DINDING SEL: KARAKTERISTIK, FUNGSI DAN STRUKTUR - BIOLOGI - 2025

The dinding sel adalah struktur tebal dan tahan yang delimits beberapa jenis sel dan ditemukan mengelilingi membran plasma. Itu tidak dianggap sebagai dinding yang mencegah kontak dengan luar; Ini adalah struktur yang kompleks dan dinamis dan bertanggung jawab atas sejumlah besar fungsi fisiologis dalam organisme.

Dinding sel ditemukan pada tumbuhan, jamur, bakteri, dan alga. Setiap dinding memiliki struktur dan komposisi khas dari kelompoknya. Sebaliknya, salah satu ciri sel hewan adalah tidak adanya dinding sel. Struktur ini terutama bertanggung jawab untuk memberi dan memelihara bentuk sel.

Dinding sel bertindak sebagai penghalang pelindung dalam menanggapi ketidakseimbangan osmotik yang mungkin ada di lingkungan sel. Selain itu, memiliki peran dalam komunikasi antar sel.

Karakteristik umum

-Dinding sel adalah penghalang tebal, stabil dan dinamis yang ditemukan di berbagai kelompok organisme.

-Kehadiran struktur ini sangat penting untuk kelangsungan hidup sel, bentuknya dan, dalam kasus organisme berbahaya, ia berpartisipasi dalam patogenisitasnya.

-Meskipun komposisi dinding berbeda-beda tergantung pada masing-masing kelompok, fungsi utamanya adalah menjaga integritas sel terhadap kekuatan osmotik yang dapat meletus sel.

-Dalam kasus organisme multisel, ini membantu pembentukan jaringan dan berpartisipasi dalam komunikasi sel

Dinding sel pada tumbuhan

Struktur dan komposisi

Dinding sel sel tumbuhan terdiri dari polisakarida dan glikoprotein, tersusun dalam matriks tiga dimensi.

Komponen terpenting adalah selulosa. Ini terdiri dari unit glukosa berulang, dihubungkan bersama oleh ikatan β - 1,4. Setiap molekul mengandung sekitar 500 molekul glukosa.

Komponen lainnya meliputi: homogalacturonan, rhamnogalacturonan I dan II dan polisakarida hemiselulosa seperti xyloglucans, glukomanan, xilan, dan lain-lain.

Dinding juga memiliki komponen yang bersifat protein. Arabinogalactan adalah protein yang ditemukan di dinding dan berhubungan dengan pensinyalan sel.

Ikatan hemiselulosa melalui ikatan hidrogen menjadi selulosa. Interaksi ini sangat stabil. Untuk komponen lainnya, mode interaksi belum ditentukan dengan baik.

Anda dapat membedakan antara dinding sel primer dan sekunder. Primer tipis dan agak lunak. Setelah pertumbuhan sel berhenti, terjadi pengendapan dinding sekunder, yang dapat mengubah komposisinya sehubungan dengan dinding primer atau tetap tidak berubah dan hanya menambah lapisan ekstra.

Dalam beberapa kasus, lignin merupakan komponen dinding sekunder. Misalnya, pohon memiliki banyak selulosa dan lignin.

Perpaduan

Proses biosintesis dinding itu rumit. Ini melibatkan sekitar 2000 gen yang berpartisipasi dalam pembangunan struktur.

Selulosa disintesis pada membran plasma untuk disimpan langsung di luar. Pembentukannya membutuhkan beberapa kompleks enzim.

Komponen lainnya disintesis dalam sistem membran yang terletak di dalam sel (seperti badan Golgi) dan diekskresikan melalui vesikel.

Fungsi

Dinding sel pada tumbuhan memiliki fungsi yang serupa dengan yang dilakukan oleh matriks ekstraseluler pada sel hewan, seperti menjaga bentuk dan struktur sel, jaringan penghubung, dan pensinyalan sel. Di bawah ini kami akan membahas fungsi yang paling penting:

Atur turgor

Dalam sel hewan - yang tidak memiliki dinding sel - lingkungan ekstraseluler merupakan tantangan besar dalam hal osmosis.

