DINDING SEL

BY: BIOLOGI 1 '12 UIN RADEN FATAH  PALEMBANG

Kelompok 1 :

1.      Abdul Roni

2.      Aldi Ramadona

3.      Endita

4.      Enda Kurniati

5.      DebI Noviyanti

6.      Gestri Rolahnoviza

1.      Dinding sel

Dinding sel adalah struktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar. Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan, bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan kelengkapannya berbeda.

Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel hewan. Namun demikian, hal ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat memberikan dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri. Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel (Issoegianti, 1993).

Pada sel tumbuh-tumbuhan termasuk  jamur  dan bakteri,  dinding sel  ini tampak nyata dan tersusun atas  molekul molekul karbohidrat  dalam bentuk selulose. Pada umumnya dinding sel tumbuh-tumbuhan Nampak lebih tebal dan kuat karena mempunyai fungsi utama sabagai pelindung sel dan rangka sel.

Walaupun dinding sel tumbuh-tumbuhan ini tebal tetapi tetap mempunyai sifat permeabilitas yang tinggi sehingga bahan-bahan yang diperlukan oleh sel maupun bahan-bahan yang dikeluarkan oleh sel dapat dengan mudah melewati dinding sel.

Pada sel tumbuh-tumbuhan yang masih muda dinding sel ini hanya selapis dan dinamakan lapisan primer. Apabila sel ini bertambah makin dewasa maka akan terbentuk lapisan diluarnya yang disebut lapisan sekunder. Antara kedua lapisan ini terdapat selapis tipis bahan yang mengandung pectin yang berfungsi sebagai perekat antara kedua lapisan.

Pada sel hewan dinding sel yang ada sebenarnya merupakan dinding sel semu dan lebih dikenal sebagai selubung sel karena sangat tipis sehingga mula-mula diduga sel hewan tidak mempunyai dinding sel. Pada hewan, selubung sel ini tersusun dari molekul-molekul karbohidrat yang kompleks. Selubung sel pada sel-sel epitel terdiri atas molekul-molekul glikoprotein dan polisakarida dalam bentuk asam hyaluronik, sedangkan pada sel-sel selaput lendir khusus se;ubung sel ini umumnya terdiri dari molekul-molekul mucin.

Selubung sel yang terdapat pada sel – sel jaringan lainnya umumnya dinamaakan glikokaliks yang menyelubungi seluruh sel dan dihasilkan oleh sel itu sendiri, yaitu oleh reticulum endoplasma dan  apparatus golgi.

Dari hasil penelitian ternyata bahwa glikokaliks ini mempunyai fungsi:

·         Ikut serta dalam proses filtrasi bahan yang masuk dan keluar sel

·         Memelihara membrane plasma dan lingkungan sekitar sel

·         Mengandung enzim – enzim tertetu sesuai dengan fungsi sel

·         Ikut berperan dalam menentukan sifat antigenitas sel (Juwono dan Juniarto, 2000).

Dinding sel bakteria mengandung peptidoglikan. Pada bakteria gram positif kandungan peptidoglikan  40-90%, sedangkan pada bakteria gram negative mungkin hanya1%. Bahan penyusun dinding kedua yang penting dan banyak terdapat pada bakteri gram positif adalah polimer  polio-fosfat yang disebut asam teichoat. Beberapa senyawa ini ditemukan pada dinding dan selaput sel. Di dinding seringkali jumlahnya sampai 20-50% berat kering dinding sel. Polimer karbohidrat lain yang ditemukan dalam bakteri tertentu (misalnya microccus lysodeikticus adalah asam teichuronat). Bakteri garam negative mempunyai dinding sel  yang lebih rumit daripada dinding sel bakteri gram positif.

Komunikasi antar sel

Sel-sel didalam organisme multisel perlu melakukan komunikasi satu dengan yang lain demi keseimbangan dan keserasian kerjanya. Terdapat dua cara komunikasi pada sel-sel hewan : 1. Komunikasi menggunakan zat kimia yang disekresikan sebagai isyarat. 2. Komunikasi langsung, pada pertautan celah.

