Sitoplasma

7 min read

Fungsi Sitoplasma

WebChecKer.Me – Sel merupakan unit structural dan fungsional dasar dari organisme multiseluler. Proses yang berkaitan dengan kegiatan sehari-hari organisme, seperti perlindungan, penelanan makanan, pencernaan, penyuerapan metabolit, eliminasi limbah, pergerakan, reproduksi, dan bahkan kematian itu sendiri, ke semuanya mencerminkan proses yang sama yang berlangsung dalam setiap sel dari milyaran sel yang menyusun tubuh manusia.

Sel-sel yang berbeda jenisnya menggunakan mekanisme yang sama dalam mensintesis protein mengubah bentuk energi dan memindahkan substansi pokok ke dalam sel.

Sejarah Sitoplasma

Istilah sitoplasma secara tradisional digunakan untuk memberikan segala sesuatu di dalam sel kecuali nukleus. Pada awal mula sitologi, ketika sangat sedikit yang diketahui tentang organisasi material di luar nukleus, maka istilah tersebut amat berguna.

Namun dengan metode-metode yang diperbaiki unutk mempelajari sel, maka diketahui kerumitan yang luar biasa pada struktur-struktur yang terdapat di daerah sitoplasma.

Mikroskopi elektron menyingkapkan pola-pola luas bagi membran dan kompartemen yang dibatasi membran di dlam sitoplasma. Struktur yang dibatasi dengan jelas dinamai organel.

Cara lain yang berguna untuk mempelajari bagian-bagian sel adalah menghancurkan sejumlah besar sel, masukkan ke dalam tabung, dan putarkan dalam mesin pemusing (sentrifuge).

Hal ini mengeluarkan gaya sentrifugal pada organel dalam campuran sel. Benda-benda besar atau yang berat akan dilempar ke dasar tabung lebih cepat daripada benda-benda keci lagi ringan.

Dengan memusingkan campuran sel selama 10 menit dengan gaya sekitar 800 kali daya tarik bumi akan menyebabkan nuklei diendapkan di dasar tabung sehingga terbentuk sedimen.

Gaya yang lebih tinggi yang dikenakan dalam waktu lebih lama akan mengakibatkan organel-organel yang lebih kecil dan lebih ringan mengendap. Organel-organel ini dapat diambil dan dipelajari secara kimia dan dengan mikroskop.

Setelah dipusingkan selama dua jam dengan gaya 100.000 kali lebih basar daripada gravitasi, maka hampir seluruh organel yang dapat diidentifikasi pada sel itu akan dipaksa mengendap.

Cairan (fluida) di atas sedimen (supernatan) mewakili apa yang tersisa dari sitoplasma setelah semua organelnya dikeluarkan.

Maka inilah material yang di dalamnya biasanya tersuspensi organel-organel sitoplasma. Berbagai nama telah diberikan seperti “substansi dasar”, “hialoplsma”, “sitosol”, dan lain-lain.

Sebagian besar adalah air yang di dalamnya terlarut banyak molekul kecil-kecil dan ion serta juga sejumlah besar protein. Sebenarnya, jumlah enzim yang teramat perlu bagi metabolisme sel terdapat di sini.

Namun sebagian besar fungsi sitoplasma itu merupakan fungsi organel-organel yang terdapat di dalamnya.

Pengertian Sitoplasma

Sitoplasma adalah cairan dalam  sel yang terletak antara membran plasma dan nukleus. Secara fisik, sitoplasma tebal, semitransparan, cairan elastik yang berisi partikel tersuspensi dan sedikit tubulus dan filamen yang membentuk sitoskleton.

Sitoskleton berfungsi sebagai penyokong dan pemberi bentuk sel dan bertanggung jawab terhadap gerakan struktur-struktur sel, juga fagositosis.

Secara kimia, 70-90% sitoplasma terdiri dari air dan komponen padatan (protein, karbohidrat, lipida, dan zat-zat anorganik).

