Senin, 26 Desember 2011

anatomi tumbuhan


PENDAHULUAN
Anatomi tumbuhan adalah salah satu bagian dari ilmu botani tertua yang mempelajari struktur bagian dalam dari tubuh tumbuhan. Struktur tubuh tumbuhan disini terdiri dari struktur vegetatif dan struktur generatif. Struktur vegetatif  meliputi akar,batang dan daun. Sedangkan  sedangkan struktur generatif meliputi bunga, buah dan biji serta embrio yang terbentuk.
Sel sebagai unit terkecil yang menyusun tubuh tumbuhan diliputi dinding sel yang akan saling berlekatan dengan sel yang ada di sekitarnya, sehingga terbentuk kelompok-kelompok sel  yang dapat dibedakan secara struktural maupun fungsional. Kelompok-kelompok sel tersebut dinamakan sebagai jaringan.
Struktur dari jaringan pun bervariasi, variasi ini didasarkan pada perbedaan  komponen     sel-selnya dan tipe perlekatannya  satu sama lainnya.  Dalam ilmu anatomi tumbuhan dikenal dua macam jaringan yaitu jaringan muda  dan jaringan dewasa. Jaringan muda adalah jaringan yang selalu aktif melakukan pembelahan, disebut juga dengan istilah meristem. Keberadaannya pada tumbuhan yaitu pada ujung akar dan ujung batang. Meskipun kadang-kadang pada bagian tertentu dari suatu organ dapat juga ditemukan, namun keberadaannya sangat terbatas. Pada umumnya jaringan inilah yang akan menjadi cikal bakal organ-organ lain pada tumbuhan selain akar dan daun (sebagai bagian dari  ujung batang).  Sedangkan jaringan dewasa adalah jaringan yang sudah terdifrensiasi sempurna,  artinya jaringan yang dikatakan sebagai jaringan dewasa sudah memiliki bentuk yang stabil, terkecuali oleh kondisi-kondisi fisiologis tertentu yang menyebabkan jaringan tersebut bisa berubah bentuk atau bahkan bersifat muda kembali. Oleh karena itu tidak mengherankan jika pada organ-organ tertentu masih bisa ditemukan jaringan  dewasa yang kembali bersifat meristematis dan berperilaku srebagai jaringan meristem.
Organisasi jaringan dalam jumlah besar dan berhubungan dengan unit dasar dari tubuh-tumbuhan disebut sistem jaringan. Sistem jaringan pada tumbuhan dibedakan menjadi tiga sistem itu  sistem jaringan dermal, sistem jaringan dasar, dan   jaringan sistem jaringan pembuluh.
Sistem jaringan dermal adalah epidermis dan periderm. Epidermis adalah jaringan proteksi yang menutupi tubuh tumbuhan sedangkan jaringan periderm adalah jaringan proteksi yang berkembang secara sekunder.
Sistem jaringan dasar  merupakan jaringan pengisi dari tubuh tumbuhan namun menunjukkan variasi spesialisasi. Jaringan dasar utama adalah parenkim. Dalam variasinya bisa menjadi jaringan penguat (kolenkim, sklerenkim), jaringan fotosintesis (palisade, spons), jaringan penimbun dan lain-lain.
Sistem jaringan pembuluh adalah sistem jaringan yang berhubungan dengan kebutuhan nutrisi pada tumbuhan, baik pengadaannya ataupun pendistribusian hasil fotosintesa.  Sesuai dengan fungsinya Jaringan pembuluh membentuk suatu sistem  yang berkesinambungan dan meluas ke tiap-tiap organ dan ke seluruh tubuh tumbuhan.
Semua sistem jaringan tersebut merupakan suatu satu kesatuan yang utuh yang membangun tubuh tumbuhan. Seperti telah dikemukakan di atas tubuh tumbuhan terbagi menjadi organ vetatif dan generatif.
Organ vegetatif adalah organ utama pada tumbuhan, organ ini meliputi akar, batang dan daun. Pada beberapa referensi organ vegetatif diklasifikasikan cukup hanya terdiri dari dua bagian yaitu akar, batang dan daun diasumsikan satu karena berasal dari meristem yang sama yaitu meristem ujung batang.
