Apa saja bagian dari sel tumbuhan dan fungsinya?

Sel tumbuhan adalah sel eukariotik karena memiliki inti yang jelas. Fungsi utamanya adalah untuk menghasilkan makanan sendiri dengan menggunakan sinar matahari, dalam proses fotosintesis.

Sel tumbuhan tersusun atas dinding sel, membran plasma, nukleus, sitoplasma, plastida, dan organel lainnya, yang akan diuraikan di bawah ini.

1. Inti

Inti sel tumbuhan bertanggung jawab atas informasi genetik dan pembelahan sel. Ini didefinisikan oleh struktur membran ganda, amplop nuklir, yang membungkus genom atau materi genetik sel tumbuhan.

Membran dalam dan membran luar selubung nukleus menyatu di area tertentu, membentuk lorong terbuka atau pori-pori nukleus. Berbagai molekul melewati bukaan ini antara nukleus dan sitoplasma.

Di dalam nukleus terdapat nukleolus, badan Cajal, badan foto, dan genom. Yang terakhir ini diatur dalam kromatin, yang merupakan asosiasi DNA dan protein.

2. Retikulum endoplasma

Retikulum endoplasma adalah organel dinamis dalam pembaruan konstan. Itu terdiri dari tabung kecil yang saling berhubungan dan tas membran. Pada sel tumbuhan yang menonjol, retikulum endoplasma terjepit di antara membran plasma dan vakuola pusat.

Retikulum endoplasma bertanggung jawab untuk beberapa proses penting, seperti sintesis protein sekretori dan lipid esensial, penyimpanan kalsium dan reseptor sinyal hormon.

3. aparatus golgi

Aparatus Golgi adalah organel yang bertanggung jawab untuk melayani sebagai perantara dalam transportasi dan pemrosesan protein dan lipid, dari retikulum endoplasma ke ruang ekstraseluler atau vakuola pusat.

Aparatus Golgi di sel tumbuhan terdiri dari kantung membran bertumpuk yang berfungsi dan bergerak secara independen, tidak seperti aparatus Golgi di sel hewan. Selain itu, aparatus Golgi pada tumbuhan mensintesis polisakarida dinding sel selain selulosa.

4. membran plasma

Membran plasma terdapat pada semua sel makhluk hidup. Dia menentukan batas sel dan pemisahan ruang luar dari interior seluler. Selain itu, memungkinkan keluar masuknya senyawa tertentu, sesuai dengan kebutuhan sel.

Membran plasma terdiri dari dua lapisan lipid yang tumpang tindih atau bilayer lipid, di mana lipid utama adalah fosfolipid. Lipid lain dalam membran plasma sel tumbuhan adalah glukoserebrosida, galaktosilgliserida, campesterol, sitosterol, dan stigmasterol.

Mengambang di antara fosfolipid adalah keragaman besar protein, yang bertindak sebagai saluran, reseptor sinyal, pompa ion dan protein pengenalan.

Membran plasma sel tumbuhan menghasilkan tabung yang melewati pori-pori di dinding sel dan menjalin komunikasi dengan sel lain.

5. Dinding seluler

Dinding sel tumbuhan merupakan organel pelindung sel tumbuhan. Itu terletak di luar membran plasma. Itu terbuat dari selulosa, polimer dari banyak molekul glukosa yang dihubungkan bersama.

Dinding sel adalah penutup yang fleksibel tetapi kuat yang memberi bentuk pada sel. Selulosa membentuk balok dinding sel, direkatkan oleh pektin dan hemiselulosa. Komposisi ini memungkinkan dinding sel tumbuh, berkembang, dan menyesuaikan diri dengan tekanan mekanis.

Banyak zat, seperti nutrisi, hormon, enzim, dan peptida, disekresikan ke dalam dinding sel dan bergerak melalui dinding ke sel-sel tetangga.

6. vakuola

Vakuola adalah kantung membran di dalam sel tempat konten yang dipisahkan dari sitoplasma disimpan. Sel tumbuhan ditandai dengan memiliki vakuola yang menempati sebagian besar ruang seluler, yang dikenal sebagai vakuola pusat. Ini dipisahkan dari sitoplasma oleh membran sederhana yang disebut tonoplast, dengan ketebalan 10 nanometer, yang mengontrol masuk dan keluarnya air dari vakuola.