Pada sel eukariota, sitoplasma adalah bagian non-nukleus dari protoplasma. Pada sitoplasma terdapat sitoskeleton, berbagai organel dan vesikuli, serta sitosol yang berupa cairan tempat organel melayang-layang di dalamnya.

Sitosol mengisi ruang sel yang tidak ditempati organel dan vesikula dan menjadi tempat banyak reaksi biokimiawi serta perantara transfer bahan dari luar sel ke organel atau inti sel.

Walaupun semua sel memiliki sitoplasma, setiap jaringan maupun spesies memiliki ciri-ciri yang jauh berbeda antara satu dengan yang lain.

Organel Sel Sitoplasma

Organel sel adalah benda-benda solid yang terdapat di dalam sitoplasma dan bersifat hidup(menjalankan fungsi-fungsi kehidupan).

  1. Mitokondria

Mitokondria adalah organel-organel lipoprotein dalam plasma sel, berbentuk butir, batang atau benang yang mempunyai daya memperbanyak sendiri, terdiri dari suatu selaput luar dan dalam yang mengandung fosfat dan beberapa enzim yang berfungsi di dalam pemberian makanan dan pernapasan sel.

  1. Plastida

Plastida adalah badan organel yang terdapat dalam sitoplasma kebanyakan sel tumbuhan, dapat beberapa organel persediaan  atau organel fotosintesis (kloroplas).

  1. Vakuola

Vakuola merupakan ruangan di dalam sitoplasma yang berisi cairan yang isotonik dengan sitoplasma dan dikelilingi oleh satu selaput.

  1. Ribosom

Ribosom merupakan suatu dari sejumlah besar partikel nukleoprotein subsel yang tersusun atas RNA dan protein yang merupakan situs sintesis protein di dalam sel.

  1. Retikulum Endoplasma (RE)

Retikulum Endoplasma (RE) merupakan jalinan membran rangkap yang menyerupai jala, merambat ke seluruh bagian sitoplasma, yang membagi sitoplasma menjadi ruangan-ruangan atau saluran-saluran.

  1. Badan golgi

Badan golgi merupakan benda berbentuk kantung pipih, terdapat pada sitoplasma tumbuhan atau hewan, terutama pada sel-sel sekresi, yang berfungsi sebagai alat untuk mengeluarkan kelebihan protein keluar dinding sel atau untuk mengangkut polisakarida untuk pembentukan dinding sel.

  1. Lisosom

Lisosom merupakan butir-butir berbentuk lonjong dalam sitoplasma sel hewan, banyak mengandung enzim penghidrolisis, berfungsi untuk menguraikan polisakarida, lemak, protein, dan asam nukleat, juga berperan dalam menghancurkan sel-sel mati dari jaringan yang rusak dan digantikan dengan sel-sel baru.

  1. Mikrofilamen

Mikrofilamen, Seperti mikrotubulus, tetapi lebih lembut. Terbentuk dari komponen utamanya yaitu protein aktin dan miosin (seperti pada otot). Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel.

  1. Sentrosom (Sentriol)

Sentrosom (sentriol) merupakan struktur berbentuk bintang yang berfungsi dalam pembelahan sel (mitosis maupun meiosis). Sentrosom bertindak sebagai benda kutub dalam mitosis dan meiosis.

  1. Mikrotubulus

Mikrotubulus, berbentuk benang silindris, kaku, berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan sebagai “rangka sel”.

  1. Peroksisom (Badan Mikro)

Peroksisom (badan mikro), ukurannya sama seperti lisosom. Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).