Komunikasi dengan isyarat zat kimia

Dalam teknik komunikasi ini, terdapat dua kelompok sel yaitu : sel pemberi isyarat dan sel sasaran. Untuk saling berkomunikasi, sel menggunakan beraneka ragam zat kimia dan berbagai teknik pemberian isyarat. Komunikasi dengan isyarat zat kimia ekstrasel umumnya mencakup 6 langkah yaitu: 1. Sintesis di sel pemberi isyarat; 2. Sekresi hasil sintesis 3. Pengangkutan ke sel sasaran 4. Penemuan adanya isyarat oleh sel sasaran, 5. Pengubahan isyarat oleh reseptor pada sel sasaran, 6. Tanggapan sel sasaran. Tanggapan yang diberikan oleh sel sasaran dapat cepat dan sebentar, hal ini disebabkan karena isyarat, memicu perubahan kegiatan beberapa enzim yang telah ada di sel sasaran. Isyarat yang dapat memicu perubahan sedemikian cepat, biasanya senyawa-senyawa yang larut di dalam air dan masuk ke sel sasaran lewat reseptor yang terdapat di selaput sel (Issoegianti, 1993).

Fungsi Dinding Sel

Keberadaan dinding sel, membedakan sel tumbuhan dari sel hewan. Keberadaannya adalah dasar utama selain berbagai karakteristik tumbuhan sebagai organisme. Dinding sel bersifat kaku dan oleh karena itu berfungsi membatasi ukuran protoplas, mencegah protoplasma keluar dari membran plasma ketika ukuran sel membesar saat penyerapan air. Dinding sel sangat menentukan ukuran dan bentuk sel, tekstur jaringan, dan bentuk organ tumbuhan. Jenis sel sering diidentifikasi berdasarkan struktur dinding selnya, menunjukkan hubungan erat antara struktur dinding sel dan           fungsinya.
            Dinding sel merupakan kompartemen metabolik yang dinamis dan memiliki fungsi khusus yang penting. Dinding sel mengandung berbagai enzim dan memainkan peran penting dalam penyerapan, transportasi, dan sekresi zat dalam tumbuhan. Bukti eksperimental menunjukkan bahwa molekul yang dilepaskan oleh sel dinding terlibat dalam pengiriman sinyal sel ke sel, mempengaruhi diferensiasi selular.
            Selain itu dinding sel memainkan peran dalam pertahanan terhadap bakteri dan jamur patogen dengan menerima dan pengolahan informasi dari permukaan patogen dan mengirimkan informasi ini untuk membran plasma sel inang. Melalui proses pada gen-gen yang diaktifkan, sel inang dapat menjadi resisten terhadap serangan melalui produksi antibiotik phytoalexins yang bersifat racun untuk patogen—atau melalui pengendapan zat-zat seperti lignin, suberin, atau kalosa, yang dapat bertindak sebagai penghalang pasif terhadap serangan patogen.
       Secara ringkas, fungsi dinding sel adalah sebagai berikut:

·         Mempertahankan  dan menentukan bentuk sel (analog dengan   sebuah kerangka eksternal untuk setiap sel).

·         Dukungan dan kekuatan mekanik (memungkinkan tanaman untuk dapat tumbuh tinggi,    membuat helaian daun yang tipis dapat diposisikan secara baik untuk mendapatkan cahaya).

·         Mencegah membran sel meledak saat berada di dalam medium hipotonik (yaitu, tahan tekanan air).

·         Mengendalikan laju dan arah pertumbuhan sel dan mengatur volume sel.

·         Bertanggung jawab dalam desain dan mengendalikan morfogenesis tanaman sejak dinding tanaman berkembang hingga penambahan sel.

·         Memiliki peran metabolisme (yaitu, beberapa protein di dinding sel adalah enzim-enzim untuk transportasi, sekresi).

·         Penghalang fisik untuk: (a) patogen, dan (b) air dalam sel bergabus. Namun, harus diingat pula bahwa dinding sel sebenarnya sangat berpori dan memungkinkan molekul kecil, termasuk protein hingga 60.000 MW dapat bebas. Pori-pori pada dinding sel berukuran sekitar 4 nano meter.
Penyimpanan karbohidrat - komponen dinding ini dapat digunakan kembali dalam proses metabolisme lainnya (terutama dalam biji). Dengan demikian, di satu sisi dinding sel dapat berfungsi sebagai repositori penyimpanan untuk karbohidrat.

