Sel Tumbuhan : Struktur, Fungsi, Ciri Ciri, Organel dan Perbedaan

Setelah membaca baca beberapa artikel di internet tentang sel tumbuhan, saya berniat untuk membuat penjelasan lengkap perihal sel tumbuhan dan segala hal yang perlu kamu tahu tentang sel tumbuhan. Mulai dari struktur, organel sel, dinding sel dan juga perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan dan keunikan dari sel tumbuhan.

Jujur, setelah membaca beberapa artikel di halaman satu google Indonesia pada keyword “Sel tumbuhan” saya merasa kecewa dengan informasi informasi yang ada perihal sel tumbuhan.

Adapun yang bagus, tidak berada di halaman 1 pencarian.
Semoga dengan adanya artikel ini, kalian dapat memiliki pengetahuan yang lebih yang sekiranya jarang kalian baca di website lainnya. Mari mulai.

Definisi Sel Tumbuhan

Mari mulai dengan mengetahui arti kata “Sel tumbuhan” atau pengertian sel tumbuhan. Kenapa kita harus tahu? Karena dengan mengetahui definisinya, pemahaman kita akan bertambah.

Saya akan bagi dua definisi sel tumbuhan disini, mungkin kalian belum pernah temukan di website manapun di Indonesia. Pertama adalah definisi sel tumbuhan yang lama, dan yang kedua adalah definisi terbaru.

A. Pengertian Sel Tumbuhan

Setiap ilmu akan mengalami perkembangan seiring dengan perkembangan teknologi. Dalam hal sistologi (ilmu tentang sel) atau biologi sel, perkembangan mikroskop menjadi salah satu faktor penentu.

Definisi sel tumbuhan yang lama adalah sel eukariotik yang mengandung senyawa fotosintesis, memiliki dinding sel dan vakuola sentral. Definisi sel tumbuhan ini terbilang sudah usang, dan terkadang menyesatkan. Saya akan jelaskan alasannya setelah memberikan definisi terbaru.

B. Pengertian Sel Tumbuhan Lainnya

Seperti yang saya sebutkan tadi, perkembangan mikroskop dan banyaknya hasil penelitian tentang sel sel tumbuhan serta sel hewan dan sel fungi, saya dapat membuat definisi yang baru mengenai sel tumbuhan.

Apabila ada ahli atau ilmuwan yang pernah membuat definisi yang sama dengan saya, saya tidak bermaksud untuk mencaplok, hanya saya tidak tahu siapa yang pertama membuat definisi ini.

Pengertian sel tumbuhan adalah “Sel eukariotik dengan dinding sel yang tersusun atas selulosa sebagai komponen utama”. Menurut saya, ini adalah definisi sel tumbuhan yang paling mewakili semua sel tumbuhan yang ada di dunia.

Kenapa saya katakan seperti itu? Tentu saja saya punya alasan. Berikut alasannya:

1. Sel tumbuhan pada definisi lama menyebutkan adanya senyawa fotosintesis atau adanya klorofil. Sedangkan kenyataannya ada sel sel tumbuhan yang tidak mengandung klorofil atau senyawa fotosintesis lainnya. Ini membuatnya menjadi tumbuhan parasit. Salah satu contohnya adalah tumbuhan Broomrape.
2. Bukan hanya sel tumbuhan yang memiliki vakuola, jenis sel lain seperti sel hewan, memiliki vakuola, sehingga tidak dapat dikatakan sebagai definisi / batasan terbaik.
3. Struktur Dinding sel dan penyusunnya merupakan batasan yang paling baik untuk sel tumbuhan.

Diatas saya menyebutkan bahwa dinding sel merupakan batasan yang baik untuk sel tumbuhan. Hal ini karena struktur dan penyusun sel tumbuhan hampir semuanya sama yaitu di dominasi oleh selulosa dan semua sel tumbuhan memiliki dinding sel yang seperti itu. Adapun pada jenis sel lain yang mengandung selulosa seperti hemiselulosa dan pektin

Adapun bila ada perbedaan hanya pada variasi akibat diferensiasi sel.
Dengan adanya definisi ini, anda tidak perlu lagi pusing ketika menemukan tumbuhan yang tidak mampu berfotosintesis, karena memang pada kenyataanya ada banyak jenis tumbuhan yang tidak mampu.

Andapun tidak perlu ribet membedakan antara sel fungi dengan sel tumbuhan parasit. Karena dinding sel fungi tidak mengandung selulosa.

Bila guru kalian bertanya kenapa kalian definisikan sel biologi seperti diatas, saya harap anda sebutkan alasan alasan diatas. Bila kalian punya alasan lain ataupun definisi yang lain, silahkan berkomentar.

Bila guru kalian mengharuskan kalian menghafal dan menjawab dengan definisi yang lebih umum seperti di buku pelajaran kalian, tak mengapa.

Karakteristik Sel Tumbuhan

Dalam mempelajari sel tumbuhan, cara terbaik agar mudah paham adalah mengetahui karakteristik atau ciri ciri sel tumbuhan. Adapun karakteristik dan ciri ciri sel tumbuhan adalah sebagai berikut:

A. Karakteristik Dinding sel

Sel tumbuhan memiliki dinding sel yang berada diluar membran sel dan tersusun atas selulosa, hemiselulosa dan pektin. Komposisi dan penyusun dinding sel tersebut berbeda jauh dengan dinding sel fungi yang tersusun atas senyawa kitin dan bakteri yang tersusun atas peptidoglikan serta archae yang tersusun atas pseudodoglikan.

Seringkali pada dinding sel terdapat lignin ataupun suberin yang disekresikan oleh sitoplasma sebagai lapisan dinding sekunder yang berada tepat dibawah dinding sel utama.

Sedangkan pada bagian luar dinding sel seringkali kita temukan kutin. Senyawa kutin sering ditemukan pada bagian tumbuhan seperti daun, tunas dan bagian tumbuhan lainnya yang terkena tumbuh diatas permukaan.

Penjelasan lebih jauh tentang dinding sel ada pada bagian ini, atau silahkan lihat daftar isi diatas.

