SEL TUMBUHAN: CIRI, BAGIAN (ORGANEL) DAN FUNGSI - BIOLOGI - 2025

Sel tumbuhan adalah unit dasar yang menyusun organisme yang termasuk dalam kerajaan tumbuhan (kingdom Plantae).

Seperti semua makhluk hidup, tumbuhan juga terdiri dari sel dan ini dikenal sebagai sel tumbuhan . Untuk setiap organisme hidup yang dipertimbangkan, sel mewakili unit paling dasar, yaitu bagian terkecil dari individu yang mempertahankan karakteristik dari segala sesuatu yang hidup.

Di bagian dalamnya, juga di bagian dalam sel hewan, karena ini adalah sejenis sel eukariotik, ada jenis "cairan" (sitosol), di mana serangkaian kompartemen yang dibatasi oleh membran terendam , yang kita kenal sebagai organel atau organel.

Organel sel apa pun dapat dianggap analog dengan organ tubuh hewan (jantung, hati, ginjal, paru-paru, perut, dll.) Tetapi dalam skala yang jauh lebih kecil, yaitu lebih kecil (sel tumbuhan dapat berukuran hingga 100 mikron ).

Sel tanaman bawang merah dengan intinya. Sumber: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

Dengan demikian, setiap sel dapat dilihat sebagai komunitas komponen subseluler, masing-masing dengan fungsinya sendiri, yang memungkinkan kehidupan, tetapi tidak dapat bertahan hidup sendiri di luar sel.

Beberapa organel sel tumbuhan tidak terdapat dalam sel hewan, oleh karena itu perbedaan khusus selalu dibuat antara kedua jenis tersebut. Di antara organel-organel ini yang hanya ada di sel tumbuhan, dinding sel, vakuola, dan kloroplas menonjol, yang terakhir bertanggung jawab atas proses fotosintesis yang luar biasa.

fitur

Tumbuhan, yang dipahami, seperti semua organisme multiseluler, sebagai komunitas sel besar, memiliki sel dari jenis berbeda yang menjalankan fungsi berbeda.

Ada sel yang mengkhususkan diri dalam:

- perlindungan,

- dukungan mekanis,

- sintesis cadangan makanan,

- transportasi, penyerapan dan sekresi,

- aktivitas meristematik dan reproduksi dan

- hubungan antara jaringan khusus

Karakteristik umum

Sel tumbuhan memiliki banyak karakteristik yang sama satu sama lain, tetapi pada gilirannya mereka berbagi beberapa karakteristik dengan sel hewan, karakteristik yang melekat pada semua sel eukariotik.

Foto tampilan mikroskop dari jaringan rumput air (Gambar oleh Andrea Vierschilling www.p segar.com)

Selanjutnya, kami akan menyajikan daftar beberapa karakteristik dan karakteristik sel tumbuhan yang sama:

- Mereka adalah sel eukariotik : mereka memiliki materi genetik yang tertutup dalam inti membran dan memiliki kompartemen lain yang dikelilingi oleh membran ganda atau tunggal.

- Semuanya memiliki dinding sel : membran plasma (yang membungkus sitosol dengan organelnya) dikelilingi dan dilindungi oleh dinding yang kaku, yang terdiri dari jaringan polisakarida yang kompleks seperti selulosa (polimer molekul glukosa).

- Mereka memiliki plastida : di antara organel khusus yang hanya dimiliki sel tumbuhan adalah plastida yang berspesialisasi dalam berbagai fungsi. The kloroplas (di mana klorofil adalah pigmen fotosintesis) adalah yang paling penting, karena mereka adalah situs utama terjadi fotosintesis , yang proses dimana tanaman memanfaatkan sinar matahari, air, dan karbon dioksida untuk mensintesis bahan organik dan menghasilkan oksigen.

- Mereka adalah sel autotrofik : kehadiran kloroplas di dalamnya memberi sel tumbuhan kemampuan untuk "mensintesis makanannya sendiri", sehingga mereka sedikit lebih otonom daripada sel hewan untuk memperoleh energi dan karbon.

- Mereka memiliki vakuola : di dalam sitosol sel tumbuhan terdapat organel khusus, vakuola, tempat penyimpanan air, gula, dan bahkan beberapa enzim.