Organ generatif merupakan perkembangan lebih lanjut dari organ vegetatif. Penulis asumsikan sebagai modifikasi dari organ vegetatif. Semuanya akan dibahas secara terperinci pada bab-bab selanjutnya.
                                                                                                                                                     

Sejarah Sel
Sel merupakan satuan dasar yang menyusun organisme. Setiap sel merupakan unit fungsional dan struktural dari bentuk hidup. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam sel. Karena itulah, sel dapat berfungsi secara autonom asalkan seluruh kebutuhan hidupnya terpenuhi. Istilah sel (cellula = Latin= bilik kecil.) pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke, seorang ilmuan Inggris pada tahun 1665 untuk memberi nama pada ruang yang dibatasi oleh dinding yang dilihatnya pada sayatan gabus botol (Quercus suber) yang diamati di bawah mikroskop.Hooke melihat bahwa gabus tersebut mempunyai struktur seperti rumah lebah. la memberi nama "sel" pada kompertemen yang dilihatnya. Kemudian dia melihat  bahwa sel-sel dari sayuran segar selain mempunyai dinding juga berisi cairan yang terdapat di dalam selnya. Isi sel ini ditafsirkan sebagai materi hidup yang kemudian dinamakan protoplasma. Teman semasanya, Nehemiah Grew, melajutkan pengamatan tentang sel-sel tumbuhan dan menguraikannya sel-sel batang dan tenunan lain secara terperinci . Penelitian tentang sel-sel hewan dan tumbuhan terus berlangsung sampai beberapa abad kemudian.  Perkembangan mikroskop selama hampir 200 tahun berikutnya telah memberikan kesempatan bagi para ahli untuk meneliti susunan tubuh makhluk hidup. Serangkaian penelitian telah dilakukan oleh 2 orang ilmuwan dari (Jerman) yaitu Matthias Schleiden (ahli tumbuhan, 1804-1881) dan Theodor Schwann (ahli hewan, 1810-1882).
Mereka menyimpulkan bahwa setiap mahluk hidup tersusun atas sel. Sel adalah suatu struktur yang membedakan benda hidup dan mati, sel mengasimilasi bahan makanan dan mengubahnya ke dalam bahan selular, sel melakukan respirasi, sel bereaksi terhadap rangsangan yang diterima dari lingkungannya, dan Selanjutnya pada tahun 1885 seorang ilmuwan Jerman, Rudolf Virchow, mengamati bahwa sel dapat melakukan proses reproduksi dengan membelah diri dan membentuk sel-sel baru. Sel itu hidup setidaknya ketika masih muda dan merupakan satuan fungsional  di dalam tubuh organismenya.
Penelitian tentang sel mahluk hidup terutama sel tumbuhan berkembang dengan pesat, karena pada umumnya sel tumbuhan jauh lebih mudah diamati daripada sel hewan.




2.2.Struktur Sel
Sel tumbuhan mempunyai bentuk, ukuran bervariasi serta struktur yang rumit. Tetapi sebenarnya semua sel mempunyai persamaan dalam beberapa segi dasar yang umumnya terdiri dari tiga komponen utama yaitu dinding sel, protoplasma dan inti sel/nukleus. Masing-masing komponen akan lebih detail pada uraian selanjutnya.

2.2.1.   Dinding sel
Dinding sel merupakan bagian sel yang letaknya paling luar pada sel tumbuhan dan merupakan struktur sel yang paling menyolok dilihat di bawah mikroskop. Dalam kurun waktu yang lama akan dianggap sebagai komponen sel yang bersifat mati yang tersusun atas hasil ekskresi zat hidup dalam sel, tetapi baru-baru ini banyak ditemukan bukti bahwa ada satuan organik diantara protoplas dan dinding khususnya pada sel muda, keduanya bersama-sama merupakan komponen sel tumbuhan yang membedakannya dengan sel hewan. Dinding sel relatif  kaku, tidak berubah bentuknya sehingga tubuh tumbuhan dewasa tetap konstan baik bentuk maupun posisinya. Kalau saja sel-sel penyusun tubuh manusia memiliki dinding sel seperti sel tumbuhan maka pasti kita tidak mampu menggerakkan otot-otot kita dengan bebas.