B. Vakuola Sentral

Karakteristik yang lain adalah kehadiran vakuola sentral. Walaupun hal tersebut bukanlah hal yang mutlak, akan tetapi hampir pada semua tumbuhan tingkat tinggi yang dewasa memiliki vakuola sentral yang berukuran besar yang sering disebut tonoplas dan sering menampung air dalam jumlah besar.

Penjelasan lebih jauh ada dibagian ini. Silahkan dicek.

C. Komunikasi Antar Sel Tumbuhan

Pada sel tumbuhan, terdapat jalur komunikasi atau jalur transportasi antar sel yang terspesialisi yang disebut plasmodesmata. Struktur tersebut memungkinkan terjadi perpindahan zat zat antar sel yang berdekatan.

Plasmodesmata merupakan pori yang menembus dinding sel utama di daerah plasmalemma dan retikulum endoplasma sehingga tiap sel yang berdekatan mampu untuk melakukan transportasi zat zat dengan mudah.

Hal tersebut perlu dan krusial bagi kelansungan hidup tumbuhan karena adanya dinding sel yang tebal dapat membuat terjadinya isolasi antar sel tumbuhan. Dengan adanya plasmodesmata, isolasi tersebut tidak terjadi sehingga sel sel tumbuhan dapat membentuk jaringan tumbuhan dan saling bekerja sama.

D. Plastida

Sel tumbuhan mengandung organel plastida dalam sitoplasma sel nya. Plastida tersebut bermacam macam tapi yang paling umum adalah kloroplas yang berperan penting sebagai organel fotosintesis pada tumbuhan.

E. Pembelahan Sel Tumbuhan

Pembelahan yang terjadi pada sel tumbuhan memiliki perbedaan dengan mitosis pada sel hewan. Mitosis yang terjadi pada tumbuhan khususnya tumbuhan tingkat tinggi, beberapa kelompok alga, memiliki proses yang sedikit berbeda dengan mitosis sel hewan.

Pada mitosis sel tumbuhan, akan dibentuk phragmoplas, yang berfungsi sebagai pemisah awal antara sel induk dan sel anakan. Phragmoplas tersebut terbentuk pada akhir sitokinesis yaitu pada fase anafase dan telofase.

Phragmoplas ini penting dikarenakan kehadiran dinding sel pada tumbuhan yang membuatnya lebih sulit untuk melakukan mitosis seperti pada sel hewan. Phragmoplas hadir sebagai petunjuk untuk cetakan dinding sel yang akan membantu vesikel yang berisikan bahan bahan dinding sel untuk membentuk dinding sel.

F. Pergerakan Sel

Sel tumbuhan pada umumnya tidak mampu bergerak atau berpindah secara aktif (yang dibicarakan adalah sel, bukan sebagai jaringan ataupun organ, agar tidak pusing masalah bunga putri malu yang menutup ketika disentuh).

Akan tetapi, pada sperma sel tumbuhan lain seperti lumut (briofit), paku pakuan (pteridopita), cycads dan Ginkgo memiliki flagella yang membuatnya mampu bergerak.

Sedangkankan pada sel tumbuhan lain yaitu konifer dan tumbuhan berbunga, sel spermanya tidak memiliki flagella atau disebut sebagai sel non motil.

Jenis Jenis Sel Tumbuhan dan Jaringan

Sel Parenkim dan jaringan parenkim

Sel parenkim adalah sel hidup yang tidak terspealisasi pada tumbuhan yang dapat ditemukan hampir pada semua pada bagian tumbuhan mulai dari daun, xilem dan floem pada pembuluh angkut, pada epidermis tumbuhan, dan bahkan ditemukan pada umbi.

Sel parenkim pada tumbuhan ini sering disebut sebagai sel dengan banyak fungsi dan turunan. Sel parenkima akan berbeda fungsinya pada setiap bagian tumbuhan dimana sel tersebut berada. Hal itu tentu saja karena sel parenkima belum mengalami spesialisasi.

Tipisnya dinding sel parenkim membuat sel ini sangat cocok dalam mengangkut bahan bahan molekul kecil. Sel sel parenkim kemudian ketika tumbuhan tersebut dewasa berkembang menjadi banyak fungsi dan bentuk tergantung letaknya.

Ciri ciri sel parenkim tumbuhan

adapun ciri ciri sel parenkim sebagai berikut:

1. Dinding sel parenkim fleksibel dan tipis
2. Sel sel parenkim biasanya berbentuk polihedral ketika berdempet dan ketika terisolasi akan berbentuk sperikal.
3. Sel parenkim memiliki vakuola sentral yang besar sehingga mampu menampung makanan dan zat lainnya.
4. Bentuk lain dari sel parenkim adalah stellate, elongated (memanjang) dan terakhir lobed (berbentuk lobus)

Fungsi sel parenkim tumbuhan

Berikut fungsi sel parenkim dan jaringan.

1. Fungsi sel parenkim yang utama adalah untuk memperbaiki sel dan jaringan tumbuhan yang ada karena penyusun utama jaringan meristem dan kambium adalah sel parenkim.
2. Sel parenkim di daun membentuk jaringan mesofil dan berperan penting dalam fotosintesis tumbuhan. Sel parenkim ini disebut klorenkim (chlorenchyma).
3. Sel parenkim berfungsi untuk menyimpan lemak, pati, protein,minyak dan air di bagian akar, tuber, endosperma biji, dan juga pada kotiledon.
4. Fungsi sel parenkim dalam sekresi zat zat contohnya sekresi resin pada pohon.
5. Fungsi sel parenkim dalam aerasi atau penyediaan udara pada tumbuhan tergenang air seperti mangrove. Sel parenkim disebut aerenkim.
6. Sel parenkim berfungsi sebagai penghasil makanan yaitu dengan sel turunannya yaitu sel kolenkim.

Sel Kolenkim dan jaringan kolenkim

Sel kolenkim adalah sel hidup. Dinding sel kolenkim mengandung pektin hemiselulosa, dan selulosa serta tidak berlignin atau sering disebut dengan non-lignified cell walls.

Sel kolenkim berbentuk memanjang (elongated) dan ketebalan dinding sel kolenkim dalam jaringan kolenkim bervariasi dan tidak seperti biasanya.

