurai protein sel terdapat di vakuola. Barangkali hanya

sekitar 10% terdapat pada tumbuhan tingkat tinggi, sedangkan pada sel khamir, 90%

dan enzim ini berada di vakuola.

Peran pada homeostasis

Homeostasis adalah kecenderungan beberapa parameter fisiologi untuk dipertahankan

pada suatu tingkat yang boleh dikatakan konstan. Kebanyakan kajian tentang

homeostasis

melibatkan hewan; suhu tubuh burung dan mamalia merupakan contoh yang baik-sekali

untuk menjelaskan fenomena itu. Contoh yang baik pada tumbuhan ialah konsentrasi

berbagai senyawa dalam sitosol yang boleh dikatakan konstan, misalnya konsentrasi ion

hidrogen (pH). Vakuola memegang peran penting dalam mempertahankan pH sitosol

yang konstan itu. Kelebihan ion hidrogen di sitosol akan dipompa masuk ke vakuola.

Rasa masam yang tajam pada jeruk karena konsentrasi aram sitrat yang tinggi di

vakuola merupakan contoh yang jelas. Vakuola yang demikian memiliki pH-sampai 3,0

padahal pH sitosol di sekitarnya antara 7,0 dan 7,5 (mendekati netral). Asam organik

lain dipunyai oleh vakuola tumbuhan sekulen CAM (tumbuhan dengan metabolisme

asam Crassulaceae), yang menghasilkan asam pada malam hari dan mengolahnya

dalam fotosintesis pada siang hari. Kebanyakan vakuola agak bersifat asam (pH = 5-6).

Telah terbukti melalui percobaan bahwa bila pH di sekitar sel tumbuhan berubah secara

drastis, perubahan itu terlihat pada pH vakuola, sedangkan pH sitosol tetap konstan.

Ca2+ dan ion fosfat akan meracuni sitoplasma bila konsentrasinya terlalu tinggi. Vakubla

menyerap kedua jenis ion ini, sehingga konsentrasinya dalam sitosol selalu

dipertahankan pada batas yang cocok – kadang 1000 kali lebih rendah di sitosol

daripada di vakuola. Diketahui bahwa kadang Ca2+ terperangkap di vakuola dalam

Biologi FMIPA UNM, 2006 14

Page 13: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

bentuk kristal kalsium (RE mungkin berperan dalam mengendalikan Ca2+ di sitosol).

Fosfat dan nitrat adalah contoh ion esensial yang disimpan dalam vakuola. Jika tingkat

fosfat dan nitrat di sitosol turun terlalu rendah, maka kedua ion ini keluar dari vakuola

dan masuk ke sitosol. Hal yang sama terjadi pula pada gula, asam amino, dan banyak

bahan cadangan lain. Jadi, barangkali vakuola memang merupakan tempat

penampungan, tapi sekaligus juga menjadi gudang. Senyawa terlarut dalam vakuola

menentukan sifat osmotiknya dan karena itu juga menentukan sifat osmotik sitosol yang

menyertainya (sitosol dan vakuola selalu berimbang); inilah contoh lain peran vakuola

dalam homeostasis. Tapi, ada beberapa pengecualian. Senyawa tertentu seperti prolin

(suatu asam amino) muncul di dalam jaringan yang berada di bawah keadaan rawan air

atau rawan garam, tapi konsentrasi tinggi itu terjadi di sitosol. Senyawa tersebut

berfungsi melindungi enzim sitosol dari lingkungan rawan air dan rawan garam itu.

Maka, tepatlah bila senyawa tersebut berada di sana.

Proses metabolik dalam vakuola

Beberapa reaksi kimia pada sel hidup terjadi di vakuola. Misalnya, tahap akhir sintesis

etilen (suatu pengatur tumbuh berbentuk gas) sebagian besar berlangsung pada

tonoplas vakuola, dan bermacam perubahan bentuk gula juga terjadi di sana. Beberapa

metabolit sekunder yang tersimpan di vakuola mengalami perubahan kimiawi pula di

situ. Penemuan yang dihasilkan selama beberapa tahun terakhir ini diperoleh melalui

kajian terhadap vakuola yang diisolasi.

