ORGANEL SELULER PADA SEL HEWAN DAN TUMBUHAN: KARAKTERISTIK, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The organel sel adalah struktur yang membentuk sel - sebagai "tubuh kecil" - mereka melakukan, metabolisme, sintetis, fungsi struktural produksi dan konsumsi energi.

Struktur ini terkandung dalam sitoplasma sel dan secara umum, semua sel eukariotik terdiri dari satu set dasar organel intraseluler. Ini dapat dibedakan antara membran (mereka memiliki membran plasma) dan nonmembran (mereka tidak memiliki membran plasma).

Sumber: pixabay.com

Setiap organel memiliki seperangkat protein unik yang umumnya ditemukan di membran atau di dalam organel.

Ada organel yang bertanggung jawab untuk distribusi dan pengangkutan protein (lisosom), ada yang melakukan fungsi metabolisme dan bioenergi (kloroplas, mitokondria dan peroksisom), struktur dan pergerakan sel (filamen dan mikrotubulus), dan ada yang merupakan bagian dari permukaan. sel (membran plasma dan dinding sel).

Sel prokariotik kekurangan organel membran, sedangkan dalam sel eukariotik kita dapat menemukan kedua jenis organel tersebut. Struktur ini juga dapat diklasifikasikan menurut fungsinya di dalam sel.

Organel: membran dan non-membran

Organel membran

Organel ini memiliki membran plasma yang memungkinkan lingkungan internal untuk dipisahkan dari sitoplasma sel. Membran memiliki bentuk vesikuler dan tubular dan dapat dilipat seperti pada retikulum endoplasma halus atau dilipat ke dalam organel seperti pada mitokondria.

Organisasi membran plasma dalam organel memungkinkan untuk meningkatkan luas permukaannya dan juga membentuk sub-kompartemen intraseluler tempat berbagai zat seperti protein disimpan atau disekresikan.

Di antara organel membran kami menemukan yang berikut:

-Membran sel, yang membatasi sel dan organel seluler lainnya.

Retikulum endoplasma kasar (RER), tempat terjadinya sintesis dan modifikasi protein dari protein yang baru disintesis.

-Retikulum endoplasma halus (REL), tempat lipid dan steroid disintesis.

-Golgi apparatus, memodifikasi dan mengemas protein dan lipid untuk diangkut.

-Endosom, berpartisipasi dalam endositosis dan juga mengklasifikasikan dan mengarahkan protein ke tujuan akhirnya.

-Lisosom, mengandung enzim pencernaan dan berpartisipasi dalam fagositosis.

-Transport vesikel, menerjemahkan materi dan berpartisipasi dalam endositosis dan eksositosis.

-Mitokondria dan kloroplas, menghasilkan ATP yang menyediakan energi bagi sel.

-Peroksisom, terlibat dalam produksi dan degradasi H ₂ O ₂ dan asam lemak.

Organel nonmembran

Organel ini tidak memiliki membran plasma yang mendefinisikannya, dan di dalamnya protein eksklusif umumnya berkumpul sendiri menjadi polimer yang merupakan bagian dari elemen struktural sitoskeleton.

Di antara organel sitoplasma nonmembran, kami menemukan:

-Mikrotubulus, yang merupakan sitoskeleton bersama dengan mikrofilamen aktin dan filamen perantara.

-Filamen, adalah bagian dari sitoskeleton dan diklasifikasikan menjadi mikrofilamen dan filamen perantara.

-Centrioli, struktur silindris dari mana tubuh basal silia berasal.

-Ribosom, terlibat dalam sintesis protein dan terdiri dari RNA ribosom (rRNA).

Organel dalam sel hewan

Sel hewan (Sumber: Animal_cell_structure_en.svg: Karya turunan LadyofHats (Mariana Ruiz): Mel 23 bicara melalui Wikimedia Commons)

Hewan melakukan aktivitas sehari-hari berupa perlindungan, makan, pencernaan, pergerakan, reproduksi bahkan kematian. Banyak dari aktivitas ini juga dilakukan di dalam sel yang menyusun organisme ini, dan dilakukan oleh organel seluler yang menyusun sel.

Secara umum, semua sel dalam suatu organisme memiliki organisasi yang sama dan menggunakan mekanisme yang serupa untuk menjalankan semua aktivitasnya. Namun, beberapa sel dapat berspesialisasi begitu banyak dalam satu atau lebih fungsi sehingga mereka berbeda dari yang lain dengan memiliki jumlah atau ukuran yang lebih besar dari struktur atau wilayah seluler tertentu.

Dua wilayah atau kompartemen utama dapat dibedakan di dalam sel: nukleus, yang merupakan organel paling menonjol dari sel eukariotik, dan sitoplasma yang berisi organel lain dan beberapa inklusi dalam matriks sitoplasma (seperti zat terlarut dan molekul organik).