Perbedaan ketebalan dan letak ketebalan dinding sel kolenkim tersebut membuat para peneliti membedakan 4 jenis sel kolenkim. Berikut jenis jenis sel kolenkim berdasarkan letak ketebalan dinding sel.

1. kolenkim angular (tebal pada daerah kontak interseluler)
2. kolenkim tangensial (sel yang tersusun berbaris dan mengalami penebalan pada bagian tangesial dinding sel).
3. Kolenkim annular
4. Kolenkim lakunar (kolenkim dengan ruang sel).

Fungsi sel kolenkim dan jaringan kolenkim terletak pada kondisinya yang tidak berlignin tapi mengalami penebalan pada bagian tertentu pada dinding selnya. Hal ini membuat sel kolenkim dan jaringan kolenkim berfungsi dalam menopang pertumbuhan tumbuhan (bertambah tingginya tumbuhan).

Hal tersebut membuat sel kolenkim hadir dalam jumlah banyak ketika tumbuhan masih muda dan pada bagian tumbuhan yang akan terus bertumbuh.

Sel sel kolenkim pada ada yang memiliki kloroplas (jumlah sedikit) dan ada juga yang tidak mengandung kloroplas. Sel kolenkim juga dapat melakukan fotosintesis dan menyimpan cadangan makanan walaupun tidak maksimal.

Sel Sklerenkim

Sel sklerenkim adalah sel yang keras dan kuat yang membuat kekerasan serta kekakuan pada tumbuhan atau bagian tumbuhan. Sel sklerenkim ada dua jenis yaitu sklereid dan serat. Sel sklerenkim memiliki dinding sel sekunder yang mengandung lignin sehingga kedap air dan juga keras.

Sel sklerenkim pada dasarnya memang tidak dirancang untuk menopang pertumbuhan tumbuhan. Dasarnya sel sklerenkim adalah melindungi ataupun menampung sesuatu. Oleh karena itu, sel skelerenkim dewasa adalah sel mati yang mengeras, dan sitoplasma nya akan hilang dan meninggalkan rongga kosong.

Dinding sel sklerenkim sangatlah tebal (dinding sel sekunder) yang hampir melingkupi 90 % ukuran sel. Nama sklerenkim sendiri diambil dari kata Yunani yang berarti keras atau hard.

Dua jenis sel sklerenkim yaitu serat dan sklereid masing masing berbeda bentuk. Bentuk sel serat sklerenkim panjang, tipis da ndisebut sebagai sel prosenchymatous. Dinding selnya mengandung selulosa, hemiselulosa dan lignin dalam jumlah bervariasi. Contoh sel fiber sklerenkim adalah agave sisalana, tumbuhan lili, Phormium tenax dan banyak lagi. Xilem adalah salah satu contoh sel fiber

Sedangkan sklereid adalah versi super kuat dari sel sklerenkim. Sklereid sangat keras akibat lignin pada dinding sel nya sangat banyak. Bervariasi untuk spesies berbeda. Bentuk sel sklereid pun bervariasi tergantung spesiesnya. Ada yang isodiametrik, prosenkimatik, garpu atau bercabang.

Sklereid sering disebut sebagai sel batu akibat kerasnya. Contoh sklereid pada tumbuhan adalah pada endokarp kelapa (biji kelapa) yang tebal dan keras yang memungkinkan untuk air kelapa aman dari segala pengaruh lingkungan. Contoh lain pada pembungkus biji apel yang keras

Sel Xilem

Sel xilem adalah salah satu contoh sel sklerenkim dan merupakan sel yang mengalami lignifikasi pada dinding sel nya. Sel xilem berfungsi dalam transportasi air dan zat zat yang larut didalamnya dari akar menuju daun dan bagian fotosintesis lainnya.

Sel Floem

Sel floem adalah salah sel dan jaringan yang berfungsi dalam transportasi makanan dan zat zat hara. Zat utama yang ditransportasikan floem adalah hasil fotosintesis yaitu sukrosa. Sel floem memiliki dua jenis sel yaitu sel tabung saringan dan sel pendamping.

Sel tabung saringan adalah sel yang telah mati dan tidak memiliki inti sel dan ribosom. Sel pendamping sesuai namanya mendamping sel tabung saringan dalam memindahkan makanan hasil fotosintesis serta zat lainnya ke berbagai bagian tumbuhan.

Floem dan xilem adalah sel dan jaringan yang hanya ada pada tumbuhan tingkat tinggi. Pada tumbuhan tingkat rendah seperti lumut, tidak ditemukan adanya xilem dan floem.

Sel Epidermis

Sel epidermis adalah sel tumbuhan yang merupakan diferensiasi sel parenkim yang menjadi pelapis dan berada pada permukaan tumbuhan baik daun, batang dan akar.

Struktur Sel Tumbuhan

Tak kenal maka tak sayang, tak tengok maka tak tahu. Itulah pantun yang cocok untuk sel tumbuhan. Bila kalian tidak mengetahui dan tidak pernah melihat struktur sel tumbuhan maka pasti anda akan kesulitan untuk paham tentang sel tumbuhan itu sendiri.

Struktur sel tumbuhan berbeda dengan struktur sel hewan. Perbedaan tersebut tentu saja terjadi akibat adanya perbedaan genetik yang terjadi pada dua jenis sel ini.

Sel tumbuhan pada dasarnya (sebagai acuan awal) itu kaku (rigid) akibat adanya dinding sel yang sebagai “mangkok” bagi membran sel, sitoplasma beserta organel organel selnya.

Bila kalian pernah makan bakso pake telur dan pake mie serta tambahan keripik dan kacang, maka artinya anda dapat dengan mudah menguasai struktur sel tumbuhan. Becanda ah.

Struktur sel dapat kalian lihat pada gambar struktur sel dibawah ini.

Gambar atau bagan diatas memiliki penunjukan yang umum (tidak spesifik), untuk memudahkan anda dalam mempelajari bentuk sel tumbuhan (sebagai acuan awal).

Jadi, struktur sel tumbuhan pada dasarnya dari yang terluar (1) Dinding sel (2) Membran sel (3) Protoplasma (sitoplasma dan organel) (4) Inti sel. Itu adalah 4 struktur dasar dari sel tumbuhan yang sebagai basic dalam mempelajari struktur sel tumbuhan.