Fungsi Sitoplasma

Beberapa fungsi sitoplasma antara lain:

  1. Sebagai medium terjadinya reaksi-reaksi kimia sel
  2. Sebagai penerima bahan-bahan dasar dari lingkungan eksternal dan mengubahnya menjadi bahan yang dapat digunakan sebagai energi.
  3. Sebagai tempat dimana zat baru disintesis untuk keperluan sel.
  4. Sumber bahan kimia penting bagi sel karena di dalamnya terdapat senyawa-senyawa organik terlarut, ion-ion, gas, molekul kecil seperti garam, asam lemak, asam amino, nukleotida, molekul besar seperti protein, dan RNA yang membentuk koloid.
  5. Sebagai tempat menampung semua organel sel di luar nukleus.
  6. Dapat mengekalkan bentuk dan ketekalan sel.
  7. Sebagai tempat simpanan bahan-bahan kimia yang sangat diperlukan untuk hidup, dan terlibat dalam tindak-tindak balas metabolisme yang penting seperti glikolisis anaerob dan sintesis protein.

Komponen Utama Penyusun Sitoplasma

  1. Cairan seperti gel (agar-agar atau jeli) yang disebut sitosol.
  2. Substansi simpanan dalam sitoplasma. Substansi ini bervariasi tergantung tipe sel nya. Sebagai contoh, sitoplasma sel hati mengandung simpanan molekul glikogen, sedangkan sitoplasma sel lemak mengandung tetesan lemak besar.
  3. Jaringan yang strukturnya seperti filamen (benang) dan serabut yang saling berhubungan. Jaringan benang dan serabut disebut sitoskleton.
  4. Organel-orgael sel.

Sifat – Sifat Sitoplasma

Sitoplasma memiliki beberapa sifat antara lain:

  1. Efek Tyndal yaitu kemampuan matriks sitoplasma memantulkan cahaya.
  2. Gerak Brown yaitu gerak acak (zig-zag) partikel penyusun koloid.
  3. Gerak siklosis yaitu gerak matriks sitoplasma berupa arus melingkar.
  4. Memiliki tegangan permukaan.

Matriks Sitoplasma

Matriks sitoplasma atau bahan dasar sitoplasma disebut sitosol. Sitoplasma dapat berubah dari fase sol ke gel dan sebaliknya. Matriks sitoplasma tersusun atas oksigen 62%, karbon 20%, hidrogen 10%, dan nitrogen 3% yang tersusun dalam senyawa organik dan anorganik.

Unsur-unsur lain adalah: Ca 2,5%; P 1,14%; Cl 0,16%; S 0,14%; K 0,11%; Na 0,10%; Mg 0,07%; I 0,014%; Fe 0,10%; dan unsur-unsur lain dalam jumlah yang sangat kecil.

Kedua istilah matriks sitoplasma dan sitosol biasanya dipakai untuk menyebut komponen sitoplasma yang bukan organel yang mengisi ruang intrasel di antara organel dan inklusi.

Bagian sitoplasma ini mengandung banyak protein terlarut, termasuk protein pembentuk organel dan enzim terlarut yang terlibat dalam metabolisme antara. Di dalam sitosol terdapat pula substrat dan produk banyak reaksi enzim berbeda.

Unsur sitosol penting lainnya adalah molekul kecil dan ion-ion yang meningkatkan efissiensi reaksi metabolik tertentu dan ikut membentuk suasana intrasel yang unik.

Penampilan komponen yang dapat dikatakan tanpa ciri ini seperti yang terlihat dalam sajian, untuk mikroskop elektron yang dipulas dengan cara konvensional dan juga seringnya penggunaan istilah sitosol, cenderung memberi kesan bahwa komponen ini merupakan bagian cair sitoplasma dan tambahan lagi memberi kesan bahwa ia tidak berstruktur dan juga cair.

Namun tidak cukup bukti untuk menyokong pandangan ini, khususnya pada tingkat molekular, dan sejumlah observasi sebenarnya bertentangan dengannya.

Enzim dapat dipertahankan pada posisi sesuai agar dapat menghasilkan substratnya secara efisien, meniru caranya enzim terorientasi dalam membran.