·         Sinyal - fragmen dinding, disebut oligosakarin, bertindak sebagai hormon. Oligosakarin, yang didapat dari hasil perkembangan normal atau karena serangan patogen, melakukan berbagai fungsi termasuk: (a) merangsang sintesis etilen, (b) mendorong sintesis fitoaleksin (pertahanan kimia yang diproduksi sebagai respon terhadap infeksi jamur / bakteri), (c) merangsang enzim kitinase dan (d) meningkatkan kadar kalsium sitoplasma dan (d) menyebabkan "ledakan oksidatif". Ledakan ini menghasilkan hidrogen peroksida, superoksida dan oksigen aktif lain yang dapat menyerang patogen secara langsung atau menyebabkan peningkatan lintas-hubungan di dinding sel, membuat dinding lebih keras untuk ditembus (Subowo 1995).

1.         MEMBRAN plasma

Membran plasma adalah batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yang luar biasa ini tebalnya kira-kira hanya 8nm (dibutuhkan lebih dari 8000 membran plasma untuk menyamai tebal kertas halaman ini) membrane plasma mengontrol lalulintas ke dalam dan keluar sel yang dikelilinginya. Seperti semua membran biologis, membran plasma memiliki permeabilitas selektif; yakni, membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengan lebih mudah daripada substansi yang lainnya. Salah satu episode paling awal dalam evolusi kehidupan mungkin berpa pembentukan membran yang membatasi suatu larutan yang mempunyai komposisi yang berbeda dari larutan sekelilingnya, tetapi masih bisa melakukan penyerapan nutrient dan pembuangan produk limbahnya kemampuan sel untuk membedakan pertukaran kimiawainya ini dengan lingkungannya merupakan hal yang mendasar bagi kehidupan, dan membran plasma inilah yang membuat keselektifan ini bisa terjadi.

Pada sel hewan membrane plasma inilah yang dalam gambar-gambar dianggap sebagai batas luar sel. Pada kenyataannya dengan menggunakan mikroskop cahaya kita tidak akan mampu melihat membrane plasma karena ukuran membrane plasma ini tebalnya hanya sekitar 75-95 angstrom unit. Jadi garis gelap yang Nampak membatasi sel sebelah luar sebenarnya adalah bukan membrane plasma tetapi bagian sitoplasma yang bewarna akibat perembesan zat warna yang digunakan untuk pemeriksaan.

Berdasarkan banyak teori tentang membran plasma oleh para ahli, teori-teori dalam   membrane plasma dapat disimpulkan dalam 3 kelompok, yaitu sbb:

1. Teori lembaran (leaflet theory), yang pada dasarnya menyatakan bahwa membrane plasma tersusun oleh lapisan-lapisan.

2. Teori bola-bola ( globular theory), menyatakan bahwa komponen lipid-protein berbentuk sebagai bola-bola yang tersusun membentuk lembaran.

3. Teori dinamis yang menyatakan bahwa struktur membrane plasma dapat berbentuk lembaran berlapis dan dapat berubah menjadi susunan bola-bola mengikuti keadaan dan kebutuhan (Subowo, 1995).

KOMPISISI KIMIA MEMBRAN plasma

Semua membran disusun dari lemak dan protein di mana setiap komponen diikat oleh ikatan nonkovalen. Selain lemak dan protein, membran sel juga mengandungkarbohidrat. Rasio antara lemak dan protein bervariasi bergantung tipe membran seluler misalanya antara membran pasma dan retikulum endoplasma atau pun tipe organismemisalnya antara prokariot dan eukariot. Sebagai membran mitokondria memiliki rasio protein/lemak yang tinggi dibandingkan membran plasma pada sel darah merah. 

Lipid

Lipid pada membran tersusun atas fosfolipid (lemak yang bersenyawa dengan fosfat). Fosfolipid merupakan lipid yang jumlahnya paling melimpah dalam sebagian besar membran. Kemampuan fosfolipid untuk membentuk membran disebabkan oleh struktur molekulernya. Fosfolipid merupakan suatu molekul amfipatik yang berarti bahwa molekul ini memiliki daerah hidrofilik maupun daerah hidrofobik. Sebagian besar membranmengandung fosfat, Molekul fosfat ini bersifat hidrofilik (dapat mengikat air)sedangkan molekul lemak bersifat hidrofobik (tidak dapat mengikat air)

Komponen lemak lain adalah kolesterol di mana pada hewan tertentu dapan mencapai 50% dari molekul lemak yang terdapat pada membran plasma. Kolesterol tidak terdapat pada sebagai besar membran plasma tubuhan dan bakteri.