Mari saya jelaskan satu satu struktur dasar sel tumbuhan tersebut.

1# Dinding Sel Tumbuhan

Pada website dan kebanyakan buku, mereka lebih menitik beratkan pada kehadiran klorofil atau kloroplast pada sel tumbuhan sebagai ciri utama sel tumbuhan. Tapi bagi saya, berdasarkan definisi baru diatas, saya lebih menitikberatkan pada dinding sel dan penyusunnya.

Dinding sel tumbuhan merupakan salah satu ciptaan Allah SWT yang sungguh menakjubkan. Dinding sel tumbuhan tersusun atas 3 komponen dasar yaitu:

1. Pektin (pectin)
2. Selulosa (Cellulose microfibril)
3. hemiselulosa (hemicellulose)

Cairan yang mengisi ruang kosong pada dinding sel adalah lignin. Oleh karena itu, sebagian besar artikel ilmiah perihal dinding sel dikatakan tersusun atas lignoselulosa (lignocellulose) karena tersusun atas 4 hal tersebut.

Berdasarkan ukuran molekul dan dominasinya, selulosa paling besar dan kemudian hemiselulosa dan terakhir pektin. Variasi jumlah persentase pada sel tumbuhan tergantung pada jenis tumbuhannya (sel tumbuhannya) dan jaringan tumbuhannya (letak pada tumbuhan).

Ambil contoh, pada bagian buah, kandungan pektin lebih tinggi dibandingkan pada bagian batang tumbuhan. Begitupun sebaliknya.

(1) Selulosa Sel Tumbuhan

Selulosa tersusun atas rantai unit D-glukosa yang yang berantai hingga ribuan membentuk polisakarida. Rantai tersebut dapat tersusun hingga ribuan molekul glukosa. Oleh karena itulah, komponen selulosa pada dinding sel tumbuhan sangat banyak. Lebih dari 50 persen. Bahkan pada serat kapas, selulosanya mencapai 90 persen.

Saya akan jelaskan lebih jauh tentang selulosa, sejarah penemuan dan struktur dan semuanya….demi mencerdaskan bangsa, diartikel yang lain (semoga dipanjangkan umur dan diberi kesehatan).

(2) Hemiselulosa Sel Tumbuhan

Berbeda dengan selulosa, hemiselulosa tidak hanya tersusun atas glukosa saja, tapi mengandung mannosa,galaktosa, xylosa, arabinosa, Asam O-methyl-glukuronik dan asalam galakturonik. Kombinasi tersebut dinamakan heteropolisakarida.

Saya akan jelaskan lebih jauh masalah hemiselulosa sel tumbuhan beserta fungsinya pada artikel yang terpisah. Semoga diberikan kesehatan dan kesempatan.

(3) Pektin Sel Tumbuhan

Pektin pada sel tumbuhan sendiri sungguh dalam pembahasannya jadi mohon maaf bila saya tidak bisa bahas sampe sedalam dalamnya yah.

Pektin merupakan singkatan dari pektik polisakarida (pectic polysaccaharides) yang kaya akan kandungan asam galakturonik (acid galacturonic). Pektin ini juga berfungsi sebagai pelekat selulosa pada dinding sel tumbuhan.

Seperti biasa, saya juga akan buatkan artikel terpisah untuk menjelaskan pektin secara mendalam dan komprehensif.

(4) Lignin pada sel tumbuhan

Lignin sendiri merupakan matriks atau pengisi daerah kosong antara ketiga polisakarida yang ada (selulosa, hemiselulosa dan pektin). Disebutkan bahwa lignin merupakan polimer terbanyak yang ada di Bumi.

Lignin sendiri merupakan senyawa kompleks tidak berbentuk (cairan) polimer yang strukturnya didasari oleh fenil propana (phenyl propane) atau alkohol aromatik.

Lignin memiliki fungsi sebagai perekat utama semua komponen dan pengisi daerah kosong pada dinding sel tumbuhan. Secara fisiologis, fungsi lignin sebagai penyedia jalur transportasi material antar sel tumbuhan dan mencegah senyawa atau zat yang tidak diinginkan keluar dari sel tumbuhan. Fungsi lignin tersebut didukung oleh sifat lignin yang hirofobik.

Kehadiran lignin pada sel tumbuhan membuatnya mampu bertahankan air yang ada pada sel tumbuhan akibat sifatnya yang hidrofobik atau tidak memudahkan air untuk keluar dari sel tumbuhan.

Seperti biasanya, saya akan jelaskan lebih jauh lagi tentang lignin dan fungsi lignin dalam artikel yang lain.

2# Membran Sel Tumbuhan

Membran sel adalah bagian kedua dari terluar pada sel tumbuhan. Ini membuat sel tumbuhan menjadi unik dikarenakan memiliki dinding sel sekaligus membran sel.

Struktur dan bentuk membran sel tumbuhan hampir sama persis dengan struktur membran sel hewan, yaitu lapisan ganda fosfolipid (phospholipid bilayer) yang tersusun atas campuran protein dan lipid. Protein tersebut tertanam pada lapisan fosfat ganda tersebut.

Perbedaan antara membran sel tumbuhan dan sel hewan terbilang sangat sedikit (untuk sekarang ini) yaitu kehadiran kolesterol pada membrannya. Pada membran sel tumbuhan, kolesterol tidak ada, tapi digantikan oleh sterol dan jumlahnya terbilang sedikit. Sedangkan pada sel hewan, kolesterol ada.

Struktur membran sel dapat anda lihat dibawah ini

3# Sitoplasma sel tumbuhan

Sitoplasma sel tumbuhan terdiri atas tiga bagian yaitu sitosol, organel organel sel dan inklusi. Protoplasma sendiri diartikan sebagai semua material yang ada dalam sel yang dibungkus oleh membran sel, kecuali inti sel.

Berikut penjelasan dari 3 bagian sitoplasma tersebut. Silahkan disimak dengan baik

1) Sitosol

Sitosol adalah bagian dari sitoplasma yang tidak diliputi oleh membran baik itu membran tunggal maupun membran ganda. Sitosol berdasarkan penemuan yang ada menempati 70 persen volume sel.