- Mereka totipoten : dalam keadaan tertentu, banyak sel tumbuhan yang berdiferensiasi memiliki kemampuan untuk menghasilkan individu baru secara aseksual.

Bagian (organel) dari sel tumbuhan dan fungsinya

Organel sel tumbuhan

Sitosol dan membran plasma

Sitosol adalah segala sesuatu yang ada di sekitar nukleus. Ini adalah sejenis cairan yang mencakup kompartemen membran dan struktur lainnya. Kadang-kadang istilah "sitoplasma" digunakan untuk merujuk pada cairan ini dan membran plasma pada saat yang bersamaan.

Membran seluler. Sumber: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

"Cairan" semacam itu dikelilingi dan dikandung oleh sebuah membran, yaitu membran plasma, yang tidak lebih dari lapisan ganda lipid dengan ratusan protein terkait, integral atau perifer, yang memediasi pertukaran zat antara sel dan lingkungan yang mengelilinginya.

Karena sel tumbuhan dikelilingi oleh dinding sel, banyak penulis telah menciptakan istilah protoplas untuk merujuk pada segala sesuatu yang ada di dalam dinding ini, yaitu sel tumbuhan: membran plasma dan sitosol dengan organelnya.

Sitoskeleton

Sitoskeleton, jaringan protein berserabut di dalam sitoplasma sel. Sumber: Alice Avelino / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Sel tumbuhan, seperti sel hewan, memiliki sitoskeleton. Sitoskeleton terdiri dari serangkaian "perancah" molekuler yang melintasi sel dan yang mengatur semua komponen internal sitosol.

Mereka bekerja dalam pergerakan vesikel, dalam pengangkutan zat dan molekul melalui sel dan, sebagai tambahan, dalam penataan dan penunjang sel.

Sitoskeleton ini terdiri dari filamen protein yang disebut F-aktin dan mikrotubulus, yang merupakan polimer dari protein lain yang dikenal sebagai tubulin.

Inti kromatin dan selubung inti

Inti sel eukariotik. Sumber: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats), terjemahan oleh Kelvinsong. / CC0

Nukleus adalah organel yang mengandung materi genetik yaitu DNA (asam deoksiribonukleat) yang dikemas dalam bentuk kromatin (penyusun kromosom). Ini adalah organel yang ditutupi oleh sistem membran yang dikenal sebagai selubung inti.

Nukleolus

Di dalamnya juga terdapat daerah yang disebut nukleolus, di mana ditemukan beberapa protein dan gen yang mengkode RNA ribosom (asam ribonukleat).

Amplop ini sebenarnya terdiri dari serangkaian wadah khusus yang mengelilingi nukleus dan mengontrol pertukaran bahan antara nukleus dan sitosol, yang terjadi melalui kompleks pori inti.

Itu terdiri dari dua membran yang membatasi lumen atau nukleoplasma, satu internal dan satu eksternal, yang terakhir berlanjut dengan membran retikulum endoplasma kasar (yang satu dengan ribosom tertanam).

Membran bagian dalam berhubungan dengan beberapa komponen internal inti dan mungkin mengaturnya secara spasial. Beberapa penulis menunjukkan keberadaan kerangka-inti, yang filamen proteinnya (serta yang terdapat pada sitoskeleton di sitosol) memungkinkan pengorganisasian kromatin.

Retikulum endoplasma

1-membran inti. Pori 2-inti. 3-Retikulum endoplasma kasar (RER). 4-Retikulum endoplasma halus (SER). 5-Ribosom menempel pada retikulum endoplasma kasar. 6-Makromolekul. 7-Transport vesikel. Badan 8-Golgi. 9-Cis wajah aparat Golgi. 10-Trans wajah aparat Golgi. 11-Cisternae dari badan Golgi. Sumber: Nucleus ER golgi.jpg: Magnus Manske Karya turunan: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

Ini adalah sistem membran yang sangat dinamis, yang kelimpahannya bervariasi, serta strukturnya, organisasi dan pengaturannya dalam sitosol.

Biasanya dibagi menjadi bagian "halus" dan bagian "kasar" lainnya, dilanjutkan dengan selubung inti terluar yang sudah di dalamnya terdapat banyak ribosom, yang merupakan bagian dari mesin molekuler yang bertanggung jawab atas sintesis protein.

