SITOPLASMA: FUNGSI, BAGIAN DAN KARAKTERISTIK - BIOLOGI - 2025

The sitoplasma adalah zat yang ditemukan di dalam sel, yang meliputi matriks sitoplasma atau sitosol dan kompartemen subselular. Sitosol merupakan sedikit lebih dari setengah (kira-kira 55%) dari total volume sel dan merupakan area di mana sintesis dan degradasi protein terjadi, menyediakan media yang memadai untuk terjadinya reaksi metabolik yang diperlukan. .

Semua komponen sel prokariotik berada di dalam sitoplasma, sedangkan pada eukariota terdapat divisi lain, seperti nukleus. Pada sel eukariotik, sisa volume sel (45%) ditempati oleh organel sitoplasma, seperti mitokondria, retikulum endoplasma halus dan kasar, nukleus, peroksisom, lisosom, dan endosom.

Karakteristik umum

Sitoplasma adalah zat yang mengisi bagian dalam sel dan dibagi menjadi dua komponen: fraksi cair yang dikenal sebagai sitosol atau matriks sitoplasma dan organel yang tertanam di dalamnya - dalam kasus garis keturunan eukariotik.

Sitosol adalah matriks agar-agar dari sitoplasma dan terdiri dari berbagai macam zat terlarut, seperti ion, metabolit antara, karbohidrat, lipid, protein, dan asam ribonukleat (RNA). Ini dapat muncul dalam dua fase yang dapat dikonversi: fase gel dan fase sol.

Ini terdiri dari matriks koloid yang mirip dengan gel berair yang terdiri dari air - terutama - dan jaringan protein berserat yang sesuai dengan sitoskeleton, termasuk aktin, mikrotubulus dan filamen perantara, di samping serangkaian protein aksesori yang berkontribusi untuk membentuk a kerangka.

Jaringan ini dibentuk oleh filamen protein berdifusi ke seluruh sitoplasma, memberikan sifat viskoelastik dan karakteristik gel kontraktil.

Sitoskeleton bertanggung jawab untuk memberikan dukungan dan stabilitas pada arsitektur seluler. Selain berpartisipasi dalam pengangkutan zat di sitoplasma dan berkontribusi pada pergerakan sel, seperti fagositosis. Dalam animasi berikut, Anda dapat melihat sitoplasma sel hewan (sitoplasma):

fitur

Sitoplasma adalah sejenis sup molekuler tempat berlangsungnya reaksi enzimatik yang penting untuk menjaga fungsi sel.

Ini adalah media transportasi yang ideal untuk proses respirasi sel dan untuk reaksi biosintesis, karena molekul tidak larut dalam medium dan mengambang di sitoplasma, siap digunakan.

Selain itu, berkat komposisi kimianya, sitoplasma dapat berfungsi sebagai penyangga atau penyangga. Ini juga berfungsi sebagai media yang cocok untuk suspensi organel, melindunginya - dan materi genetik yang terkurung dalam nukleus - dari pergerakan tiba-tiba dan kemungkinan tabrakan.

Sitoplasma berkontribusi pada pergerakan nutrisi dan perpindahan sel, berkat pembentukan aliran sitoplasma. Fenomena ini terdiri dari pergerakan sitoplasma.

Arus dalam sitoplasma sangat penting dalam sel tumbuhan besar dan membantu mempercepat proses distribusi material.

Komponen

Sitoplasma, yaitu ruang di dalam sel

Sitoplasma terdiri dari matriks sitoplasma atau sitosol dan organel yang tertanam dalam zat agar-agar ini. Masing-masing akan dijelaskan secara mendalam di bawah ini:

Sitosol

Sitosol adalah zat tidak berwarna, terkadang keabu-abuan, agar-agar, dan tembus cahaya yang ditemukan di luar organel. Itu dianggap sebagai bagian yang larut dari sitoplasma.

Komponen yang paling melimpah dari matriks ini adalah air, yang terbentuk antara 65 dan 80% dari komposisi totalnya, kecuali pada sel tulang, pada email gigi dan pada biji.

Mengenai komposisi kimianya, 20% berhubungan dengan molekul protein. Ini memiliki lebih dari 46 elemen yang digunakan oleh sel. Dari jumlah tersebut, hanya 24 yang dianggap penting untuk kehidupan.

Di antara unsur-unsur yang paling menonjol adalah karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, fosfor, dan belerang.

Dengan cara yang sama, matriks ini kaya akan ion dan retensinya menghasilkan peningkatan tekanan osmotik sel. Ion-ion ini membantu menjaga keseimbangan asam-basa yang optimal di lingkungan seluler.

Keragaman ion yang ditemukan dalam sitosol bervariasi sesuai dengan jenis sel yang dipelajari. Misalnya, sel otot dan saraf memiliki konsentrasi kalium dan magnesium yang tinggi, sedangkan ion kalsium sangat melimpah di sel darah.

