PLASTOS: CIRI, STRUKTUR DAN JENIS - BIOLOGI - 2025

Kelompok plastid atau plastidiosson orgánulas semiautonomous cell dengan berbagai fungsi. Mereka ditemukan di sel-sel alga, lumut, pakis, gymnospermae, dan angiospermae. Plastida yang paling menonjol adalah kloroplas, yang bertanggung jawab untuk fotosintesis dalam sel tumbuhan.

Menurut morfologi dan fungsinya, ada berbagai macam plastida: kromoplas, leukoplas, amiloplas, etioplas, oleoplas, dan lain-lain. Kromoplas mengkhususkan diri dalam penyimpanan pigmen karotenoid, amiloplas menyimpan pati, dan plastida yang tumbuh dalam gelap disebut etioplas.

Anehnya, plastida telah dilaporkan pada beberapa cacing parasit dan pada moluska laut tertentu.

Karakteristik umum

Plastida adalah organel yang ada di sel tumbuhan yang ditutupi oleh membran lipid ganda. Mereka memiliki genomnya sendiri, konsekuensi dari asal endosimbiosisnya.

Diperkirakan bahwa sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu sebuah sel protoeukariotik menelan bakteri fotosintetik, sehingga memunculkan garis keturunan eukariotik.

Secara evolusioner, tiga garis plastida dapat dibedakan: glaukofit, garis keturunan alga merah (rhodoplas) dan garis keturunan ganggang hijau (kloroplas). Garis keturunan hijau memunculkan plastida dari alga dan tumbuhan.

Materi genetik memiliki 120 hingga 160 kb - pada tumbuhan yang lebih tinggi - dan diatur dalam molekul DNA pita ganda yang tertutup dan melingkar.

Salah satu ciri paling mencolok dari organel-organel ini adalah kemampuannya untuk saling bertukar. Perubahan ini terjadi berkat adanya rangsangan molekuler dan lingkungan. Misalnya, ketika ethioplast menerima sinar matahari, ia mensintesis klorofil dan menjadi kloroplas.

Selain fotosintesis, plastida memenuhi berbagai fungsi: sintesis lipid dan asam amino, penyimpanan lipid dan pati, fungsi stomata, pewarnaan struktur tanaman seperti bunga dan buah, serta persepsi gravitasi.

Struktur

Semua plastida dikelilingi oleh membran lipid ganda dan di dalamnya memiliki struktur membran kecil yang disebut tilakoid, yang dapat meluas pada jenis plastida tertentu.

Strukturnya tergantung pada jenis plastida, dan setiap varian akan dijelaskan secara mendetail di bagian selanjutnya.

Jenis

Ada serangkaian plastida yang memenuhi fungsi berbeda di dalam sel tumbuhan. Namun, batasan antara setiap jenis plastida tidak terlalu jelas, karena terdapat interaksi yang signifikan antara struktur dan ada kemungkinan terjadinya interkonversi.

Demikian pula, ketika membandingkan jenis sel yang berbeda, ditemukan bahwa populasi plastida tidak homogen. Di antara jenis dasar plastida yang ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi adalah sebagai berikut:

Proplastida

Mereka adalah plastida yang belum terdiferensiasi dan bertanggung jawab untuk menghasilkan semua jenis plastida. Mereka ditemukan di meristem tanaman, baik di akar maupun di batang. Mereka juga berada dalam embrio dan jaringan muda lainnya.

Mereka adalah struktur kecil, panjang satu atau dua mikrometer dan tidak mengandung pigmen apapun. Mereka memiliki membran tilakoid dan ribosomnya sendiri. Di dalam bijinya, proplastidia mengandung butiran pati yang merupakan sumber cadangan penting bagi embrio.

Jumlah proplastidia per sel bervariasi, dan antara 10 dan 20 struktur ini dapat ditemukan.

Distribusi proplastidia dalam proses pembelahan sel sangat penting untuk berfungsinya meristem atau organ tertentu. Ketika pemisahan yang tidak merata terjadi dan sel tidak menerima plastida, maka sel tersebut akan mati dengan cepat.