Protein seluler diproses dan didistribusikan di retikulum endoplasma, terutama yang ditujukan untuk membran lipid (jalur sekretori). Jika terjadi, ini adalah salah satu situs di mana beberapa modifikasi protein pasca-translasi terjadi, seperti glikosilasi.

Di banyak sel yang membentuk kelenjar, organel ini sangat melimpah dan bekerja dalam sekresi lemak, minyak, dan minyak wangi.

Ini juga melimpah di sel epidermis yang membuat lipid yang disimpan sebagai lilin di permukaan daun dan organ tanaman lainnya.

Badan Golgi

Organel ini, juga membran, terdiri dari serangkaian tangki melingkar pipih, dibatasi oleh satu membran. Isi tangki-tangki ini, komposisi kimianya, dan fungsinya berubah dari satu "muka" ke "muka" lainnya.

Pada beberapa tumbuhan "lebih rendah", tangki "luar" dikaitkan dengan retikulum endoplasma dan dikenal sebagai kompartemen cis atau "muka" kompleks Golgi, sedangkan tangki yang lebih "jauh" membentuk bagian dari permukaan trans . .

Di tengah antara cis dan trans adalah tangki "tengah" dan vesikel sekretorik terbentuk di sisi trans.

Kompleks Golgi bertanggung jawab atas pemrosesan dan pengemasan makromolekul yang berbeda, serta pengangkutannya (ekspor) ke permukaan sel atau ke dalam vakuola. Makromolekul semacam itu termasuk lipid dan protein.

Tidak seperti sel hewan, Golgi sel tumbuhan memiliki aktivitas sintesis yang penting, karena mereka berpartisipasi dalam sintesis de novo dari glikoprotein, pektin, hemiselulosa, dan beberapa produk sekretori dan komponen dinding sel.

Ribosom

Skema ribosom

Ribosom adalah organel yang sangat kecil, dengan bentuk bulat. Mereka biasanya berada di retikulum endoplasma kasar, tetapi beberapa bebas di sitoplasma. Mereka terdiri dari RNA dan protein.

Ini terlibat dalam sintesis makromolekul, terutama protein.

Vakuola dan Tonoplas

Vakuola adalah organel multifungsi yang berperan dalam penyimpanan, pencernaan, osmoregulasi, dan pemeliharaan bentuk dan ukuran sel tumbuhan.

Banyak zat yang dapat disimpan di dalam organel ini: pigmen berwarna seperti antosianin yang mewarnai daun dan kelopak, beberapa asam organik yang berfungsi mengatur pH, beberapa bahan kimia "pertahanan" terhadap herbivora dan metabolit sekunder.

Di bawah mikroskop mereka dapat dilihat sebagai "situs kosong" di sitosol, dengan tampilan bulat dan terkadang sangat besar, karena mereka dapat menempati hingga 90% volume sel.

Karena ini adalah organel, kita harus berasumsi bahwa ia dikelilingi oleh membran, tonoplas . Membran ini bertanggung jawab untuk mengatur perjalanan zat antara lumen vakuolar dan sitosol, yang darinya ia memiliki beberapa protein khusus.

Vakuola juga berfungsi sebagai "organel pencernaan" sel, sehingga sering memenuhi fungsi yang serupa dengan lisosom dalam sel hewan.

Mitokondria

Seperti pada sel eukariotik lainnya, sel tumbuhan memiliki mitokondria, yang merupakan organel yang dikelilingi oleh dua membran, satu internal dan eksternal lainnya, yang membungkus matriks, mereka mengkhususkan diri dalam sintesis energi dalam bentuk ATP dan respirasi. seluler.

Mereka adalah organel silindris atau elips, agak memanjang dan, dalam beberapa kasus, bercabang. Mereka memiliki genom sendiri, sehingga mereka mampu mengkodekan dan mensintesis banyak protein mereka, meskipun tidak semua, karena DNA inti dari sel mengkode orang lain.

Plastida

Plastida adalah sekelompok komponen seluler yang berbeda, yang muncul dari prekursor yang dikenal sebagai proplastidia. Mereka biasanya lebih besar orgnaleans daripada mitokondria, dengan membran ganda dan matriks padat yang disebut stroma . Mereka juga memiliki genom sendiri.