Oleh karena itu terdapat alasan untuk percaya bahwa hampir semua unsur di dalam sitoplasma tidak secara leluasa dapat bergerak  dan bahwa matriks sitoplasma merupakan bahan supernatan (bahan yang mengapung di atas bahan cairan lain, seperti minyak di atas air) intrasel yang tidak berstruktur dan homogrn, terdiri atas molekul yang berdifusi bebas atau semata-mata bagian cair sitoplasma tempat tersuspensi organel-organel secara bebas, tidak dapat dipertahankan lagi.

Stuktur-Stuktur dalam Matriks Sitoplasma

  1. Filamen

Terdapatnya struktur seperti benang dalam matriks sitoplasma yang tidak berbentuk telah diketahui pada beberapa jenis sel dengan mikroskop cahaya. Struktur ini disebut fibril yaitu dbedakan dari fibers yaitu istilah untuk struktur seperti benang yang lebih kasar, misalnya serat otot skelet.

Serat-serat tampak dengan mata biasa atau pada pembesaran rendah, sedangkan fibril hanya dapat dilihat pada mikroskop cahaya dengan pembesaran yang tinggi.

Istilah fibril tergantung pada mancam jenis sel diman fibril itu terletak misalnya, pada sel otot disebut miofibril (G. Mys=otot), pada sel-sel saraf yaitu neurofibril (G. Neuron=saraf) dan pada sel epitel tertentu yaitu tono fibril (G. Tonos=tegangan), karena diduga ini penting untuk tegangan sel sehingga bentuk seluler dipertahankan.

Dengan mikroskop elektron tampak bahwa fibril terdiri atas berkas-berkas elemen seperti benagng yang lebih halus yang disebut filamen. Saat ini filamen terutama dianggap membentuk sturktur dasar kontraktilitas.

Kontraktilitas adalah sifat dasar protoplasma yang tercakup dalam fenomena penting seperti fagositosis, pinositosis, dan pergerakan amuboid.

Pada kebanyakan sel filamen terdapat dalam zona ektoplasma yang sempit, dimana filamen berjalan dalam berkas yang sejajar atau membentuk jala-jala yang padat.

Seperti yang telah disebutkan, sel-sel otot adalah khusus untuk kontraksi dan berisi sejumlah besar filamen yang disebut miofilamen.

Pada sel-sel otot bercorak, terdapat kedua jenis filamen, jenis pertama mempunyai diameter sekitar 5nm dan berisi protein aktin, jenis filamen lainnya lebih tebal sekitar 12nm dan berisi protein miosin.

Filamen-filamen aktin dan miosin tersusun sejajar dan secara relatif dapat bergeser satu sama lain. Hal ini mengakibatkan pemendekan sel otot.

Fragmen meromiosin berat dapat mengikat ujung tempat spesifik pada filamen aktin. Karena itu filamen membentuk suatu sudut dengan filamen aktin dan jika suatu seri tempat ikatan ditempati oleh fragmen meromiosin berat didapat gambaran sangat khas seperti “ujung panah”.

Filamen sitoplasma yang berisi aktin dapat diidentifikasi melalui perlakuan sajian dengan suatu larutan meromiosin berat. Dengan cara ini tampak bahwa mikrofilamen sitoplasma berisi aktin, diekstraksi dari sel-sel otot  dan jenis sel lainnya dan sam dalam sifat-sifat molekulnya.

Selain itu, semua aktin mempunyai kemampuan untuk berpolimerisasi timbal balik di bawah keadaan yang sesuai dan berinteraksi dengan miosin. Seperti disebutkan, kontraksi mencakup sejumlah fenomena dalam sel fagositosis dan pinositosis, pergerakan amuboid, aliran sitoplasma dan mikrofilamen diduga merupakan dasar elemen dalam kontraksi jenis ini.

Filamen sedang terdiri atas macam-macam filamen dengan sifat biokimia dan fungsi yang bervariasi, dan istilah grup utama filamen-filamen ini bersama-sama berdasar pada diameter filamen, terletak di tengah-tengah di antara mikrofilamen dan miofilamen.