Oleh karena itu, strategi untuk memastikan pembagian yang adil dari plastida ke sel anak harus didistribusikan secara homogen di dalam sitoplasma sel.

Demikian juga, proplastidia harus diwariskan oleh keturunannya dan hadir dalam formasi gamet.

Kloroplas

Kloroplas adalah plastida sel tumbuhan yang paling menonjol dan mencolok. Bentuknya lonjong atau spheroidal dan jumlahnya biasanya bervariasi antara 10 dan 100 kloroplas per sel, meski bisa mencapai 200.

Panjangnya 5 sampai 10 µm dan lebar 2 sampai 5 µm. Mereka terletak terutama di daun tanaman, meski bisa ada di batang, tangkai daun, kelopak yang belum matang, antara lain.

Kloroplas berkembang dalam struktur tanaman yang tidak berada di bawah tanah, dari proplastidia. Perubahan yang paling mencolok adalah produksi pigmen, untuk mengambil warna hijau yang khas dari organel ini.

Seperti plastida lainnya, mereka dikelilingi oleh membran ganda dan di dalamnya memiliki sistem membran ketiga, tilakoid, yang tertanam di stroma.

Tilakoid adalah struktur berbentuk cakram yang ditumpuk menjadi butiran. Dengan cara ini, kloroplas secara struktural dapat dibagi menjadi tiga kompartemen: ruang antara membran, stroma, dan lumen tilakoid.

Seperti pada mitokondria, pewarisan kloroplas dari orang tua ke anak terjadi oleh salah satu orang tua (uniparental) dan mereka memiliki materi genetik sendiri.

fitur

Dalam kloroplas, terjadi proses fotosintesis, yang memungkinkan tumbuhan menangkap cahaya dari matahari dan mengubahnya menjadi molekul organik. Faktanya, kloroplas adalah satu-satunya plastida dengan kemampuan fotosintesis.

Proses ini dimulai di membran tilakoid dengan fase cahaya, di mana kompleks enzim dan protein yang diperlukan untuk proses tersebut berlabuh. Tahap akhir fotosintesis, atau fase gelap, terjadi di stroma.

Amiloplas

Amiloplas mengkhususkan diri dalam penyimpanan butiran pati. Mereka kebanyakan ditemukan di jaringan cadangan tumbuhan, seperti endosperma dalam biji dan umbi.

Kebanyakan amiloplas terbentuk langsung dari protoplas selama perkembangan tubuh. Secara eksperimental, pembentukan amiloplas telah dicapai dengan mengganti auksin fitohormon dengan sitokinin, menyebabkan reduksi pembelahan sel dan memicu penumpukan pati.

Plastida ini adalah reservoir untuk berbagai macam enzim, mirip dengan kloroplas, meskipun mereka kekurangan klorofil dan mesin fotosintesis.

Persepsi gravitasi

Amiloplas terkait dengan respons terhadap sensasi gravitasi. Di akarnya, sensasi gravitasi dirasakan oleh sel-sel columella.

Dalam struktur ini adalah statolith, yang merupakan amiloplas khusus. Organel ini terletak di bagian bawah sel columella, yang menunjukkan pengertian gravitasi.

Posisi statolith memicu serangkaian sinyal yang mengarah pada redistribusi hormon auksin, menyebabkan pertumbuhan struktur yang mendukung gravitasi.

Butiran pati

Pati adalah polimer semi-kristal tidak larut yang terdiri dari unit glukosa berulang, menghasilkan dua jenis molekul, amilopeptin dan amilosa.

Amilopeptin memiliki struktur bercabang, sedangkan amilosa adalah polimer linier dan mereka terakumulasi dalam banyak kasus dalam proporsi 70% amilopeptin dan 30% amilosa.

Butiran pati memiliki struktur yang cukup terorganisir, berhubungan dengan rantai amilopeptin.

Dalam amiloplas yang dipelajari dari endosperm sereal, butiran memiliki diameter yang bervariasi dari 1 hingga 100 µm, dan dapat dibedakan antara butiran besar dan kecil yang umumnya disintesis dalam amiloplas yang berbeda.