a)     Pembentukan Dinding Sel 
Proses pembentukan dinding sel dimulai pada fase telofase pembelahan mitosis. Kedua anak inti saling berhubungan dengan adanya sistem fibril yang berbentuk kumparan yang disebut Fragmoplas. Pada saat yang sama pada bidang ekuatorial terbentuk sekat sel. Pada tempat dimana sekat sel terbentuk, mikrotubula dari fragmoplas menghilang. Kemudian mengalami regenerasi pada permukaan sekat. Sekat terbentuk dari materi-materi yang dibawa oleh vesikel-vesikel. Materi-materi pembentuk sekat (berupa polisakarida) ini merupakan hasil sekresi dan badan golgi. Beberapa sumber menyebutkan proses pembentukan sekat ini juga berasal dari vesikel-vesikel retikulum endoplasma.
Dinding baru yang terbentuk di sebut dinding primitif yang artinya dinding pemula berupa membran  yang dindingnya masih demikian tipis. Pada sel yang muda pertumbuhan dinding akan terus terjadi sehingga terjadi penebalan-penebalan. Lapisan yang pertama terbentuk disebut dinding primer yang merupakan penebalan dinding primitif.  Setelah terbentuknya dinding primer, maka dapat dikatakan bahwa pertumbuhan sel telah memiliki bentuk dan ukuran yang tetap. Penebalan selanjutnya berupa penebalan sekunder. Yang bersifat lebih massif dari penebalan primer. Penebalan sekunder terjadi hanya pada sel-sel tertentu saja yaitu sel-sel yang membutuhkan struktur yang kokoh terkait fungsinya dalam organisasi tumbuhan misalnya seperti sel trakea pada berkas pengangkut.
Adapun cara terbentuknya lapisan penebalan ini adalah dengan beberapa cara seperti:
1)   Aposisi yaitu cara terbentuknya lapisan penebalan yang baru yang seolah-olah melekat pada dinding sel lama yang telah dibentuk pada lapisan penebalan pertama. Dengan cara perlekatan tersebut mkaa dinding sel akan tampak berlapis-lapis seperti lamela lamela penebalan. Cara ini menjadikan ruang sel (lumen) menjadi lebih menyempit;
2)   Intususepsi adalah cara pembentukan lapisan penebalan yang tidak dilekatkan pada dinding atau  membran lama, melainkan dengan cara disisipkan  di antara penebalan yang telah ada. Cara ini tidak memperlihatkan susunan yang berlapis-lapis seperti cara aposisi.

b)     Struktur Dinding sel
Dinding sel pada tumbuhan selain dapat menentukan bentuk sel, juga berfungsi sebagai penguat dan melindungi komponen sel yang lain. Dinding sel mempunyai struktur yang kompleks. Berdasar perkembangan dasar dan strukturnya dibedakan menjadi tiga bagian pokok yang lamela tengah, dinding primer, dan dinding sekunder.
 Lamela tengah merupakan perekat yang mengikat sel-sel secara bersama-sama untuk membentuk suatu jaringan. Karena itu ditemukan diantara dia dinding primer yang berdekatan letaknya. Lamela tengah tersusun air dan pektin. Zat pektin ini memungkinkan gerakan-gerakan antar sel dan penyesuaian yang diperlukan sebelum sel-sel dapat mencapai ukuran dan bentuk dewasa.
Dinding primer merupakan dinding asli yang terbentuk pada sel baru. Dinding primer mengandung selulosa, pektin, dan hemiselulosa. Sel yang`sedang membelah dan sel-sel meristematis mempunyai dinding sel yang bersifat primer. Sel-sel dewasa yang hanya memiliki dinding primer dapat kembali bersifat meristematis kembali (Mampu membelah).