Inti

Nukleus adalah organel terbesar di dalam sel dan mewakili karakteristik sel eukariotik yang paling menonjol, yang membedakannya dari sel prokariotik. Itu dibatasi dengan baik oleh dua membran inti atau selubung yang memiliki pori-pori. Di dalam nukleus adalah DNA dalam bentuk kromatin (terkondensasi dan longgar) dan nukleolus.

Membran nuklear memungkinkan interior inti sitoplasma sel diisolasi, selain berfungsi sebagai struktur dan pendukung organel tersebut. Amplop ini terdiri dari selaput luar dan selaput dalam. Fungsi selubung inti adalah untuk mencegah lewatnya molekul antara interior inti dan sitoplasma.

Kompleks pori di membran inti memungkinkan lewatnya protein dan RNA secara selektif, menjaga komposisi internal inti tetap stabil dan juga memenuhi peran kunci dalam regulasi ekspresi gen.

Genom seluler terkandung dalam organel ini, itulah sebabnya ia berfungsi sebagai gudang informasi genetik sel. Transkripsi dan pemrosesan RNA serta replikasi DNA terjadi di dalam nukleus, dan hanya terjemahan yang terjadi di luar organel ini.

Membran plasma

Membran plastik

Plasma atau membran sel adalah struktur yang terdiri dari dua lapisan lipid amphipathic, dengan bagian hidrofobik dan hidrofilik (lapisan ganda lipid) dan beberapa protein (membran integral dan perifer). Struktur ini dinamis dan berpartisipasi dalam berbagai proses fisiologis dan biokimia dalam sel.

Membran plasma bertanggung jawab untuk menjaga interior sel tetap terisolasi dari lingkungan sekitarnya. Ini mengontrol perjalanan semua zat dan molekul yang masuk dan keluar sel melalui berbagai mekanisme seperti difusi sederhana (mendukung gradien konsentrasi), dan transpor aktif, di mana protein transpor diperlukan.

Retikulum endoplasma kasar

Retikulum endoplasma terdiri dari jaringan tubulus dan kantung (waduk) yang dikelilingi oleh membran yang memanjang dari inti (membran inti luar). Itu juga salah satu organel terbesar dalam sel.

Retikulum endoplasma kasar (RER) memiliki sejumlah besar ribosom di permukaan luarnya dan juga mengandung vesikel yang meluas ke badan Golgi. Ini adalah bagian dari sistem sintesis protein sel. Protein yang disintesis masuk ke tangki RER di mana mereka diubah, diakumulasikan, dan diangkut.

Sel sekretori dan sel dengan membran plasma dalam jumlah besar, seperti neuron, memiliki retikulum endoplasma kasar yang berkembang dengan baik. Ribosom yang menyusun RER bertanggung jawab untuk sintesis protein sekretori dan protein yang membentuk struktur seluler lain seperti lisosom, aparatus Golgi, dan membran.

Retikulum endoplasma halus

Retikulum endoplasma halus (REL) terlibat dalam sintesis lipid dan tidak memiliki ribosom terkait membran. Itu terdiri dari tubulus pendek yang cenderung memiliki struktur tubular. Ini dapat terpisah dari RER atau menjadi perpanjangan darinya.

Sel yang terkait dengan sintesis lipid dan sekresi steroid telah sangat mengembangkan REL. Organel ini juga terlibat dalam proses detoksifikasi dan konjugasi zat berbahaya, yang berkembang pesat di sel hati.

Mereka memiliki enzim yang memodifikasi senyawa hidrofobik seperti pestisida dan karsinogen, mengubahnya menjadi produk yang larut dalam air yang mudah terdegradasi.

Badan Golgi

Di dalam badan Golgi, protein yang disintesis dan dimodifikasi dalam retikulum endoplasma diterima. Dalam organel ini, protein ini dapat mengalami modifikasi lain untuk akhirnya diangkut ke lisosom, membran plasma, atau ditujukan untuk sekresi. Glikoprotein dan sphingomyelin disintesis di dalam badan Golgi.

Organel ini terdiri dari beberapa spesies tas yang dikelilingi oleh membran yang disebut waduk, dan mereka menghadirkan vesikula terkait. Sel yang mengeluarkan protein melalui eksositosis dan yang mensintesis membran dan protein yang terkait dengan membran memiliki alat Golgi yang sangat aktif.

Struktur dan fungsi aparatus Golgi menghadirkan polaritas. Bagian yang paling dekat dengan RER disebut jaringan cis-Golgi (CGN) dan memiliki bentuk cembung. Protein dari retikulum endoplasma memasuki wilayah ini untuk diangkut di dalam organel.