Kloroplas, ethioplas, amiloplas, dan kromoplas termasuk dalam keluarga organel ini. Jadi, ini adalah organel utama yang membedakan sel tumbuhan dari hewan.

- Kloroplas adalah plastida yang bertanggung jawab untuk fotosintesis dan merupakan salah satu rumah dari klorofil , pigmen par excellence.

Skema kloroplas. Sumber: Kelvinsong / CC0, wikimedia commons

- Amiloplas adalah plastida yang berfungsi dalam penyimpanan pati di berbagai jaringan.

- Kromoplas adalah plastida yang memiliki warna atau pigmentasi kekuningan atau oranye, karena di dalamnya dapat mengandung pigmen yang berbeda.

- Etioplas , di sisi lain, ditemukan di jaringan "etiolated" dan sebenarnya adalah kloroplas yang kehilangan klorofil. Dalam jaringan yang tidak berdiferensiasi, mereka dapat disebut leukoplas .

Peroksisom atau Mikrobodi

Struktur dasar peroksisom

Peroksisom atau mikrobodi adalah organel yang dikelilingi oleh membran sederhana, yang dibedakan dari vesikel berdasarkan ukuran dan isinya. Mereka biasanya dikenal sebagai peroksisom, karena bahan kimia beracun yang disebut hidrogen peroksida (H ₂ O ₂ ) diproduksi di dalamnya , yang berbahaya bagi sel.

Mereka adalah organel dengan sejumlah besar enzim oksidatif di dalamnya dan bertanggung jawab untuk sintesis beberapa molekul, meskipun fungsi utamanya adalah oksidasi dan dekomposisi beberapa jenis lipid, asam amino, basa nitrogen, dll.

Mereka sangat penting dalam sel benih, karena mereka bekerja dalam konversi lemak dan lipid yang disimpan di dalamnya menjadi karbohidrat, yang merupakan sumber energi utama untuk sel embrionik.

Beberapa peroksisom yang dimodifikasi dikenal sebagai glioksisom, karena siklus glioksilat terjadi di dalamnya, dimana atom karbon yang berasal dari proses fotosintesis didaur ulang.

Dinding seluler

Dinding sel tumbuhan. Sumber: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Ini adalah salah satu dari karakteristik organel sel tumbuhan (jamur juga memiliki sel dinding, tetapi komposisinya berbeda).

Dinding sel terdiri dari jaringan rumit polimer yang disebut selulosa, yang terdiri dari unit berulang gula yang disebut glukosa. Struktur ini memiliki banyak fungsi, namun yang terpenting adalah menjaga struktur sel dan jaringan tumbuhan serta melindunginya dari luar.

Meskipun dilihat di bawah mikroskop tampaknya merupakan struktur yang relatif tipis, ini memberi sel tumbuhan beberapa kekakuan mekanis dan ketahanan terhadap deformasi, terutama di iklim yang berbeda.

Plasmodesmata

Dalam jaringan tumbuhan, saluran sitoplasma yang sempit dapat diamati, dikelilingi oleh membran plasma dan menghubungkan sel-sel tetangga melalui protoplasnya (segala sesuatu yang ada di dalam dinding sel).

Jenis sel tumbuhan

Organisme tumbuhan memiliki banyak jenis sel yang berbeda, yang merupakan produk dari proses diferensiasi sel, yang dikendalikan baik secara genetik maupun lingkungan.

Banyak ilmuwan mengenali kumpulan sel tumbuhan, dan inilah beberapa di antaranya:

- Sel awal atau meristematik : mereka ditemukan di meristem , yang merupakan pusat utama pertumbuhan dan pembelahan semua tumbuhan, karena mereka berada dalam pembelahan mitosis yang konstan. Dari sel-sel ini, sel-sel lain dari tubuh tumbuhan dibedakan.

- Sel yang dibedakan: semua tumbuhan memiliki tiga jenis utama sel yang berdiferensiasi yang berasal dari sel meristematik, sel parenkim , sel kolenkim , dan sel sklerenkim .

