SITOSKELETON Sitoskeleton merupakan jejaring serat yang membentang di seluruh sitoplasma. Fungsi utamanya adalah untuk menyokong sel secara mekanik dan mempertahankan bentuk sel. Sitoskeleton bersifat lentur dan kuat. Kekuatan sitoskeleton berasal dari keseimbangan gayagaya yang dihasilkan oleh unsur-unsur pembentuknya. Sitoskeleton juga bersifat lentur karena dapat diuraikan dengan cepat dari salah satu bagian sel dan dirakit kembali di bagian sel yang lain sehingga bentuk sel berubah.(1) Selain itu, sitoskeleton juga berperan dalam molitas (pergerakan) sel yang mencakup perubahan lokasi sel maupun berbagai pergerakan yang lebih terbatas oleh bagian-bagian sel. Dalam hal ini, sitoskeleton berinteraksi dengan protein motorik dan molekul membran plasma.(1) Sitoskeleton juga berperan dalam regulasi aktivitas biokimia dalam sel sebagai respons terhadap rangsangan mekanik. Misalnya, gaya yang dikeluarkan oleh molekul ekstraseluler melalui protein di permukaan sel tampaknya diteruskan ke dalam sel oleh unsur-unsur sitoskeleton. Dengan ini, penyampaian suatu sinyal mekanik yang terjadi secara alami oleh sitoskeleton dapat membantu mengatur dan mengkoordinasi respons sel. (1) KOMPONEN SITOSKELETON 1. Mikrotubulus Mikrotubulus memiliki struktur batang berongga dengan diameter 25 nm dan panjang sekitar 200 nm hingga 25 µm dan tersusun atas protein globular yang disebut tubulin. Mikrotubulus membentuk dan menyokong sel, serta memberikan jalur yang dapat dilewati oleh organel sel yang dilengkapi dengan protein motorik. Sebagai contoh, mikrotubulus memberi jalur bagi vesikel sekresi dari aparatus golgi ke membran plasma. Mikrotubulus juga memisahkan kromosom saar pembelahan sel berlangsung. (1)

•

Sentrosom dan Sentriol

Sentrosom merupakan suatu struktur yang terletak di wilayah dekat nukleus dimana mikrotubulus sel terebut bermula. Sentrosom terdiri dari dua buah sentriol yang saling tegak lurus satu sama lain. Masing-masing sentriol terdiri dari 9 set triplet mikrotubulus. Pada sel hewan, sentrosom dan sentriol membantu mengorganisasi perakitan mikrotubulus dalam sel, sedangkan pada sel khamir ataupun tumbuhan yang tidak memiliki sentrosom bersentriol, mikrotubulusnya sudah terorganisasi dengan baik. (1) •

Silia dan Flagela

Flagela dan silia merupakan penjuluran yang mengandung mikrotubulus dari beberapa jenis sel tertentu. (1)

2. Mikrofilamen Mikrofilamen tersusun atas molekul-molekul aktin yang merupakan sejenis protein globular. Berbeda dengan mikrotubulus yang berperan sebagai penahan kompresi, mikrofilamen berperan sebagai penahan tegangan (gaya tarik). Jejaring berdimensi tiga yang dibentuk oleh mikrofilamen tepat di bagian dalam membran plasma (mikrofilamen korteks) memiliki konsistensi semisolid gel, sehingga berbeda dengan kondisi sitoplasma di bagian dalam yang cair atau sol. (1) Mikrofilamen populer denan fungsi utamanya dalam motalitas sel, yakni sebagai bagian aparatus kontraktil sel otot. Ribuan filamen aktin tersusun paralel satu sama lain sepanjang suatu sel otot dan berselang-seling dengan filamen-filamen yang lebih tebal dari protein yang disebut dengan miosin. (1) 3. Filamen Intermediat Filamen intermediat merupakan penguat atau pengukuh sel yang lebih permanen dibandingkan dengan mikrofilamen ataupun mikrotrubulus, dan seringkali diuraikan dan dirakit kembali. Filamen intermediat bahkan masih bertahan setelah sel mati. Seperti pada bagian terluar kulit kita yang terdiri dari sel-sel mati. Perlakuan kimiawi yang menyingkirkan mikrofilamen dan mikrotubulus dari sitoplasma sel tersebut meninggalkan jejaring filamen intermediat yang tetap mempertahankan bentuk awalnya. (1)