Sitosol tersusun atas filamen sitoskeleton, molekul yang larut, dan juga air. Sitosol memiliki beberapa fungsi penting bagi sel tumbuhan, salah satunya sebagai wadah bagi organel organel sel, tempat terjadinya dan jalur transportasi zat zat dan larutnya zat zat dalam sel tumbuhan.

Berikut penjelasan tentang penyusun sitoplasma.

Filamen Sitoskeleton

Filamen sitoskeleton adalah kerangka dari sel yang terbuat dari protein. Struktur ini ada dalam sel tumbuhan, sel hewan dan bahkan sel bakteri dan arkaebakteria. Sitoskeleton merupakan struktur yang kompleks yang saling terhubung dari inti sel hingga membran sel.

Pada sel eukariotik, sitoskeleton memiliki 3 jenis filamen yaitu mikrofilamen, mikrotubul, dan juga filamen intermediet.

Mikrofilamen

Mikrofilamen merupakan polimer linear berdiameter 7 nm (nanometer) yang tersusun atas protein G-aktin. Mikrofilamen juga sering disebut sebagai filamen aktin. rantai monomer Protein G-aktin sendiri berikatan dengan G-aktin lainnya menjadi rantai F-aktin.

Fungsi Mikrofilamen sendiri adalah sebagai sarana pergerakan sel (cell movement), sebagai alasan terjadinya kontraksi otot pada sel otot, transportasi pada sel, mempertahakan bentuk sel (maintenance of eukaryotic cell shape), dan aliran sitoplasmik.

Fungsi lain dari mikrofilamen yang sangat penting adalah sitokinesis yang merupakan bagian dari proses pembelahan sel.

Filamen intermediat

Ini merupakan salah satu bagian dari sitoskeleton sel. Filamen intermediat merupakan filamen yang berdiameter 10 nanometer dan memiliki ikatan yang lebih stabil dan kuat dibandingkan mikrofilamen. Filamen intermediat sering disebut sebagai filamen keratin.

Filamen intermediat berdasarkan situs mechanobio, tidak terdapat pada sel tumbuhan dan fungi. Jadi dapat dikatakan bahwa tidak ada filamen intermediat pada tumbuhan dan sel fungi.

Biarkan lah saya lanjutkan penjelasannya sedikit walaupun tidak ada supaya kalian bisa lebih tahu tentang apa itu filamen intermediat. Nanti saya akan jelaskan lebih jauh di bagian SEL HEWAN dan organel organel sel hewan dan struktur sel hewan.

Berbeda dengan mikrotubul dan mikrofilamen, Filamen intermediat tersusun atas banyak jenis protein sehingga disebut heterogen. Berbeda sel maka akan terjadi perbedaan penyusun dari filamen intermediat itu sendiri.

Berdasarkan pencarian saya di Internet. Saya menemukan bahwa ada 5 tipe protein filamen intermediat. Tipe tipe tersebut yaitu:

1. Tipe I yaitu keratin asiditik atau tersusun atas protein keratin yang bersifat asam.
2. Tipe 2 yaitu keratin non asiditik (netral)
3. Tipe 3 yaitu vimentin atau desmin
4. Tipe 4 yaitu protein neurofilamen (NF)
5. Tipe 5 yaitu pelapis inti sel

Mikrotubul

Mikrotubul adalah filamen kedua yang ada pada sel tumbuhan (pada sel hewan ada 3 filamen sitoskeleton). Mikrotubul terdiri merupakan polimer yang besar yang berdiameter 23 nanometer yang merupakan gabungan dari polimer alpha dan beta tubulin. Tubulin adalah protein tube (tabung).

Mikrotubul diatur oleh sentrosome (organel sel). Adapun fungsi dari mikrotubul dalam sel tumbuhan adalah sebagai berikut:

1. Berfungsi dalam sintesis dinding sel tumbuhan
2. Sebagai benang benang mitosis
3. Sebagai sarana transport intraseluler (dalam sel, antar organel).

Stuart Hameroff dan Roger Penrose, dua peneliti brilian dunia, menambahkan bahwa mikrotubul berfungsi sebagai kesadaran bagi sel (consciousness).

Dua bagian terakhir dari sitoskeleton sel tumbuhan berikut ini jarang kalian temukan di buku buku pelajaran SMP ataupun SMP yaitu septin dan spektrin (spectrin).

Septin

Septin dapat membentuk struktur filamen ataupun cincing. Septin sendiri adalah kelompok protein pengikat GDP di dalam sel eukariotik.

Fungsi septin antara lain sebagai pencegah terjadinya difusi antar sel dan menjadi menyediakan titik pelekatan bagi protein lain. Pada sel tumbuhan dan sel hewan, akhir akhir ini diteliti fungsi septin sebagai pelindung sel tumbuhan dengan membungkus invasi asing.

Spektrin

Spektrin adalah sitoskeleton yang spesifik berada di dalam sel yang membentang disekitar membran sel. Spekrin sendiri adalah nama protein yang menyusun sitoskeleton ini.

Fungsi spekrin adalah membantu mempertahankan integritas membran sel dan struktur sitoskeleton lainnya. Dalam menjalankan fungsinya, spekrin membentuk struktur hexagonal ataupun pentagonal dan membentuk struktur seperti membungkus. Anggap sebagai penahan bangunan ketika akan dibangun.

Bagi kalian yang ingin belajar lebih banyak tentang filamen sitoskeleton pada sel tumbuhan dan sel hewan, saya akan buat artikel tentang ini lebih dalam dikemudian hari.

2) Organel Sel Tumbuhan

Sebelum terlalu jauh kalian membaca, agar tidak salah paham. Saya beritahukan bahwa pada bagian ini saya tidak akan menjelaskan terlalu rinci semua organel organel sel yang ada pada sel tumbuhan. Hanya menjelaskan yang spesifik saja untuk sel tumbuhan. Untuk penjelasan lengkap dari organel sel dan fungsinya, saya buatkan pada artikel terpisah.

a. Plastida: Kloroplas dan varian lainnya

Sel tumbuhan memiliki keunikan sendiri yang berbeda dengan sel hewan. Organel Plastida ini menjadi salah satu organel yang paling sering digunakan sebagai pembeda antara sel hewan dan sel tumbuhan.
Organel plastida pada sel tumbuhan dikenal memiliki 4 jenis yaitu:

1. Kloroplas
2. Kromoplas (chromoplasts)
3. Gerontoplas
4. Leucoplast(leukoplas).

Kloroplas adalah jenis plastida pada sel tumbuhan yang paling penting dan paling umum ditemukan pada sel sel tumbuhan. Kloroplas diberi nama kloro karena mengandung pigmen hijau yang berfungsi untuk fotosintensis tumbuhan. Sebelum menjadi kloroplas, plastida tersebut akan membentuk etioplas.