Kromoplas

Kromoplas adalah plastida sangat heterogen yang menyimpan pigmen berbeda dalam bunga, buah, dan struktur berpigmen lainnya. Juga, ada vakuola tertentu dalam sel yang dapat menyimpan pigmen.

Dalam angiospermae perlu memiliki beberapa mekanisme untuk menarik hewan yang bertanggung jawab atas penyerbukan; Karena alasan ini, seleksi alam mendukung akumulasi pigmen yang cerah dan menarik di beberapa struktur tumbuhan.

Umumnya, kromoplas berkembang dari kloroplas selama proses pematangan buah, di mana buah hijau memiliki warna yang khas dari waktu ke waktu. Misalnya, tomat mentah berwarna hijau dan bila matang warnanya merah cerah.

Pigmen utama yang terakumulasi dalam kromoplas adalah karotenoid, yang bervariasi dan dapat menghadirkan warna berbeda. Karoten berwarna oranye, likopen berwarna merah, dan zeaxanthin serta violaxanthin berwarna kuning.

Pewarnaan akhir struktur ditentukan oleh kombinasi pigmen tersebut.

Oleoplas

Plastida juga mampu menyimpan molekul yang bersifat lipid atau protein. Oleoplast mampu menyimpan lipid dalam tubuh khusus yang disebut plastoglobules.

Antena bunga ditemukan dan isinya dilepaskan di dinding serbuk sari. Mereka juga sangat umum pada spesies kaktus tertentu.

Selain itu, oleoplas memiliki protein berbeda seperti fibrillin dan enzim yang terkait dengan metabolisme isoprenoid.

Leukoplas

Leukoplas adalah plastida tanpa pigmen. Mengikuti definisi ini, amiloplas, oleoplas, dan proteinoplas dapat diklasifikasikan sebagai varian leukoplas.

Leukoplas ditemukan di sebagian besar jaringan tumbuhan. Mereka tidak memiliki membran tilakoid yang mencolok dan memiliki sedikit butiran plasma.

Mereka memiliki fungsi metabolisme di akar, di mana mereka mengakumulasi sejumlah besar pati.

Gerontoplas

Ketika tanaman menua, terjadi konversi kloroplas menjadi gerontoplas. Selama proses penuaan, membran tilakoid pecah, gumpalan plasma menumpuk, dan klorofil rusak.

Etioplas

Ketika tanaman tumbuh dalam kondisi kurang cahaya, kloroplas tidak berkembang dengan baik dan plastida yang terbentuk disebut ethioplas.

Etioplas mengandung butiran pati dan tidak memiliki membran tilakoid yang berkembang luas seperti pada kloroplas dewasa. Jika kondisi berubah dan ada cukup cahaya, etioplas dapat berkembang menjadi kloroplas.

Referensi

1. Biswal, UC, & Raval, MK (2003). Biogenesis kloroplas: dari proplastid hingga gerontoplast. Springer Science & Business Media.
2. Cooper, GM (2000). Sel: Pendekatan Molekuler. Edisi ke-2. Sunderland (MA): Sinauer Associates. Kloroplas dan Plastida Lainnya. Tersedia di: ncbi.nlm.nih.gov
3. Gould, SB, Waller, RF, & McFadden, GI (2008). Evolusi plastida. Tinjauan tahunan biologi tumbuhan, 59, 491–517.
4. Lopez - Juez, E., & Pyke, KA (2004). Plastida dilepaskan: perkembangannya dan integrasinya dalam pengembangan tanaman. Jurnal Internasional Biologi Perkembangan, 49 (5–6), 557–577.
5. Pyke, K. (2009). Biologi plastid. Cambridge University Press.
6. Pyke, K. (2010). Divisi plastid. Tanaman AoB, plq016.
7. Wise, RR (2007). Keragaman bentuk dan fungsi plastida. Dalam Struktur dan Fungsi Plastida (hlm. 3–26). Springer, Dordrecht.