Tumpukan Golgi merupakan bagian tengah dari organel dan merupakan tempat aktivitas metabolik dari struktur tersebut berlangsung. Daerah pematangan kompleks Golgi dikenal sebagai jaringan trans-Golgi (TGN), memiliki bentuk cekung dan merupakan titik organisasi dan distribusi protein menuju tujuan akhirnya.

Lisosom

Bagian dari sel, termasuk lisosom

Lisosom adalah organel yang mengandung enzim yang mampu mendegradasi protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid. Mereka pada dasarnya adalah sistem pencernaan sel, menurunkan polimer biologis yang ditangkap dari luar sel dan produk sel itu sendiri (autophagy).

Meskipun mereka bisa datang dalam berbagai bentuk dan ukuran, tergantung pada produk yang ditangkap untuk pencernaan, organel ini umumnya adalah vakuola bulat padat.

Partikel yang ditangkap oleh endositosis diangkut ke endosom, yang kemudian matang menjadi lisosom dengan agregasi hidrolase asam dari badan Golgi. Hidrolase ini bertanggung jawab untuk menurunkan protein, asam nukleat, polisakarida dan lipid.

Peroksisom

Representasi grafis dari peroksisom.
Sumber: Rock 'n Roll

Peroksisom adalah organel kecil (mikrobodi) dengan membran plasma sederhana, yang mengandung enzim oksidatif (peroksidase). Reaksi oksidasi yang dilakukan oleh enzim ini menghasilkan hidrogen peroksida (H ₂ O ₂ ).

Dalam organel ini, katalase bertanggung jawab untuk mengatur dan mencerna H ₂ O _{2 dengan} mengontrol konsentrasi selnya. Sel hati dan ginjal memiliki sejumlah besar peroksisom, ini menjadi pusat detoksifikasi utama dalam tubuh.

Jumlah peroksisom yang terkandung dalam sel diatur sebagai respons terhadap diet, konsumsi obat tertentu, dan respons terhadap berbagai rangsangan hormonal.

Mitokondria

Mitokondria. Diambil dan diedit dari: LadyofHats.

Sel yang mengonsumsi dan menghasilkan energi dalam jumlah besar (seperti sel otot lurik) memiliki mitokondria dalam jumlah besar. Organel ini memainkan peran penting dalam produksi energi metabolik dalam sel.

Mereka bertanggung jawab untuk produksi energi dalam bentuk ATP dari degradasi karbohidrat dan asam lemak, melalui proses fosforilasi oksidatif. Mereka juga dapat digambarkan sebagai pembangkit listrik bergerak yang mampu bergerak di sekitar sel, menyediakan energi yang diperlukan.

Mitokondria dicirikan dengan mengandung DNA mereka sendiri dan dapat mengkode tRNA, rRNA dan beberapa protein mitokondria. Sebagian besar protein mitokondria diterjemahkan di ribosom dan diangkut ke mitokondria melalui aksi sinyal tertentu.

Perakitan mitokondria melibatkan protein yang dikodekan oleh genomnya sendiri, protein lain yang dikodekan dalam genom inti, dan protein yang diimpor dari sitosol. Jumlah organel ini meningkat dengan pembelahan selama interfase, meskipun pembelahan ini tidak disinkronkan dengan siklus sel.

Ribosom

Ribosom adalah organel kecil yang berpartisipasi dalam sintesis protein. Ini terdiri dari dua subunit yang ditumpangkan satu di atas yang lain, mengandung protein dan RNA. Mereka memainkan peran penting dalam pembangunan rantai polipeptida selama penerjemahan.

Ribosom dapat ditemukan bebas di dalam sitoplasma atau berhubungan dengan retikulum endoplasma. Dengan berpartisipasi aktif dalam sintesis protein, mereka diikat oleh mRNA dalam rantai hingga lima ribosom yang disebut poliribosom. Sel yang berspesialisasi dalam sintesis protein memiliki sejumlah besar organel ini.

Organel dalam sel tumbuhan

Morphoanatomy dari sel tumbuhan (Sumber: Ævar Arnfjörð Bjarmason / galeri via Wikimedia Commons)

Sebagian besar organel yang dijelaskan sebelumnya (nukleus, retikulum endoplasma, aparatus Golgi, ribosom, membran plasma, dan peroksisom) ditemukan sebagai bagian dari sel tumbuhan, di mana pada dasarnya mereka melakukan fungsi yang sama seperti pada sel hewan.

Organel utama dalam sel tumbuhan yang membedakannya dari organisme lain adalah plastida, vakuola, dan dinding sel. Organel ini dikelilingi oleh membran sitoplasma.