STRUKTUR DAN BIOKIMIA SEL Membran plasma adalah suatu perbatasan yang memisahkan sel hidup dari lingkungan di sekelilingnya. Membran plasma menunjukkan sifat permeabilitas selektif yang artinya membran tersebut hanya memungkinkan untuk dilewati beberapa zat tertentu dengan lebih mudah dibanding dengan zat-zat yang lain. Lipid dan protein adalah bahan penyusun utama membran, walaupun karbohidrat juga penting. Lipid yang menyusun sebagian besar membran adalah fosfolipid. Fosfolipid adalah molekul amfipatik yang berarti memiliki bagian hidrofilik dan hidrofobik sekaligus.(1)

Protein menentukan sebagian besar fungsi membran. Ada dua protein utama di membran, yakni protein integral dan protein perifer. Protein integral menembus inti hidrofobik lapisan ganda lipid. Banyak di antaranya merupakan protein transmembran yang membentang di kedua sisi membran. Sedangkan protein integral lain, ada yang hanya menembus separuh jalan ke dalam inti hidrofobik. Sedangkan protein perifer tidak tertanam dalam lapisan ganda lipid, melainkan terikat longgar ke permukaan membran dan seringkali ke bagian protein integral yang menjulur keluar. (1)

Karbohidrat pada membran berfungsi untuk pengenalan sel dengan sel dan kemampuan sel untuk membedakan tipe-tipe sel yang bertetangga. Karbohidrat pada membran biasanya berbentuk glikoprotein, yakni karbohidrat yang berikatan kovalen dengan protein. (1)

MEKANISME PROSES TRANSPOR ZAT-ZAT MENEMBUS MEMBRAN Mekanisme proses transpor zat-zat menembus membran dibagi menjadi 2 proses berdasarkan diperlukan atau tidaknya energi, yakni Transpor Pasif dan Transpor Aktif. 1. Transpor Pasif Transpor pasif adalah suatu proses mekanik pemindahan zat-zat melalui membran yang tidak memerlukan energi selular ataupun metabolik, melainkan dengan menggunakan energi ekstraseluler, misalnya panas. (2) Transpor pasif mencakup difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi. a. Difusi Difusi adalah pergerakan partikel-partikel (atom, molekul) gas, cairan, maupun larutan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah hingga mencapai tahap keseimbangan.(3) Proses difusi misalnya terjadi pada proses pertukaran gas oksigen dengan gas karbondioksida di alvelous. b. Osmosis Osmosis adalah perpindahan pelarut melalui membran selektif permeabel dari larutan yang konsentrasinya tinggi ke larutan yang konsentrasinya rendah. Membran selektif permeabel akan membiarkan zat pelarut keluar masuk melewati membran secara bebas, namun akan membatasi masuknya beberapa zat yang terlarut di dalamnya.(3) (i)

Osmosis pada Sel Hewan Sel hewan apabila ditempatkan pada lingkungan yang hipotonis, maka akan menggembung dan lama kelamaan akan mengalami hemolisis (pecah). Sedangkan sel hewan yang ditempatkan pada lingkungan yang hipertonik maka akan menyebabkan air di dalam sel keluar dan membuat sel mengkerut (krenasi).(3)

(ii)

Osmosi pada Sel Tumbuhan Pada sel tumbuhan, apabila ditempatkan di lingkungan yang hipotonik, maka air masuk ke dalam sel dan membuat sel terus membengkak hingga dinding selulosanya tidak dapat direntangkan lagi. Namun, sel ini tidak akan pecah karena memiliki dinding selulosa yang tidak dimiliki sel hewan. Keadaan ini disebut dengan turgid. Sedangkan apabila sel tumbuhan ditempatkan di