                  Dinding Sekunder Dinding sekunder (penebalan dinding sekunder) hanya ditemukan sel-sel tertentu. Umumnya sel yang mengalami penebalan dinding sekunder adalah sel-sel yang berfungsi sebagai jaringan penguat atau jaringan berkas perngangkut pada tumbuhan.. Terbentuk di sebelah dalam dinding primer, setelah selesai tumbuh yaitu setelah sel mencapai ukuran dan bentuk terakhir. Umumnya sel-sel yang mengalami penebalan pada dinding sekundernya akan memiliki struktur lebih kokoh daripada sel yang tidak mengalami penebalan dinding sekunder.  Dinding sekunder bersifat anisotropok sangat kuat, sehingga terlihat banyak lapisan di dalamnya. Dinding sekunder terdiri dari 3 lapisan yaitu lapisan luar (S1), lapisan tengah (S2) dan lapisan dalam (S3). Lapisan ini diakibatkan terutama oleh letak mikrofibril dalam ketiga lapisan itu.     Berbeda dengan  dinding primer yang mikrofibril penyusunnya tersebar dalam suatu matriks, bersifat lentur, dan memanjang bersama-sama dengan pemanjangan protoplasma, maka pada dinding sekunder, mikrofibrilnya tersusun sejajar, kaku dan tidak dapat memanjang            . Sel-sel yang memiliki dinding sekunder ini tidak` bisa bersifat meristematis kembali, sehingga ketika sel-sel ini dewasa dan telah membentuk dinding sekunder, biasanya sel akan mati dan protoplasmanya tidak terlihat. Namun karena sel tersebut memiliki dinding sekunder  yang strukturnya kokoh, sehingga walaupun sel tersebut mati tetapi struktur tersebut masih tetap difungsikan sebagai organisasi tumbuhan.       Misalnya seperti sel-sel trakea  merupakan unsur xilem adalah sel mati, tetapi difungsikan secara maksimal oleh tumbuhan untuk mengangkut air dan mineral dari dalam tanah.

Dinding sekunder biasanya ditandai dengan adanya lekukan atau bagian dinding yang didalamnya bermacam-macam. Bagian yang tidak berpenebalan disebut dengan noktah. Umumnya setiap noktah mempunyai pasangannya yang letaknya berhadapan dengannya yaitu pada dinding sel tetangganya, ini disebut pasangan noktah. Setiap pasangan noktah memiliki ruang noktah dan membran noktah. Membran noktah tersusun 3 lapis yaitu lamela tengah, dan dinding primer dari masing-masing sel yang bertetangga.
 Ada beberapa macam noktah yang biasa ditemukan pada dinding sekunder tumbuhan misalnya : Noktah sederhana jika ada satu lekukan pada dua daerah berpenebalan; Pasangan noktah sederhana jika dua noktah sederhana yang terletak pada dua sel tertentu; Noktah terlindung jika pada `dinding sekunder melengkung seolah-olah melindungi daerah noktah; kombinasi dua noktah terlindung disebut pasangan noktah terlindung. Jika salah satu pasangannya itu sederhana dan yang satunya lagi terlindung disebut pasangan noktah setengah terlindung;  Noktah teraspirasi adalah noktah yang tidak berfungsi dalam pengangkutan. Hal ini terjadi karena bagian tengah selaput noktah menjadi lebih tebal dan membentuk torus,sedangkan bagian lainnya yang menjadi margo berstruktur terbuka sehingga matriks non-selulosa pada dinding primer dan lamela tengah hilang,mengakibatkan margo bersifat lentur dan ketika margo dalam keadaan tertekan,maka akan berpindah ke salah satu sisi tepi noktah,sehingga menutup lubang noktah dengan torusnya.Contohnya pada trakeid Gimnosperma terutama Pinaceae; Noktah berlapis adalah tojolan kecil-kecil pada dinding sekunder yang membatasi ruang noktah terlindung atau di sekeliling lubang noktah. Sedangkan noktah buta yang tidak mempunyai susunan komplementer; dan noktah bercabang  terjadi karena dinding sekunder sangat tebal dan ruang noktah membentuk saluran noktah. Saluran ini kadang bercabang karena lapisan dinding.