Fungsi utama vakuola sentral adalah untuk menyimpan air. Kemudian, pigmen yang larut dalam air seperti antosianin terakumulasi dalam vakuola dalam sel epidermis dan memberikan warna ungu, merah, dan biru pada banyak kelopak dan daun. Vakuola biji beradaptasi untuk menyimpan protein.

Vakuola adalah tempat detoksifikasi molekul berbahaya, akumulasi senyawa kimia untuk pertahanan tanaman melawan herbivora dan mengontrol turgiditas sel. Hal ini penting dalam keseimbangan pH dan ion. Ukurannya dikendalikan oleh hormon tanaman auksin.

7. endosom

Endosom adalah kompartemen vesikel sel. Ini terdiri dari bola-bola kecil atau kantong membran yang melingkupi berbagai isi.

Endosom berfungsi sebagai penyimpan zat, dalam remodeling membran plasma dan pengaturan lalu lintas protein dan lipid dalam sistem membran internal.

Berbeda dengan sel hewan, sel tumbuhan menggabungkan endosom baru dan matang dalam jaringan membran yang berlanjut ke aparatus Golgi.

8. tetesan lipid

Sel tumbuhan mengakumulasi lipid dalam sitoplasma mereka sebagai tetesan kecil atau tetesan. Mereka terutama dibentuk oleh pusat hidrofobik trigliserida atau ester sterol yang dikelilingi oleh lapisan tunggal fosfolipid yang berasal dari retikulum endoplasma.

Pada tumbuhan, tetesan lipid umumnya dikaitkan dengan biji minyak dan buah-buahan, dari mana "minyak nabati" diekstraksi.

9. plastida

Plastida merupakan organel yang dinamis dan bervariasi. Yang paling banyak dipelajari adalah kloroplas, yang akan kami uraikan nanti.

Plastida mensintesis klorofil, karotenoid, asam lemak, dan lipid lainnya. Mereka dapat dicirikan dalam kelompok yang berbeda sesuai dengan warna dan strukturnya:

• amiloplas: plastid tempat pati disintesis dan disimpan. Mereka ditemukan di akar dan di kotiledon.
• kloroplas: plastid yang mengandung klorofil, bertanggung jawab untuk fotosintesis. Itu ditemukan di daun dan batang hijau tanaman.
• kromoplas: plastida yang mengkhususkan diri dalam mensintesis dan menyimpan pigmen karoten. Mereka ditemukan di bunga, buah-buahan, daun dan akar. Misalnya, likopen dan beta-karoten disimpan dalam kromoplas buah tomat.
• Elaioplas atau oleoplast: plastida yang berspesialisasi dalam sintesis lipid. Mereka ditemukan dalam struktur pengembangan serbuk sari.
• etioplast: adalah prekursor kloroplas. Mereka ditemukan pada tanaman yang tumbuh dalam gelap.
• Gerontoplas: plastida yang berasal dari kloroplas pada daun yang mulai menua.
• leukoplas: plastida putih atau tidak berwarna. Mereka ditemukan di jaringan yang tidak berfotosintesis, seperti umbi, akar, dan organ penyimpanan lemak.
• Proplastida: plastida prekursor yang tidak khas. Mereka ditemukan di sel-sel jaringan embrionik, di bakal biji dan di serbuk sari.

Plastida dapat berinterkonversi menjadi berbagai jenis selama siklus hidup tanaman. Misalnya, etioplas, ketika terkena cahaya, dapat berubah menjadi kloroplas. Pada gilirannya, kloroplas dapat berubah menjadi gerontoplas ketika klorofil terdegradasi, atau menjadi kromoplas ketika buah matang.

10. Kloroplas

Kloroplas adalah organel sel tumbuhan yang bertanggung jawab untuk fotosintesis. Mereka mengandung klorofil, pigmen hijau, yang memberi warna khas pada daun dan batang tanaman. Mereka milik keluarga plastid sel tumbuhan, ditemukan di ganggang hijau, lumut, lumut, dan tumbuhan tingkat tinggi.

Kloroplas menggunakan karbon dioksida dan air, dengan adanya sinar matahari, untuk menghasilkan gula sederhana yang merupakan sumber makanan bagi tanaman.