Dinding seluler

Dinding sel adalah jaringan glukoprotein yang ada di hampir semua sel tumbuhan. Ini memainkan peran penting dalam pertukaran seluler zat dan molekul dan dalam sirkulasi air pada jarak yang berbeda.

Struktur ini terdiri dari selulosa, hemiselulosa, pektin, lignin, suberin, polimer fenolik, ion, air, dan berbagai protein struktural dan enzimatik. Organel ini berasal dari sitokinesis melalui penyisipan pelat sel, yang merupakan partisi yang dibentuk oleh fusi vesikula Golgi di tengah gambar mitosis.

Polisakarida dinding sel kompleks disintesis dalam badan Golgi. Dinding sel, juga dikenal sebagai matriks ekstraseluler (ECM) tidak hanya memberikan ketangguhan dan bentuk yang ditentukan pada sel, tetapi juga berpartisipasi dalam proses seperti pertumbuhan sel, diferensiasi dan morfogenesis, dan respons terhadap rangsangan lingkungan.

Vakuola

Vakuola adalah salah satu organel terbesar yang ada di sel tumbuhan. Mereka dikelilingi oleh selaput sederhana dan berbentuk seperti karung, menyimpan air dan cadangan zat seperti pati dan lemak atau zat sisa dan garam. Mereka terdiri dari enzim hidrolitik.

Mereka ikut campur dalam proses eksositosis dan endositosis. Protein yang diangkut dari badan Golgi memasuki vakuola, yang berfungsi sebagai lisosom. Mereka juga berpartisipasi dalam menjaga tekanan turgor dan keseimbangan osmotik.

Plastida

Plastida adalah organel yang dikelilingi oleh selaput ganda. Mereka diklasifikasikan menjadi kloroplas, amiloplas, kromoplas, oleinoplas, proteinoplas, proplas, dan etioplas.

Organel ini semi-otonom, karena mengandung genomnya sendiri yang dikenal sebagai nukleoid dalam matriks organel atau stroma, serta mesin replikasi, transkripsi, dan terjemahan.

Plastida memenuhi berbagai fungsi dalam sel tumbuhan, seperti sintesis zat dan penyimpanan nutrisi dan pigmen.

Jenis-jenis Plastida

Kloroplas dianggap sebagai plastida terpenting. Mereka adalah salah satu organel terbesar dalam sel dan ditemukan di berbagai daerah di dalamnya. Mereka ada di daun dan jaringan hijau, mengandung klorofil. Mereka ikut campur dalam penangkapan energi matahari dan fiksasi karbon atmosfer dalam proses fotosintesis.

-Amiloplas ditemukan di jaringan cadangan. Mereka kekurangan klorofil dan penuh dengan pati, berfungsi sebagai penyimpanan untuk ini dan juga berpartisipasi dalam persepsi gravitropik di tutup akar.

-Kromoplas menyimpan pigmen yang disebut karoten, yang dikaitkan dengan warna oranye dan kuning pada daun, bunga, dan buah musim gugur.

-Oleinoplast menyimpan minyak sedangkan proteinoplast menyimpan protein.

-Proplastidia adalah plastida kecil yang ditemukan di sel-sel meristematik akar dan batang. Fungsinya tidak terlalu jelas, meskipun diyakini sebagai prekursor dari plastida lainnya. Reformasi proplastida dikaitkan dengan diferensiasi ulang beberapa plastida dewasa.

-Etioplas ditemukan di kotiledon tanaman yang tumbuh dalam gelap. Saat terkena cahaya mereka dengan cepat berdiferensiasi menjadi kloroplas.

Referensi

1. Alberts, B., & Bray, D. (2006). Pengantar biologi sel. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D., & Sharrack, B. (2004). Yang penting dalam sistem saraf. Elsevier,
3. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). Sel. (hlm. 397-402). Marban.
4. Flores, RC (2004). Biologi 1. Progreso Editorial.
5. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Biologi seluler dan molekuler. Mexico. Editorial Pearson Education.
6. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2003). Biologi sel molekuler. Edisi kelima. New York: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). Memecahkan Ujian AP Biologi. Princeton Review.
8. Pierce, BA (2009). Genetika: Pendekatan konseptual. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Histologi. Editorial Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). Teknik diterapkan pada studi anatomi tumbuhan (Vol. 38). UNAM.
11. Scheffler, I. (2008). Mitokondria. Edisi kedua. Wiley
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C., & Starr, L. (2015). Biologi: Persatuan dan keanekaragaman hidup. Pendidikan Nelson.
13. Stille, D. (2006). Sel Hewan: Unit Kehidupan Terkecil. Menjelajahi Sains.
14. Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2007). Pengantar mikrobiologi. Panamerican Medical Ed.