lingkungan yang hipertonik, maka akan menyebabkan keluarnya air dari vakuola, sitoplasma mengkerut, dan kemudian menyebabkan membran sel terlepas dari dinding selnya. Keadaan ini disebut dengan plasmolisis.(3) c. Difusi Terfasilitasi Substansi seperti asam amino, gula, dan substansi bermuatan tidak bisa secara langsung melewati membran plasma untuk bisa masuk ke dalam sel. Substansisubstansi tersebut dapat masuk ke dalam sel dengan cara difusi dengan bantuan protein yang ada di membran sel melalui saluran yang dibentuk protein tersebut.(3) Protein yang membantu proses difusi ini adalah dari jenis protein integral. Proses transpor seperti ini disebut dengan difusi terfasilitasi. Difusi terfasilitasi melibatkan protein yang membentuk suatu saluran atau yang mengikat substansi yang hendak ditranspor dengan berubah bentuk. Protein jenis ini disebut dengan protein pembawa. Protein traspor yang membentuk saluran disebut dengan protein saluran (channel protein). Sedangkan protein yang memegang molekul yang dilewatkannya dan berubah bentuk sedemikian rupa sehingga molekul tersebut terkirim melewati membran disebut dengan protein pembawa (carrier protein). Protein transpor bersifat spesifik, artinya hanya zat tertentu yang dapat melaluinya untuk melintasi membran sel. (1) 2. Transpor Aktif Transpor aktif memerlukan energi untuk membawa molekul dari satu sisi membran ke sisi lawannya.(3) Hal ini disebabkan pada transpor aktif, arah transpornya tidak menuruni gradien konsentrasi melainkan melawan gradien konsentrasi. Pada transpor aktif ini protein transpor yang berjenis transpor pembawa juga terlibat. Transpor aktif terbagi dalam 4 jenis, yakni: a. Pompa Ion Pompa ion adalah tranpor ion melewati membran sel dengan arah melawan gradien konsentrasi. Pada pompa ion, yang bertindak sebagai sumber energi adalah potensial membran. Potensial membran adalah perbedaan energi potensial listrik antara kondisi di sitoplasma dengan lingkungan di luar sel. Sebagai contoh, dibandingkan dengan lingkungannya, sel hewan memiliki konsentrasi ion kalium lebih tinggi dan konsentrasi ion natrium lebih rendah. Membran plasma mempertahankan konsentrasi ion dalam sel dengan memompa ion kalium ke dalam sel dan ion natrium keluar sel.(2) b. Kotranspor Kotranspor adalah suatu transpor zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati membran plasma.(3) Kotranspor disebut juga dengan tranpor berpasangan, yang merupakan gabungan antara difusi dengan transpor aktif.(2) Salah satu contoh kotranspor adalah kotranspor ikatan natrium di ginjal. Pada

proses ini, glukosa dan asam amino ditranspor aktif melewati sel-sel tubulus ginjal, sedangkan natrium didifusikan secara pasif.(2) c. Endositosis Pada endositosis, sel mengambil molekul biologis dan partikel dengan cara membentuk vesikel. Vesikel tersebut terbentuk dari daerah kecil pada membran plasma yang melekuk ke dalam membentuk kantong. Ketika bertambah dalam, kantong tersebut terlepas dari membran plasma dan mengandung materi yang sebelumnya ada di luar sel.(1) Ada 3 tipe endositosis, yaitu: (1) Fagositosis Pada fagositosis, sel menelan partikel dengan cara menyelubungi partikel dan mengemasnya dalam kantong (vesikel) berselaput membran.(1) (2) Pinositosis Pada pinositosis, sel ‘meneguk’ droplet-droplet pada cairan ekstraselular ke dalam vesikel kecil. Sebenarnya bukan cairan itu sendiri yang dibutuhkan sel, melainkan molekul-molekul yang terlarut dalam droplet tersebut.(1) (3) Endositosis Diperantarai Reseptor Pada endositosis tipe ini memungkinkan sel memperoleh zat spesifik dalam jumlah besar. Dalam membran, tertanam protein-protein dengan situs reseptor spesifik yang terpapar ke cairan ekstraselular. Protein ini biasanya mengumpul di wilayah membran yang disebut ceruk berselaput. Zat-zat spesifik kemudian berikatan dengan reseptor ini. Ketika pengikatan terjadi, ceruk berselaput membentuk vesikel yang mengandung molekul zat spesifik .(1) d. Eksositosis Eksositosis adalah suatu proses transpor di mana sel menyekresikan molekul biologis tertentu melalui fusi antara vesikel dengan membran plasma. Vesikel transpor yang telah bertunas dari aparatus Golgi bergerak di sepanjang mikrotubulus skeleleton ke membran plasma. Ketika membran plasma dan vesikel bersentuhan, kandungan vesikel tumpah ke luar sel, sementara membran vesikel menjadi bagian dari membran plasma.(1)

Sumber Referensi: (1) Campbell, Neil A. & Reece, Jane B. Biologi Edisi Kedelapan Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2010. Unit 2, Sel; Halaman 135-150

(2) Sloane, Ethel. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta: EGC; 2004. Bab 3, Sel; Halaman 41-45. (3) Aryulina, Diah & kawan-kawan. Biologi 2 SMA dan MA Untuk Kelas XI. Jakarta: Esis; 2004. Bab 1, Sel; Halaman 9-13.