Kromoplas adalah plastida berwarna yang mengandung pigmen selain pigmen. Fungsi kromoplas ini untuk sintesis pigmen dan juga penyimpanan pigmen.

Gerontoplas adalah jenis organel plastida tumbuhan yang plastida yang berperan dalam mengontrol pembongkaran perangkat fotosintensis ketika terjadi senensi (penuaan / senescence) tumbuhan.

Leucoplas (Leukoplas) adalah plastida yang tidak berwarna (menurut pengamatan mikroskop). Fungsi dari leucoplast (leukoplas) pada dasarnya adalah sintesis monoterpene. Pada berbagai sel tumbuhan (tergantung tumbuhan apa), ada 4 jenis leukoplas yang pernah ditemukan yaitu amyloplas,elaioplas, proteinoplas, dan tannosom (tannosomes). semua jenisnya memiliki fungsi spesifik yang berbeda.

Adapun asal muasal dari masing masing plastida tersebut adalah berawal dari proplastida yang merupakan plastida kecil tak berwarna. Proplastida dapat anda temukan di bintik akar tumbuhan.

Selain itu dikenal juga etioplas yang ditemukan dibagian batang tumbuhan, dan tidak di akar. Etioplas sendiri akan menjadi kloroplas ketika adanya cahaya yang mengenainya.

Adapun alur pembentukan plastida dan macam macam plastida pada tumbuhan dapat anda lihat pada gambar dibawah ini.

Kloroplast : Organel Fotosintesis

Dijelaskan diatas, organel kloroplas adalah salah satu jenis organel plastida pada sel tumbuhan yang berfungsi untuk fotosintesis.

Struktur Organel Kloroplas

Struktur organel kloroplas biasanya memiliki diamater 3-10 μm dengan ketebalan 1-3 μm. Sebagai contoh, kloroplast pada tunas jagung, memiliki volume 20 μm3. Tampak pada mikroskop berwarna hijau seperti sebuah kapsul atau keping keping hijau (walaupun pada sel sel tumbuhan tertentu ada variasi bentuk).

Berbeda dengan organel sel tumbuhan lainnya, kloroplas dibungkus oleh 3 membran yang disebut dengan sistem 3 membran (terkadang pada kasus tertentu ditemukan 1 membran tambahan dibagian terluar). Penyebutan membran kloroplas dari luar kedalam adalah (1) Membran terluar, (2) sistem tilakoid (3) Membran dalam.

Kloroplas dalam buku pelajaran SMP dan SMP serta beberapa buku lainnya dan website di Indonesia sering menyebutkan bahwa kloroplas itu tersusun atas 2 membran. Hal tersebut sekiranya tidak salah akan tetapi kurang tepat, karena Riset terbaru menunjukkan bahwa kloroplas memiliki sedikitnya 3 membran seperti yang disebutkan diatas.

Memang bila kita tidak menghitung sistem tilakoid sebagai membran, maka kloroplas hanya memiliki dua membran, akan tetapi, banyak artikel artikel jurnal dan penelitan terbaru menunjukkan bahwa kloroplas pada tumbuhan mengandung 3 membran.

Adapula pendapat lama yang mengatakan bahwa membran terluar dari kloroplas adalah hasil pembentukan vesikel yang membungkus leluhur sianobakteri. Penelitian terbaru membantah hal tersebut. Ditemukan bahwa membran ganda kloroplas homolog dengan membran ganda sianobakteri

Dapat anda simak pada gambar dibawah, pada bagian dalam kloroplas terdapat stroma. Stroma adalah cairan semi jel yang mengisi kloroplas. dan tempat bagi tilakoid terendam. Adapun penjelasan dan struktur mendetail tentang kroloplas sebagai berikut:

(1) Membran terluar Kloroplas

Membran terluar kloroplas merupakan membran atau pelapis yang memudahkan molekul kecil dan ion ion untuk berdifusi baik masuk maupun keluar. Untuk molekul besar seperti protein, membran terluar kloroplas harus menggunakan mekanisme kompleks TOC (TOC complex) atau translocon ketika ingin membawanya masuk ke dalam kloroplas.

Membran terluar kloroplas pada sel tumbuhan tertentu atau pada bagian tumbuhan tertentu seperti pada akar dan bunga, dapat membentuk lekukan keluar menuju sitoplasma sel (sitosol) membentuk stromule atau stroma yang mengandung stroma. Stromule jarang terbentuk pada kloroplas akan tetapi sangat sering ditemukan pada kromoplas dan amiloplas.

(1a) Ruang antarmembran dan dinding Peptidoglikan

Diantar dua membran yaitu membran dalam dan membran luar kloroplas, ada ruang yang disebut intermembran. Ketebalan atau jarak ruang tersebut berkisar antara 10-20 nanometer (sangat sempit).

Sebagian besar sel tumbuhan tidak mengandung peptidoglikan pada ruang intermembran kloroplasnya. Walaupun begitu, pada sel tumbuhan tertentu seperti alga Glaucophyte (glaukofit) mengandung lapisan peptidoglikan pada ruang antar membran kloroplasnya.

(2) Membran dalam kloroplas

Membran dalam kloroplas membatasi stroma dan mengatur jalur keluar masuknya zat zat dari dalam dan luar kloroplas. Ketika zat seperti protein masuk melewati membran luar kloroplas, protein tersebut masuk ke dalam stroma melewati membran dalam menggunakan mekanisme kompleks TIC (TIC complex) atau translocon on the Inner chloroplast membrane).

Fungsi membran dalam kloroplas selain menjadi regulator masuk keluarnya zat, juga berfungsi dalam sintesis asam lemak, lipid, dan juga karotenoid.