Kloroplas yang khas berbentuk bulat dan datar, panjangnya sekitar 5 sampai 10 mikrometer, dengan membran dalam dan luar. Membran bagian dalam membungkus stroma, di mana tilakoid berada:

• tilakoid granular: Mereka dikompres menjadi tumpukan yang disebut grana di mana butiran individu dapat berisi 2-30 tilakoid.
• tilakoid intergranal atau tilakoid stroma: yang longgar di stroma.

Kloroplas mempertahankan genomnya sendiri dengan 120 gen yang diperlukan untuk aktivitasnya. Ini bertanggung jawab untuk sintesis senyawa, seperti asam amino, fitohormon, nukleotida, vitamin dan lipid.

Di sisi lain, kloroplas mendeteksi kondisi lingkungan dan mensintesis senyawa yang memungkinkan tanaman mengatasi tekanan lingkungan, seperti perubahan suhu, salinitas, dan kekeringan. Juga telah terlihat bahwa kloroplas bertindak dalam mekanisme pertahanan tanaman terhadap serangan agen biotik, seperti serangga, jamur, virus dan bakteri.

11. Mitokondria

Pada tumbuhan, mitokondria menyediakan molekul energi berupa ATP (adenosin trifosfat) di dalam sitoplasma. Selain itu, beberapa asam amino, asam nukleat, lipid, dan hormon tanaman diproses di organel ini.

Mitokondria dalam sel tumbuhan juga mengontrol keseimbangan reaksi kimia oksidasi dan reduksi serta memiliki peran dalam pensinyalan dan resistensi sel terhadap penyakit.

Mitokondria tumbuhan menyerupai mitokondria hewan karena mengandung dua membran: dalam dan luar. Beberapa bagian membran dalam terlipat membentuk kantung yang disebut krista.

12. Ribosom

Ribosom sel tumbuhan mirip dengan ribosom sel hewan. Mereka melakukan fungsi sintesis protein, dari informasi genetik yang disimpan dalam nukleus, mitokondria atau kloroplas dalam sel tumbuhan.

Ribosom terdiri dari dua subunit yang disebut 40S dan 60S. Masing-masing subunit ini terdiri dari RNA dan protein asam ribonukleat.

13. peroksisom

Peroksisom adalah vesikel permeabel yang mengandung berbagai reaksi oksidatif. Hal ini memungkinkan sinyal metabolik dan reaksi detoksifikasi berlangsung mengurangi kerusakan kolateral.

Peroksisom berukuran kecil, berdiameter antara 1-2 mikrometer, umumnya bulat. Mereka dapat dikaitkan dengan tetesan lipid, plastida, mitokondria dan retikulum endoplasma.

Jumlah peroksisom tergantung pada jenis sel, tahap perkembangan dan kondisi lingkungan. Misalnya, dalam kondisi stres, jumlah peroksisom meningkat.

Peroksisom dalam sel sangat diperlukan selama perkembangan awal, ketika bibit bergantung pada pemecahan lipid sebelum mereka dapat memulai fotosintesis.

14. Plasmodesmata

Plasmodesmata adalah pori-pori yang memberikan kontinuitas membran plasma dan sitoplasma melalui dinding sel. Dengan diameter eksternal mulai dari 25 hingga 50 nanometer dan memanjang melintasi lebar dinding sel, mereka hadir di beberapa kelompok alga dan di semua tanaman darat.

Plasmodesmata sangat penting untuk pertumbuhan tanaman, dengan memungkinkan pertukaran antar sel dari banyak molekul.

Referensi

Kang, B-H, dkk. (2022) Daftar istilah struktur sel tumbuhan: wawasan saat ini dan pertanyaan masa depan. Sel Tumbuhan 34:10-52. doi: 10.1093/plcell/koab247.
Sadali NM, Sowden RG, Ling Q, Jarvis P. (2019) Diferensiasi Kromoplas dan Plastida Lain Pada Tumbuhan. Laporan Sel Tanaman 38:803. doi: 10.1007/s00299-019-02420-2.
Lagu, Y., Feng, L., Alyafei, M.A.M., Jaleel, A., Ren, M. (2021). Fungsi kloroplas dalam respon stres tanaman. Jurnal Internasional Ilmu Molekuler 22: 13464. https://doi.org/10.3390/ijms222413464