Organel membran

Dalam kasus sel eukariotik, ada berbagai kompartemen subseluler yang tertanam dalam matriks sitoplasma. Ini dapat dibagi menjadi organel membran dan diskrit.

Retikulum endoplasma dan aparatus Golgi termasuk dalam kelompok pertama, keduanya merupakan sistem membran berbentuk karung yang saling berhubungan. Untuk alasan ini, sulit untuk menentukan batasan strukturnya. Lebih lanjut, kompartemen ini menampilkan kontinuitas spasial dan temporal dengan membran plasma.

Retikulum endoplasma terbagi menjadi halus atau kasar, tergantung ada tidaknya ribosom. Kelancaran bertanggung jawab untuk metabolisme molekul kecil, memiliki mekanisme detoksifikasi dan sintesis lipid dan steroid.

Sebaliknya, retikulum endoplasma kasar memiliki ribosom yang berlabuh ke membrannya dan terutama bertanggung jawab untuk sintesis protein yang akan diekskresikan oleh sel.

Badan Golgi adalah seperangkat kantung berbentuk cakram dan berpartisipasi dalam sintesis membran dan protein. Selain itu, ia memiliki mesin enzimatik yang diperlukan untuk melakukan modifikasi pada protein dan lipid, termasuk glikosilasi. Ini juga berpartisipasi dalam penyimpanan dan distribusi lisosom dan peroksisom.

Organel bijaksana

Kelompok kedua terdiri dari organel intraseluler yang terpisah dan batasnya dapat diamati dengan jelas dengan adanya membran.

Mereka diisolasi dari organel lain dari sudut pandang struktural dan fisik, meskipun mungkin ada interaksi dengan kompartemen lain, misalnya, mitokondria dapat berinteraksi dengan organel membran.

Dalam kelompok ini adalah mitokondria, organel yang memiliki enzim yang diperlukan untuk melakukan jalur metabolisme esensial, seperti siklus asam sitrat, rantai transpor elektron, sintesis ATP dan oksidasi-b asam lemak.

Lisosom juga merupakan organel diskrit dan bertanggung jawab untuk menyimpan enzim hidrolitik yang membantu reabsorpsi protein, menghancurkan bakteri, dan degradasi organel sitoplasma.

Mikroba (peroksisom) berpartisipasi dalam reaksi oksidatif. Struktur ini memiliki enzim katalase yang membantu mengubah hidrogen peroksida - metabolisme beracun - menjadi zat yang tidak berbahaya bagi sel: air dan oksigen. Dalam tubuh ini terjadi oksidasi-b asam lemak.

Dalam kasus tumbuhan, ada organel lain yang disebut plastos. Ini menjalankan lusinan fungsi dalam sel tumbuhan dan yang paling menonjol adalah kloroplas, tempat terjadinya fotosintesis.

Organel nonmembran

Sel juga memiliki struktur yang tidak dibatasi oleh membran biologis. Ini termasuk komponen sitoskeleton, yang meliputi mikrotubulus, filamen perantara, dan mikrofilamen aktin.

Filamen aktin terdiri dari molekul bulat dan merupakan rantai fleksibel, sedangkan filamen perantara lebih tahan dan terdiri dari protein yang berbeda. Protein ini bertanggung jawab untuk memberikan kekuatan tarik dan memberi kekuatan sel.

Sentriol adalah duo struktural berbentuk silinder dan juga organel nonmembran. Mereka terletak di sentrosom atau pusat mikrotubulus yang terorganisir. Struktur ini memunculkan badan basal silia.

Terakhir, ada ribosom, struktur yang terdiri dari protein dan RNA ribosom yang berpartisipasi dalam proses translasi (sintesis protein). Mereka bisa bebas di dalam sitosol atau berlabuh di retikulum endoplasma kasar.

Namun, beberapa penulis tidak menganggap bahwa ribosom harus diklasifikasikan sebagai organel itu sendiri.

Inklusi

Inklusi adalah komponen sitoplasma yang tidak sesuai dengan organel dan dalam banyak kasus tidak dikelilingi oleh membran lipid.

Kategori ini mencakup sejumlah besar struktur heterogen, seperti butiran pigmen, kristal, lemak, glikogen, dan beberapa zat sisa.

Badan-badan ini dapat mengelilingi diri mereka dengan enzim yang berpartisipasi dalam sintesis makromolekul dari zat yang ada dalam inklusi. Misalnya, glikogen terkadang dapat dikelilingi oleh enzim seperti sintesis glikogen atau fosforilase glikogen.

Inklusi biasa terjadi pada sel hati dan sel otot. Dengan cara yang sama, inklusi rambut dan kulit memiliki butiran pigmen yang memberi warna karakteristik pada struktur ini.