c)      Komposisi dinding sel
Pada sel-sel yang masih aktif dindingnya banyak mengandung air, sehingga selnya akan tampak melembung. Dinding sel yang telah dewasa umumnya memiliki komposisi kimiawi yang  bervariasi dengan lapisan yang berbeda-beda. Sebagian besar terdiri dari unsur organic seperti  Selulosa, pektin, hemiselulosa, khitin, serta lignin. Terkadang ada juga tannin, resin serta bahan berlilin dengan jumlah yang beragam.
Selulosa adalah suatu polisakarida polimer yang tersusun oleh molekul glukosa dalam ikatan beta 1,4 dan membentuk rantai lurus yang panjangnya mencapai 4 µm.Rumus empirisnya (C6H10O5)n.Molekul selulosa mengandung 8.000-15.000 monomer glukosa dan mencapai panjang 0,25-5,0 µm.Sifat mekanik selulosa adalah kekuatan rentangnya. Setiap mikrofibil mengandung 40-70 rantai selulosa yang letaknya sejajar. Enzim pensintesis selulosa terdapat pada plasmalema dalam bentuk roset.Setiap roset dapat beragregasi sampai 16 baris.Makin banyak roset dalam satu baris,makin banyak mikrofibilnya dalam satu makrofibril,dan makin besar garis tengahnya. Selulosa pada kayu kurang lebih 45% dari berat keringnya, sedangkan pada kapas kurang lebih 98%.
Senyawa pektin terdiri dari zat-zat koloidal yang amorf, plastis serta hidrofil yang tinggi. Zat pektin ini merupakan suatu derivat dari dari asam-asam poligalakturan dan terjadi dari 3 macam yaitu : pektin, prospektin, dan asam pektat.
1.      Pektin ini dapat larut dalam berbagai pelarut, sebagai contoh ketika buah masak, buah-buah tersebut sering memperlihatkan struktur seperti gelatin
2.      Protopektin ini tidak larut dalam air, merupakan makromolekul, memiliki gugus metoksil, molekul-molekulnya dapat bersambungan dengan atom-atom Ca dan Mg.
3.      Asam pektat merupakan hasil perubahan pektin oleh enzim pektinase, dan selanjutnya oleh enzim tersebut  dengan ion Ca akan membentuk Ca-pektat dan merupakan penyusun lamela tengah.
Hemiselulosa adalah semacam zat selulosa yaitu campuran dari polimer yang berbeda susunannya dan bercabang banyak. Hemiselulosa mempunyai punggung dasar berikatan beta 1,4 yang bercabang-cabang ke arah lateral.Karena cabang lateral dapat berinteraksi dengan selulosa, maka hemiselulosa mengkristal bersama selulosa, melapisinya, dan melekatkan semua mikrofibil menjadi satu. Terdapatnya zat hemiselulosa ini di dalam sel tumbuhan merupakaan lender, yang ternyata banyak bermanfaat bagi penguaat dinding sel , selain itu juga bisa sebagaai bahan cadangan makanan dalam sel tumbuh-tumbuhan.
Khitin adalah suatu polisakarida yanag molekul-molekulnya mengandung N, merupakan hasil polimerasi makromolekul yang tersusun seperti selulosa dari asetil-glukosamin dengan rumus molekulnya C8H14O6N4O6N. Zat ini pada tumbuh-tumbuhan hanya terdapat pada kelompok fungi.
Lignin merupakan zat yang sangat berkaitan dengan penebalan sekunder pada tumbuhan berkayu. Lignin merupakan senyawa organic kompleks yang menyusun 25-30 persen kayu. Berbeda dengan selulosa yang terbentuk dari gugus karbohidrat, struktur kimia lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. Gugus aromatik ditemukan pada lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3 karbon. Proses pirolisis lignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa fenol, terutama kresol. Kegunaan lignin dalam sel kemungkinan untuk memperkokoh dan memperkuat struktur dinding sel.