(2a) Periferal Retikulum

Dalam beberapa sel tumbuhan dan organel kloroplas, dapat ditemukan struktur yang disebut periferal retikulum. Apa itu? Periferal retikulum pada dasarnya hampir sama bentuknya dengan organel retikulum endoplasma, yaitu berbentuk seperti tabung labirin (maze) bermembran yang memanjang menuju stroma kloroplas atau berupa vesikel.

Ditemukan bahwa fungsi periferal retikulum pada membran dalam kloroplas untuk memperbesar area kontak antara membran dalam dan stroma dan sitoplasma sel. Adapun vesikel yang dihasilkan, berdasarkan pengamatan yang ada, ditemukan bahwa berfungsi sebagai vesikel transpor antar tilakoid dan ruang antar membran.

(2b) Stroma

Seperti yang telah saya sebutkan diatas, pengertian stroma adalah cairan semi jel dalam kloroplas setelah membran dalam kloroplas yang kaya akan protein dan alkalin. Fungsi stroma sendiri sama dengan fungsi sitosol (minus sitoskeleton) yaitu sebagai wadah bagi zat zat dan reaksi serta penghantaran zat zat.

Dalam stroma sel tumbuhan dapat ditemukan hal hal seperti nukleoid DNA kloroplas, ribosom kloroplas, sistem tilakoid (termasuk plastoglobuli ataupun grana bila ada), granula pati (starch granules), dan berbagai jenis protein. Anda juga dapat menemukan CO2 dalam stroma. Siklus Calvin atau reaksi gelap fotosintesis terjadi di stroma.

(3) Sistem Tilakoid

Tergenang dalam stroma, sistem tilakoid dikenal sebagai membran ketiga dalam kloroplas. Sistem tilakoid ini berbentuk seperti keping keping atau kantong kantong yang disebut tilakoid dan mengandung klorofil. Klorofil inilah yang berperan sebagai pigmen fotosintesis penghasil energi bagi sel tumbuhan.

Pada sel tumbuhan tingkat tinggi, kepingan tilakoid tersusun bertumpuk dan membentuk struktur yang disebut grana. Walaupun begitu, beberapa tumbuhan C4 dan beberapa alga tidak memiliki struktur grana ini, tilakoidnya tidak tertumpuk tumpuk, hanya tergenang bebas.

(3a) Struktur Granum dan Fungsi Granum (grana)

Pengertian grana (granum) adalah nama untuk tumpukan tilakoid yang tersusun dalam stroma yang sering ditemukan pada sel tumbuhan tingkat tinggi. Ketebalan dari tumpukan tersebut terbilang sangat tipis untuk diamati oleh mikroskop eletron yaitu 8,5 nanometer.

Pada penemuan terakhir pada tahun 2011 oleh Austin,J.R. dan Staehelin ditemukan bahwa tumpukan tilakoid tersebut (grana / granum)) tertumpuk secara heliks. Apa artinya itu? Artinya, struktur grana (granum) tersebut berbentu seperti 1 bilah kipas angin yang bertumpuk tumpuk. Perhatikan gambar grana (tumpukan tilakoid) dibawah ini.

Tumpukan tilakoid atau grana pada kloroplas sel tumbuhan tersebut bertumpuk sedikitnya 2 dan sebanyaknya hingga ratusan tilakoid. Berdasarkan riset yang ada, pada umumnya, sel tumbuhan yang memiliki grana (granum) hanya bertumpuk hingga 10-20 tilakoid saja.

Fungsi grana (granum) adalah sebagai struktur hemat tempat agar jumlah tilakoid (keping fotosintesis) pada sel tumbuhan dapat lebih banyak sehingga hasil fotosintesis lebih maksimal.

(3b) Tilakoid atau keping tilakoid

Tilakoid adalah sub struktur pada sistem tilakoid dan merupakan bagian utama dari sistem tilakoid yang harus ada pada setiap kloroplas sel tumbuhan. Pengertian tilakoid adalah kantong kecil bermembran tempat klorofil menempel.

Pada membran tilakoid tersebut menempel kompleks protein yang digunakan dalam reaksi terang fotosintesis. Pada tilakoid, dikenal adanya 2 fotosistem yaitu fotosistem 1 dan fotosistem 2. Masing masing mengandung klorofil dan karotenoid yang dapat menyerap energi cahaya (foton) dan menggunakannya untuk memompa elektron dalam pembentuk ATP.

Penjelasan lebih jauh tentang fotosistem I dan fotosistem II beserta reaksi terang dan proses yang terjadi dalam reaksi terang akan saya jelaskan dalam artikel terpisah.

Penemuan terbaru perihal tilakoid menunjukkan bahwa daun yang terkena sedikit cahaya akan mengandung tilakoid dan grana yang lebih banyak ketimbang kloroplas yang terkena cahaya terang lebih sering.

Macam macam pigmen yang terdapat dalam tilakoid sel tumbuhan ada 8 jenis yaitu klorofil a, klorofil b, klorofil c, klorofil d dan f, xantofil, alfa karoten (a-carotene), beta karoten (b-carotene) dan fikobilin (phycobillins).

Klorofil a, beta karoten dan xantofil hampir ada disetiap jenis sel tumbuhan mulai dari tumbuhan darat, alga, euglenofit (euglenophites), chlorarachniophytes, alga merah, alga merah uniseluler, haptophytes, dinophytes, cryptohphytes, glaucophytes, cyanobacteria.

Sedangkan untuk pigmen lain, kehadirannya bervariasi tergantung jenis tumbuhannya. Klorofil b ada pada tumbuhan tingkat tinggi.

b. Vakuola Sentral

Organel sel tumbuhan selanjutnya adalah vakuola sentral. Vakuola sentral adalah organel yang berfungsi sebagai penyimpanan.

Vakuola sentral adalah kondisi yang terjadi pada kebanyakan sel tumbuhan dewasa. Kondisi tersebut adalah memiliki satu vakuola tunggal yang besar.

Besarnya tersebut mampu mengisi 30 persen volume sel tumbuhan dan bahkan dapat menempati hingga 80 persen volume pada kondisi dan sel tertentu. Saking besarnya, terkadang sitoskeleton yang ada dalam sitoplasma terkadang bergerak menembus vakuola (tidak menghancurkan).