Peroksisom

Mikrobodi adalah kelompok organel yang terdapat dalam sitoplasma semua sel, bentuk

kasar. Ada beberapa jenis mikrobodi, tercakup didalamnya adalah lisosom, tetapi

peroksisom adalah paling umum.

Biologi FMIPA UNM, 2006 15

Page 14: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Gbr. 1.8. Struktur Peroksisom

Peroksiom mengandung berbagai enzim. Peroksisom mengandung enzim yang

mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen, yang menghasilkann hidrogen

peroksida (H2O2) sebagai produk samping, dari sinilah organel ini mengambil namanya.

Beberapa peroksisom menggunakan oksigen untuk memecah asam lemak menjadi

molekul lebih kecil yang dapat diangkut ke mitokondria sebagai bahan bakar untuk

respirasi sel. Peroksisom dalam hati menawarkan racun alkohol dan senyawa

berbahaya lainnya dengan mentransfer hidrogen ke oksigen (H2O2) yang dibentuk oleh

metabolisme peroksisom itu sendiri beracun, tetapi organel ini mengandung suatu enzim

yang mengubah H2O2 menjadi air berada pada ruang yang sama untuk enzim yang

menghasilkan hidrogen peroksida maupun enzim yang membuang senyawa beracun ini,

merupakan contoh lain bagaimana strukturt ruangan sel merupakan suatu yang sangat

penting bagi fungsinya.

Peroksisom khusus yang disebut glioksisom ditemukan dalam jaringan penyimpann

lemak dari biji tumbuhan. Organel ini mengandung enzim yang mengawali menginisiasi

pengubahan asam lemak menjadi gula yang dapat digunakan oleh biji yang sedang

tumbuh sebagai sumber energi dan sumber karbon sampai biji tersebut dapat

menghasilkan gulanya sendiri dengan cara fotosintesis.

Tidak seperti lisosom, peroksisom bukan tunas dari sistem endomembran. Peroksisom

ini tumbuh dengan cara menggabungkan protein dan lipid yang dibuat dalam sitosol dan

memperbanyak jumlahnya dengan mebelah dirinya menjadi dua setelah mencapai

ukuran terentu.

Biologi FMIPA UNM, 2006 16

Page 15: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Plasmodesmata

Plasmodesmata (tunggal, plasmodesma) adalah saluran kecil yang secara langsung

menghubungkan sitoplasma pada dua sel tumbuhan yang bertetangga. Seperti halnya

gap junction pada sel hewan, plasmodesmata, menembus dinding primer dan dinding

sekunder sel (lihat gambar 1.9), memungkinkan molekul tertentu untuk melintas secara

langsung dari satu sel ke sel lainnya dan dengan demikian penting dalam komunikasi

seluler.

Gbr. 1.9. Struktur Plasmodesmata

Kebanyakan plasmodesmata juga memiliki struktur lorong seperti-tabung yang disebut

desmotubul. Desmotubul tidak sepenuhnya mengisi plasmodesma.

Nukleus

Nukleus merupakan organel yang sangat istimewa yang bertindak sebagai pusat

informasi dan administrasi sel. Dua fungsi utama organel ini, yaitu menyimpan bahan

genetik atau DNA dan mengkoordinir aktivitas sel termasuk pertumbuhan, metabolisme,

sintesis protein dan reproduksi (pembelahan sel).

Biologi FMIPA UNM, 2006 17

Page 16: 1.2. Str. Sel Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan Drs. Ismail, M.S.

Gbr. 1.10. Struktur Nukleus

Hanya organisme tingkat tinggi, dikenal sebagai eukaryot, yang mempunyai nukleus.

Umumnya mempunyai hanya satu nukleus per sel. Organisme bersel-satu (prokaryot),

seperti bakteri, cyanobakteri, tidak berinti. Pada organisme ini, semua fungsi informasi

sel dan administrasi sel tersebar pada sitoplasma.

Nukleus berbentuk bola, menempati sekitar 10% volume sel eukaryot, membuat salah

satu corak sel yang paling menonjol. Membran berlapis-ganda, salut inti, memisahkan

kandungan nukleus dari sitoplasma sel. Salut inti dengan pori yang disebut pori inti

memungkinkan molekul dengan sifat dan ukuran tertentu melewatinya. Ia juga

tergabung dengan retikulum endoplasma, dimana sintesis protein terjadi.

==

Biologi FMIPA UNM, 2006 18