Lipid yang terdapat pada selaput dapat diekstrak dengan kloroform, eter dan benzene. Dengan menggunakan kromatografi lapis tipis dan kromatografi gas, dapat diketahui komposisi lipid pada selaput sel. Lipid yang selalu dijumpai adalah fosfolipid, sfingolipid, glikolipid dan sterol. Kolesterol merupakan lipida terbanyak yang menyusun selaput sel.  

Kar

Peran karbohidrat membran dalam pengenalan sel dengan sel kemampuan sel untuk membedakan tipe-tipe sel yang bertetangga, bersifat krusial bagi fungsi organisme. Misalnya, penting untuk memilah-milah sel menjadi berbagai jaringan dan organ dalam embrio hewan. Pengenalan sel dengan sel juga menjadi dasar penolakan sel asing (penolakan organ cangkokan atau transplantasi) oleh sistem kekebalan. Karbohidrat pada membran biasanya  merupakan rantai pendek bercabang yang tersusun kurang dari 15 unit gula sebagjan diantaranya berikatan kovalen dengan lipid, membentuk molekul yang disebut glikolipid (glycolipid ). Akan tetapi sebagian besar karbohidrat berikatan kovalen dengan protein, membentuk glikoprotein.

Protein

Protein membran tersusun atas glikoprotein atau protein yang bersenyawa dengan karbohidrat. Bergantung pada tipe sel dan organel tertentu dalam sel, membran memiliki 12 sampai lebih dari 50 macam protein berbeda. Protein ini tidak disusun secara acak tetapi setiap lokasi dan orientasinya disusun pada posisi relatif tertentu pada lipid bilayer. Protein pada membran tidak simetris yakni bagian luar membran dan bagian dalam membran tersusun berbeda. Posisi seperti ini memungkinkan membran sebelah luar beriteraksi dengan dengan ligan sektraseluer seperti hormon dan faktor pertumbuhan sedangkan bagian dalam dapat berinteraksi dengan molekul sitoplasma seperti protein G atau protein kinase. Terdapat dua lapisan utama protein membrane.

Protein integral

Protein integral adalah protein yang berpenetrasi kedalam lipid bilayer. Protein ini dapat menembus membran sehingga memiliki domain pada sisi ekstra seluler dan sitoplasmik dari membran. Protein integral umumnya merupakan protein transmembran, dengan daerah hidrofobik yang seluruhnya membentang sepanjang interior hidrofobik membrane tersebut. Daerah hidrofobik protein integral terdiri atas satu atau lebih rentangan asam amino nonpolar, yang biasanya bergulung menjadi helix a. pada ujung hidrofilik molekul ini dipaparkan kelarutan aqueous pada kedua sisi membrane.

      Protein perifer

Protein periferal sama sekali tidak tertanam dalam bilayer lipid. Seluruhnya berlokasi dibagian luar dari lipid bilayer, baik itu di permukaan sebelah ekstraseluler maupun sitoplasmik dan berhubungan dengan membran malalui ikatan non kovalen. Protein ini merupakan angota yang terikat secara longgar pada permukaan membran, sering juga pada bagian protein integral yang dibiarkan terpapar. Protein pada membran menentukan sebagian besar fungsi spesifik membran.

 Lipid anchor protein

Terdapat disebelah luar lipid bilayer tetapi berikatan secara kovalen dengan molekul lemak yang terdapat pada lipid bilayer.

Protein membran plasma memiliki fungsi yang sangat luas antara lain sebagai protein pembawa (carrier) senyawa melalui membran sel, penerima isyarat (signal) hormaonal dan meneruskan isyarat tersebut ke bagian sel sendiri atau sel lainnya. Protein selaput plasma juga berfungsi sebagai pengikat komponen sitoskeleton dengan senyawa-senyawa ekstraseluler. Protein-protein permukaan luar memberikan cirri individual sel dan macam protein dapat berubah sesuia dengan diferensiasi sel. Protein-protein pada membran sel banyak juga yang berfungsi sebagai enzim terutama yang terdapat pada selaput mitokondria, retikulum endoplasma dan kloroplas. Sebagai contoh, senyawa-senyawa fosfolipid membran plasma disintesis oleh enzim-enzim yang terdapat pada membran retikulum endoplasma.

Protein membran sel memiliki kemampuan bergerak, sehingga dapat berpidah tempat. Perpindahan berlangsung ke arah lateral dengan jalan difusi. Namun tidak semu protein mampu berpindah tempat. Beberapa jenis protein integral tertahan dalam selaput oleh anyaman molekul-molekul protein yang berada tepat di bawah permukaan dalam selaput plasma. Anyaman ini berhubungan dengan sitoskelet atau rangka sel.