Sifat sitoplasma

Itu adalah koloid

Secara kimiawi, sitoplasma adalah koloid, oleh karena itu ia mempunyai sifat larutan dan suspensi secara bersamaan. Itu terdiri dari molekul dengan berat molekul rendah seperti garam dan glukosa, serta molekul bermassa lebih besar seperti protein.

Sistem koloid dapat diartikan sebagai campuran partikel dengan diameter antara 1 / 1.000.000 hingga 1 / 10.000 yang tersebar dalam media cair. Semua protoplasma seluler, yang meliputi sitoplasma dan nukleoplasma, adalah larutan koloid, karena protein yang terdispersi menunjukkan semua karakteristik sistem ini.

Protein mampu membentuk sistem koloid yang stabil, karena mereka berperilaku sebagai ion bermuatan dalam larutan dan berinteraksi sesuai dengan muatannya dan kedua, mereka mampu menarik molekul air. Seperti semua koloid, ia memiliki sifat mempertahankan keadaan suspensi ini, yang memberikan stabilitas sel.

Kemunculan sitoplasma berkabut karena molekul penyusunnya besar dan membiaskan cahaya, fenomena ini disebut efek Tyndall.

Di sisi lain, pergerakan Brown dari partikel meningkatkan pertemuan partikel, mendukung reaksi enzimatik dalam sitoplasma sel.

Sifat thixotropic

Sitoplasma menunjukkan sifat thixotropic, seperti halnya beberapa cairan non-Newtonian dan pseudoplastik. Thixotropy mengacu pada perubahan viskositas dari waktu ke waktu: ketika fluida mengalami tekanan, viskositasnya menurun.

Zat thixotropic menunjukkan stabilitas dalam keadaan istirahat dan, bila diganggu, zat tersebut mendapatkan fluiditas. Dalam lingkungan sehari-hari, kami bersentuhan dengan jenis bahan ini, seperti saus tomat dan yogurt.

Sitoplasma berperilaku seperti hidrogel

Hidrogel adalah zat alami atau sintetis yang mungkin berpori atau tidak dan memiliki kemampuan untuk menyerap air dalam jumlah besar. Perpanjangannya tergantung pada faktor-faktor seperti osmolaritas medium, kekuatan ionik, dan suhu.

Sitoplasma memiliki ciri-ciri hidrogel, karena ia dapat menyerap sejumlah besar air dan volumenya bervariasi sebagai respons terhadap bagian luarnya. Sifat-sifat ini telah dikuatkan dalam sitoplasma mamalia.

Gerakan siklosis

Matriks sitoplasma mampu melakukan gerakan yang menciptakan arus atau aliran sitoplasma. Gerakan ini umumnya diamati pada fase sitosol yang lebih cair dan merupakan penyebab perpindahan kompartemen seluler seperti pinosom, fagosom, lisosom, mitokondria, sentriol, dan lainnya.

Fenomena ini telah diamati pada sebagian besar sel hewan dan tumbuhan. Gerakan amoeboid protozoa, leukosit, sel epitel, dan struktur lainnya bergantung pada pergerakan siklosis di sitoplasma.

Fase sitosol

Viskositas matriks ini bervariasi sebagai fungsi dari konsentrasi molekul di dalam sel. Berkat sifat koloidnya, dua fase atau keadaan dapat dibedakan dalam sitoplasma: fase sol dan fase gel. Yang pertama menyerupai cairan, sedangkan yang kedua mirip dengan padatan berkat konsentrasi makromolekul yang lebih tinggi.

Misalnya, dalam pembuatan gelatin kita dapat membedakan kedua keadaan tersebut. Pada fase sol partikel dapat bergerak bebas di dalam air, namun ketika larutan didinginkan akan mengeras dan menjadi semacam gel semi padat.

Dalam bentuk gel, molekul mampu diikat oleh berbagai jenis ikatan kimia, termasuk HH, CH atau CN. Segera setelah panas diterapkan ke larutan, ia akan kembali ke fase matahari.

Dalam kondisi alami, inversi fasa dalam matriks ini bergantung pada berbagai faktor fisiologis, mekanis, dan biokimia di lingkungan seluler.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Biologi Molekuler Sel. Ilmu Garland.
2. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Fels, J., Orlov, SN, & Grygorczyk, R. (2009). Sifat Hidrogel dari Sitoplasma Mamalia Berkontribusi pada Penginderaan pH Osmosensing dan Ekstraseluler. Jurnal Biofisik, 96 (10), 4276-4285.
4. Luby-Phelps, K., Taylor, DL, & Lanni, F. (1986). Menyelidiki struktur sitoplasma. The Journal of Cell Biology, 102 (6), 2015-2022.
5. Ross, MH, & Pawlina, W. (2007). Histologi. Atlas Teks dan Warna dengan Biologi Seluler dan Molekuler, 5aed. Panamerican Medical Ed.
6. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Pengantar mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.