Ketika konsentrasi medium lebih tinggi dibandingkan dengan bagian dalam sel, maka air cenderung mengalir keluar dari sel. Sebaliknya, saat sel terkena lingkungan hipotonik (konsentrasi lebih tinggi di dalam sel) air masuk dan sel bisa meledak.

Dalam kasus sel tumbuhan, zat terlarut yang ditemukan di lingkungan seluler lebih sedikit daripada di bagian dalam sel. Namun, sel tidak meledak karena dinding sel berada di bawah tekanan. Fenomena ini menyebabkan munculnya tekanan mekanis atau turgor seluler tertentu.

Tekanan turgor yang dibuat oleh dinding sel membantu menjaga jaringan tanaman tetap kaku.

Koneksi sel

Sel tumbuhan mampu berkomunikasi satu sama lain melalui serangkaian "saluran" yang disebut plasmodesmata. Jalur ini menghubungkan sitosol dari kedua sel dan bertukar bahan dan partikel.

Sistem ini memungkinkan terjadinya pertukaran produk metabolisme, protein, asam nukleat, dan bahkan partikel virus.

Rute persinyalan

Dalam matriks rumit ini terdapat molekul yang berasal dari pektin, seperti oligogalacturonides, yang memiliki kemampuan untuk memicu jalur pensinyalan seperti respons pertahanan. Dengan kata lain, mereka berfungsi seperti sistem kekebalan pada hewan.

Meskipun dinding sel membentuk penghalang melawan patogen, itu tidak sepenuhnya tidak bisa ditembus. Oleh karena itu, ketika dinding melemah, senyawa ini dilepaskan dan "memperingatkan" tanaman dari serangan itu.

Sebagai tanggapan, pelepasan spesies oksigen reaktif terjadi dan metabolit, seperti phytoalexins, yang merupakan zat antimikroba, diproduksi.

Dinding sel pada prokariota

Struktur dan komposisi di Eubacteria

Dinding sel eubacteria memiliki dua struktur dasar, yang dibedakan dengan pewarnaan Gram yang terkenal.

Kelompok pertama terdiri dari bakteri Gram negatif. Pada tipe ini membrannya ganda. Dinding sel tipis dan dikelilingi di kedua sisi oleh membran plasma bagian dalam dan luar. Contoh klasik dari bakteri Gram negatif adalah E. coli.

Pada bagiannya, bakteri Gram positif hanya memiliki membran plasma dan dinding selnya lebih tebal. Ini biasanya kaya akan asam teichoic dan asam mycolic. Contohnya adalah patogen Staphylococcus aureus.

Komponen utama dari kedua jenis dinding ini adalah peptidoglikan, juga dikenal sebagai murein. Satuan atau monomer yang menyusunnya adalah N-acetylglucosamine dan N-acetylmuramic acid. Ini terdiri dari rantai linier polisakarida dan peptida kecil. Peptidoglikan membentuk struktur yang kuat dan stabil.

Beberapa antibiotik, seperti penisilin dan vankomisin, bekerja dengan cara mencegah pembentukan ikatan di dinding sel bakteri. Ketika bakteri kehilangan dinding selnya, struktur yang dihasilkan dikenal sebagai spheroplast.

Struktur dan komposisi di archaea

Archaea berbeda dalam komposisi dinding dari bakteri, terutama karena mereka tidak mengandung peptidoglikan. Beberapa archaea memiliki lapisan pseudopeptidoglikan atau pseudomurein.

Polimer ini memiliki ketebalan 15-20 nm dan mirip dengan peptidoglikan. Komponen polimer adalah asam lN-acetyltalosaminuronic yang dihubungkan dengan N-Acetylglucosamine.

Mereka mengandung sejumlah lipid langka, seperti gugus isoprena yang terikat gliserol dan lapisan tambahan glikoprotein, yang disebut lapisan S. Lapisan ini sering dikaitkan dengan membran plasma.

Lipid berbeda dengan bakteri. Pada eukariota dan bakteri, ikatan yang ditemukan adalah dari tipe ester, sedangkan pada archaea mereka dari tipe eter. Tulang punggung gliserol adalah tipikal domain ini.