Struktur fisiko-kima protein selaput sel kurang diketahui, mengingat bahwa bentuknya sangat bervariasi. Berdasarkan kajian mikroskopis dan teknik freeze fracture diketahui bahwa protein dalam selaput sel berbentuk globular (Issoegianti, 1993).                                                
sifat-sifat khas membran plasma:

a.    Makromolekul tidak dapat melewati membran plasma sehingga sitoplasma yang sebagian besar berupa protein tetap terkurung oleh membran plasma.

b.   Membran plasma sebagai pelindung sel mampu menjaga keseimbangan elektrolit.

c.    Membran plasma mempunyai kemampuan mengadakan transportasi aktif.

d.   Membrane plasma mampu melaksanakan transportasi air.

e.    Zat-zat yang larut dalam lipid dapat pula melewati membran sel. Hal ini sesuai dengan teori globular.

f.    Membrane sel mampu mengadakan invaginasi seperti dapat dilihat pada proses fagositosis dan pinositosis. Hal ini pula yang mendukung dimasukkannya membrane plasma dalam kelompok organel sel.

Pada dasarnya suatu bahan dapat masuk ke dalam sel maupun keluar dari dalam sel  dengan menggunakan suatu proses tertentu. Proses-proses yang terjadi dalam hal ini ada 4 macam proses utama, yaitu:

·      Difusi

Merupakan suatu proses lewatnya bahan-bahan tertentu lewat suatu membrane sebagai akibat konsentrasi yang berbeda.

·         Osmosis

Ialah lewatnya zat pelarut melalui membrane sebagai akibat perbedaan tekanan osmosis.

·      Transportasi aktif

Transportasi aktif digunakan untuk memasukkan bahan yang sukar melewati membrane plasma, transportasi aktif ini dibutuhkan energi. 

Transportasi aktif meliputi: 

1.      Tahap 1

  Pengikatan penetrat oleh karier

2.      Tahap 2

  Tahap translokasi dimana ikatan penetrat dan karier berpindah tempat/memutar sehingga penetrat mudah dilepaskan ke dalam sel.

3.      Tahap 3

  Pelepasan penetrat oleh karier.

·         Endositosis

            Endositosis merupakan proses pemasukan suatu bahan dari luar sel ke dalam sel dengan cara melingkupi bahan tersebut dengan membran plasma. Cara transfortasi ini berbeda dengan cara-cara lain diatas dan pada dasarnya ada dua macam, yaitu:

ü  Fagositosi untuk benda padat

ü  Pinositosis untuk benda cair.

Fungsi Membran plasma    

            Membran Plasma sangat penting untuk menjaga kehidupan sel. fungsi membran Plasma adalah sebagai berikut:
1.  Melindungi Isi sel

2.   Membran plasma berfungsi mempertahankan isi sel.

3.   Mengatur keluar masuknya molekul-molekul

4.   Membran plasma bersifat semipermeabel (selektif permeabel), artinya ada zat-zat        tertentu yang dapat melewati membran dan ada pula yang tidak. Molekul tersebut berguna untuk mempertahankan kehidupan sel.

5.   Menerima rangsangan dari luar sel (sebagai reseptor)
        Rangsangan itu berupa zat-zat kimia, misalnya hormon, racun, rancangan listrik,    dan rangsangan mekanik, misalnya tusukan dan tekanan, sebagai contoh adalah sel Amoeba. Sel Amoeba yang tidak memiliki indra ternyata mampu menerima rangsangan, baik rangsangan kimia, listrik, maupun mekanik. Bagian sel yang berfungsi sebagai reseptor adalah gilikoprotein.

6.   Membran plasma berfungsi sebagai barier semipermeabel yang memungkinkan molekul yang berukuran kecil dapat keluar masuk ke dalam sel. Hasil pengamatan mikroskop elektron terhadap membran sel menunjukkan bahwa membran sel merupakan lipid bilayer. (disebut sebagai fluid-mosaic model). Molekul penyusun utama adalah fosfolipid, yang terdiri dari bagian kepala yang polar (hidrofilik) dan dua ekor nonpolar (hidrofobik). Fosfolipid ini tersusun atas bagian nonpolar membentuk daerah hidrofobik yang diapit oleh daerah kepela yang pada bagian dalam dan luar membrane (Juwono dan Juniarto, 2000).