Sel parenkim atau parenkim

Ini adalah sel yang paling umum. Beberapa penulis mendeskripsikan mereka sebagai "binatang beban" tumbuhan, karena mereka paling melimpah, tetapi mereka paling tidak terspesialisasi, yaitu yang paling tidak dibedakan.

Mereka memiliki dinding sel primer yang tipis dan tidak mengembangkan dinding sekunder. Mereka bertanggung jawab untuk "mengisi" ruang yang tersedia dalam jaringan tanaman dan menyediakan struktur, sehingga dapat memiliki bentuk dan ukuran yang berbeda.

Sel parenkim yang berspesialisasi dalam fotosintesis juga dikenal sebagai sel klorenkim . Sel-sel ini juga berpartisipasi dalam penyimpanan air di akar, batang, daun, buah, dan biji.

Sel kolenkim atau kolenkim

Mereka adalah sel yang memberikan "dukungan fleksibel" pada jaringan tanaman. Mereka memanjang dan memiliki berbagai bentuk, yang dapat berubah selama pertumbuhan tanaman. Mereka memiliki dinding primer yang dapat ditebal dengan pengendapan selulosa tambahan.

Mereka adalah sel "perekat", karena mereka adalah yang memberikan dukungan lebih besar daripada sel parenkim, dengan tetap mempertahankan fleksibilitas. Mereka selalu bengkak, karena vakuola mereka penuh dengan air.

Sel Sklerenkim

Sel-sel ini, tidak seperti dua sebelumnya, memiliki dinding sel sekunder, yang diperkuat dengan lignin, polimer yang terdiri dari asam yang berbeda dan molekul fenolik yang cukup heterogen. Istilah ini berasal dari bahasa Yunani "skleros" yang berarti "keras".

Mereka adalah sel yang kurang umum dibandingkan sel parenkim dan kolenkim dan mati saat mencapai kematangan. Mereka memberikan kekuatan struktural pada jaringan yang berhenti tumbuh panjangnya.

Ada dua jenis sel sklerenkim yang diketahui: serat dan sklereid . Yang pertama panjang, dengan dinding sel yang tebal dan berbingkai, membuatnya kuat dan fleksibel.

Sklereid, di sisi lain, lebih bervariasi, secara morfologis, tetapi umumnya kubik atau bola. Sel-sel inilah yang membentuk kulit dan lubang banyak buah. Mereka tidak fleksibel, tetapi agak keras.

Sel di jaringan pembuluh darah

Jaringan pembuluh darah tumbuhan terdiri dari sel. Ini adalah yang bertanggung jawab untuk konduksi air dan nutrisi dan mineral melalui tubuh sayuran.

Jaringan xilem (xilem) yang mengangkut air dan nutrisi mineral dari akar ke seluruh tanaman. Jaringan floem (floem), di sisi lain, mengalirkan gula dan nutrisi organik dari daun ke seluruh tanaman. Jumlah kedua cairan tersebut disebut getah .

The xilem terdiri dari tracheids , yang merupakan sel panjang, mempersempit di ujungnya. Mereka dianggap sebagai jenis sel sklerenkim. Sel-sel ini mati ketika mereka mencapai kematangan sehingga yang "tersisa" adalah "cangkang" yang dibentuk oleh dinding sel yang menebal.

Sel lain yang disebut elemen pembuluh juga ada di jaringan ini , yang mengangkut air dan mineral lebih cepat daripada trakeid. Mereka juga mati saat dewasa, membuatnya menjadi "tabung" berlubang, lebih pendek dan lebih sempit dari trakeid.

The floem terdiri dari jenis sel yang dikenal sebagai unsur tabung saringan . Ini adalah sel hidup yang aktif secara metabolik. Mereka bergabung di ujungnya untuk membentuk tabung saringan , yang melaluinya produk fotosintesis diangkut dari daun ke seluruh tubuh.

Referensi

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2013). Biologi sel esensial. Ilmu Garland.
2. Gunning, BE, & Steer, MW (1996). Biologi sel tumbuhan: struktur dan fungsi. Jones & Bartlett Belajar.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologi sel molekuler edisi ke-4. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi, Rak Buku.
4. Nabors, MW (2004). Pengantar botani (No. 580 N117i). Pearson,.
5. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Belajar: USA.