Filamen sedang yang berbeda jenisnya terdiri atas yang berbeda berat molekul yang bervariasi yang kurang khas daripada aktin dan misin karena kesulitan melarutkan filamen sedang dalam bentuk aslinya.

Berkas-berkas dibentuk oleh filamen sedang dengan mikroskop cahaya tampak sebagai fibril dalam sel epitel tertentu, misalnya tonofibril pada sel-sel tertentu, filamen sedang pada sel otot, neurofilamen pada sel saraf dan filamen glia pada sel-sel glia.

Fungsinya terutama untuk menghasilkan bantuan mekanis sebagai komponen dari sejenis sitoskleton.

  1. Mikrotubulus

Yang disebut mikrotubulus juga terdapat tunggal dalam matriks sitoplasma semua sel-sel eukariota adalah penemuan yang lebih belakangan.

Hal ini berdasarkan kenyataan bahwa mikrotubulus yang terdapat tersebar adalah kurang stabil dan menghilang oleh fiksasi selama pendinginan atau dengan fisatif seperti osmium tetroksida.

Mikrotubulus mempunyai diameter luar sekitar 25 nm dan pada potongan melintang tampak struktur seperti cincin dengan dinding yang padat elektrontebalnya sekitar 6 nm dan tengahnya lebih pucat.

Dinding dibentuk dari sub unit globular dengan diameter 4 nm, mungkin tersusun dalam heliks filamen mentosa dengan sub unit tiap putaran heliks.

Mikrotubulus mungik terdapat dimana-mana namu, mikrotubulus sering tampak tersebar di atas sentrosom, dimana mikrotubulus itu  mungkin berakhir pada satelit.

Satelit merupakan struktur kecil yang padat yan terdapat yang berkaitan dengan sentriol . Selain itu, mikrotubulus adalah bagian khas sel-sel saraf, terutama dalam tonjolan panjang seperti benang yaitu akson dan disebut neurotubulus.

Pada kebanyakan sel, mikrotubulus jumlahnya relatif sedikit pada interfase, tetapi berkaitan dengan pembelahan sel dibentuk sejumlah besar mikrotubulus yang menyusun aparatus kumparan. Mikrotubulus sitoplasma aisusun oleh sub-unit protein yang seragam mikrotubulusnya dari berbagai jenis sel.

Istilah tubulin, yang digunakan untuk protein utama dalam silia dan flagel, sekarang secara umum digunakan juga untuk mikrotubulus sitoplasma. Tubulin adalah dimer dengan berat molekul sekitar 110.000.  Seterusnya tubulin dapat dipisahkan menjadi dua monomer dengan berat molekul sekitar 55.000.

Mikroutubulus didapat melalui polimerisasi dari sejumlah dimer bebas dan diduga bahwa ada keseimbangan dinamis antara tubulus polimerisasi dan tubulus yang tidak berpolimerisasi, sehingga pergeseran dalam tingkat polimerisasi mengakibatkan hilangnya atau terbentuknya mikrotubulus.

Dalam kaitan ini, sangat menarik bahwa alkaloid tanaman colchicine dan vinblastin dapat berikatan pada dimer tubulin, setelah itu tubulin tidak dapat berpolimerisasi menjadi mikrotubulus.  Fungsi mikrotubulus sitoplasma telah jelas melalui percobaan mempergunakan colchicine dan vinblastin.

Terpisah dari efek pada pembelahan sel, colchicine dapat mempengaruhi transport aksoplasma, yang merupakan dasar suatu dugaan bahwa neurotubulus tercakup dalam transport intraseluler dan untuk pergerakan organel dan inklusi. Akhirnya, mikrotubulus membantu mempertahankan bentuk sel dan merupakan bagian sitoskleton.

Demikian pembahasan dari kami tentang Sitoplasma, semoga bermanfaat jangan lupa di share sobar WebChecKer.Me semoga bermanfaat jangan lupa di share