Fungsi Vakuola Sentral Pada Tumbuhan

Vakuola pada tumbuhan sering dibungkus tonoplas yang berfungsi untuk membungkus vakuola sentral pada tumbuhan. Adapun fungsi vakuola sentral pada tumbuhan adalah:

1. Regulasi perpindahan ion dalam sel
2. Mengisolasi zat zat yang dapat membahayakan sel.
3. Mengandung air atau sebagai cadangan air
4. Memungkinkan terbentuknya struktur seperti bunga dan daun
5. Membuat sel dapat bertambah ukuran lebih cepat, bahkan hanya dengan air saja.
6. Pada biji bijian, vakuola menyimpan protein untuk persiapan perkecambahan (germinasi).
7. Menjaga tekanan turgor terhadap dinding sel tumbuhan.
8. Mendorong isi sel mendekat ke membran sel sehingga memudahkan fotosintesis.
9. Memungkinkan untuk tumbuhan dapat tumbuh tinggi

Perlu disadari bahwa ukuran vakuola pada tumbuhan tidak selamanya besar. Pada sel sel seperti sel meristem yang baru berkembang akan memiliki vakuola yang kecil dan jumlahnya lebih dari satu. Serta sel sel pada pembuluh kambium memiliki banyak vakuola kecil ketika musim gugur dan satu vakuola besar ketika musim panas masuk.

c. Glioksisom (Glyoxysome)

Organel Glioksisom adalah organel sel peroksisome yang ditemukan pada tumbuhan dan fungi filamen. Organel sel glioksisom memiliki fungsi yang sama dengan peroksisome yang banyak pada sel hewan.

Fungsi glioksisom adalah mengoksidasi asam lemak menjadi asetil-CoA menggunakan enzim peroksimal B-oksidasi (peroximal B-oxidation enzym) atau dengan bahasa sederhana mengubah lemak menjadi gula. Selain itu, glioksisom juga berfungsi dalam menghasilkan produk intermediat (produk perantara) untuk pembentukan gula dalam proses glukogenesis.

Glioksisom disebut sebagai peroksisom tumbuhan dan ikut berperan dalam fotorespirasi dan metabolisme nitrogen yang terjadi di akar tumbuhan.

Organel peroksisom juga ada pada sel tumbuhan. Jadi jangan salah kaprah.

d. Organel Organel Lainnya

Organel organel sel lainnya yang juga ada pada sel hewan sengaja saya bahas dan tuliskan belakangan karena organel organel tersebut tidak akan membuat anda paham tentang sel tumbuhan lebih jauh.

Untuk lebih paham tentang biologi sel tumbuhan anda harusnya lebih menekankan kepada organel organel yang secara spesifik dominan ataupun hanya ada di sel tumbuhan, contohnya kloroplas, plastida, dan vakuola sentral.

Adapun daftar organel organel sel yang ada dalam sel tumbuhan dapat kalian pada bagan / gambar dibawah ini.

Daftar organel yang ada dalam sel tumbuhan adalah:

1. Mitokondria
2. Retikulum endoplasma kasar dan halus
3. Ribosom
4. Badan golgi
5. Peroksisom
6. Autofagosom
7. Vesikula
8. Stigma (pada sel tumbuhan rendah)
9. Proteasom

Jadi, organel organel yang ada pada sel tumbuhan pada umumnya ada 8 buah dan satu lagi yaitu stigma atau bintik mata ada pada sel tumbuhan tingkat rendah seperti euglid.

Agar kalian bisa lebih mengerti dibagian akhir akan saya paparkan tentang perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan.

Perbedaan Sel Tumbuhan dan Sel Hewan

Setelah membahas dengan amat jauh perihal sel tumbuhan dan keunikan serta karakteristiknya, saya menjadi lebih tahu apa apa saja perbedaan sel tumbuhan dan sel hewan.

Tabel dibawah ini akan menunjukkan kepada kalian berbedaan sel tumbuhan dan sel hewan. Silahkan dibaca dengan baik.

No	Perbedaan	Sel Hewan	Sel Tumbuhan
1	Ukuran	Lebih kecil	Lebih besar
2	Lisosom	Ada	Tidak ada (kecuali beberapa)
3	Plastida	Tidak ada	Ada, bahkan lebih dari satu jenis
4	Dinding sel	Tidak ada	Ada
5	Sentrosom	Ada	Tidak ada
6	Bentuk	Tidak tetap	Tetap
7	Vakuola	Ada tapi ukurannya kecil	Ada dan ukurannya bervariasi, umumnya besar
8	Komunikasi antar sel	Langsung, tidak memerlukan struktur khusus	Mengharuskan adanya plasmodesmata
9	Glioksisom	Tidak ada	Ada
10	Filamen intermediat	Ada	Tidak ada
11	Alat gerak sel	Ada dan banyak jenis nya	Hanya pada sel sperma tumbuhan lumut dan paku
12	Kloroplas	Tidak ada	Ada
13	Fotosintesis	tidak bisa	bisa
14	Pembelahan sel	Tidak membutuhkan adanya mekanisme khusus	membutuhkan pembentukan Phragmoplas
15	Ketahanan	Tidak mampu bertahan ketika sel telah mati, mudah hancur.	Tetap mampu bertahan dikarenakan adanya dinding sel dan proses lignifikasi

Sumber Artikel dan Referensi

Artikel diatas ditulis berdasarkan bahan bacaan dan referensi dibawah ini. Adapun yang tidak sempat saya sitasi kan saya ucapkan mohon maaf. Terima kasih atas ilmu yang kalian berikan di Internet.

• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9898/
• https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/hydrophobicity
• https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/lignin
• https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/lignocellulose
• https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/hemicellulose
• https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861718303345
• https://www.springer.com/gp/book/9783642134302
• http://www.plantphysiol.org/content/124/1/31
• https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_and_General_Biology/Book%3A_General_Biology_(Boundless)/4%3A_Cell_Structure/4.3%3A_Eukaryotic_Cells/4.3E%3A_Comparing_Plant_and_Animal_Cells
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9834/
• https://www.mechanobio.info/cytoskeleton-dynamics/what-is-the-cytoskeleton/what-are-intermediate-filaments/
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11720774
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9905/
• https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/collenchyma