Ada beberapa spesies archaea, seperti Ferroplasma Acidophilum dan Thermoplasma spp., Yang tidak memiliki dinding sel, meskipun hidup dalam kondisi lingkungan yang ekstrim.

Eubacteria dan archaea memiliki lapisan protein yang besar, seperti adhesins, yang membantu mikroorganisme ini berkoloni di lingkungan yang berbeda.

Perpaduan

Pada bakteri Gram negatif, komponen dinding disintesis di sitoplasma atau membran bagian dalam. Konstruksi dinding terjadi di luar sel.

Pembentukan peptidoglikan dimulai di sitoplasma, tempat sintesis prekursor nukleotida dari komponen dinding terjadi.

Selanjutnya, sintesis berlanjut di membran sitoplasma, di mana senyawa yang bersifat lipid disintesis.

Proses sintesis berakhir di dalam membran sitoplasma, di mana terjadi polimerisasi unit peptidoglikan. Enzim yang berbeda berpartisipasi dalam proses ini.

fitur

Seperti dinding sel pada tumbuhan, struktur pada bakteri ini melakukan fungsi serupa untuk melindungi organisme bersel tunggal ini dari lisis terhadap tekanan osmotik.

Membran luar bakteri Gram negatif membantu dalam translokasi protein dan zat terlarut, dan dalam transduksi sinyal. Ini juga melindungi tubuh dari patogen dan memberikan stabilitas sel.

Dinding sel pada jamur

Struktur dan komposisi

Sebagian besar dinding sel pada jamur memiliki komposisi dan struktur yang cukup mirip. Mereka terbentuk dari polimer karbohidrat seperti gel, terjalin dengan protein dan komponen lainnya.

Komponen khas dari dinding jamur adalah kitin. Ini berinteraksi dengan glukan untuk membuat matriks berserat. Meskipun merupakan struktur yang kuat, ia menunjukkan tingkat kelenturan tertentu.

Perpaduan

Sintesis komponen utama - kitin dan glukan - terjadi di membran plasma.

Komponen lain disintesis di badan Golgi dan di retikulum endoplasma. Molekul-molekul ini dibawa keluar sel melalui ekskresi melalui vesikel.

fitur

Dinding sel jamur menentukan morfogenesis, viabilitas sel dan patogenisitasnya. Dari sudut pandang ekologi, ini menentukan jenis lingkungan di mana jamur tertentu bisa atau tidak bisa hidup.

Referensi

1. Albers, SV, & Meyer, BH (2011). Amplop sel archaea. Ulasan Alam Mikrobiologi, 9 (6), 414–426.
2. Cooper, G. (2000). Sel: Pendekatan Molekuler. Edisi ke-2. Sinauer Associates.
3. Forbes, BA (2009). Diagnosis mikrobiologis. Panamerican Medical Ed.
4. Gow, NA, Latge, JP, & Munro, CA (2017). Dinding sel jamur: struktur, biosintesis, dan fungsi. Spektrum mikrobiologi 5 (3)
5. Keegstra, K. (2010). Dinding sel tumbuhan. Fisiologi tumbuhan, 154 (2), 483–486.
6. Koebnik, R., Locher, KP, & Van Gelder, P. (2000). Struktur dan fungsi protein membran luar bakteri: singkatnya barel. Mikrobiologi molekuler, 37 (2), 239-253.
7. 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.
8. Scheffers, DJ, & Pinho, MG (2005). Sintesis dinding sel bakteri: wawasan baru dari studi lokalisasi. Ulasan Mikrobiologi dan Biologi Molekuler, 69 (4), 585-607.
9. Showalter, AM (1993). Struktur dan fungsi protein dinding sel tumbuhan. The Plant Cell, 5 (1), 9-23.
10. Valent, BS, & Albersheim, P. (1974). Struktur dinding sel tumbuhan: Pada pengikatan xyloglucan pada serabut selulosa. Fisiologi Tumbuhan, 54 (1), 105-108.
11. Vallarino, JG, & Osorio, S. (2012). Peran pensinyalan oligogalacturonides diturunkan selama degradasi dinding sel. Pensinyalan & perilaku tanaman, 7 (11), 1447–1449.