Lilin merupakan senyawa yang terbentuk dari suatu ester antara asam lemak dan alkohol atau dari suatu ester antara asam lemak dan suatu sterol. Biasanya lilin terdapat  pada bagian luar kutikula, oleh karena itu tumbuhan yang mempunyai lapisan lilin biasanya tidak tembus air dan gas. Lilin tidak larut dalam air, dengan warna putih yang keabu-abuan dapat dilihat dengan mata telanjang misalnya pada permukaan bawah daun pisang.
Senyawa-senyawa tersebut terdistribusi dalam struktur dinding sel sebagai berikut: Lapisan lamela tengah terdiri dari pektin, terutama dalam bentuk kalsium pektat.sedangkan dinding primer dalam jaringan lunak atau jaringan tidak berkayu disusun oleh pektin dan selulosa. Sedangkan dinding sekunder yang berkembang dipermukaan bagian dalaam dinding primer disusun terutama oleh  mikrofibril selulosa dan hemiselulosa.Selain itu bahan tambahan lainnya berupa endapan lignin, suberin, kutin, tannin dan garam organik seperti kalsium karbonat, kalsium oksalat, dan silika. Untuk tumbuhan berkayu lignin menjadi unsur  utama yaitu sekitar  25-30%. Umumnya lignin adalah unsur  pertama yang muncul pada lamela tengah dan dinding primer, dan dari situ lignin tersebut masuk ke dalam dinding sekunder sejalan dengan perkembangannya.

2.2.2.   Protoplas
Protoplas merupakan bagian sel yang terletak di sebelah dalam dinding sel. Protoplas meliputi sistem membran, sitoplasma, komponen protoplasma dan komponen non protoplasma yang masing-masing akan diuraikan sebagai berikut.
a)      Sistem Membran
Satu sifat sel yang universal adalah adanya membran yang berfungsi sebagai pembatas isi sel dengan lingkungan luar. Ukuran membran sangat tipis sehingga hanya dapat divisualisasikan dengan pembesaran tinggi yaitu dengan menggunakan mikroskop elektron. Setiap membran tebalnya sekitar 5- 10nm. Meski agak sulit untuk melihat membran dengan pembesaran lemah, tetapi keberadaannya dapat dibuktikan pada waktu sel mengalami plasmolisis  S. Singer dan E.Nicolson (1972) menyampaikan teori tentang membran sel. Teori ini disebut teori membran mozaik cair, yang menjelaskan bahwa membran sel terdiri atas protein yang tersusun seperti mozaik (tersebar) dan masing-masing tersisip di antara dua lapis fosfolipid. Membran sel merupakan bagian terluar sel dan tersusun secara berlapislapis. Bahan penyusun membran sel yaitu lipoprotein yang merupakan gabungan antara lemak dan protein. Membran sel mengandung kira-kira 50% lipid dan 50% protein. Lipid yang menyusun membran sel terdiri atas fosfolipid dan sterol. Fosfolipid memiliki bentuk tidak simetris dan berukuran panjang. Salah satu ujung fosfolipid bersifat mudah larut dalam air (hidrofilik), yang disebut dengan ujung polar. Bagian sterol bersifat tidak larut dalam air (hidrofobik) yang disebut dengan ujung nonpolar. Fosfolipid tersusun atas dua lapis. Dalam hal ini protein dibedakan menjadi 2 sebagai berikut.
1.      Protein Ekstrinsik (Perifer)
Protein ini letaknya tersembul di antara dua lapis fosfolipid. Protein ekstrinsik bergabung dengan permukaan luar membran dan bersifat hidrofilik yaitu mudah larut dalam air.
2.      Protein Intrinsik (Integral)
Protein ini letaknya tenggelam di antara dua lapis fosfolipid. Protein intrinsik bergabung dengan membran dalam dan bersifat hidrofobik yaitu tidak mudah larut dalam air. Penyusun membran sel yang berupa karbohidrat berikatan dengan molekul protein yang bersifat hidrofilik sehingga disebut dengan glikoprotein. Adapun karbohidrat yang berikatan dengan lipid yang bersifat hirofilik disebut dengan glikopolid. Sifat dari membran sel ini adalah selektif permiabel artinya adalah dapat dilalui oleh air dan zat-zat tertentu yang terlarut di dalamnya.
Membran sel memiliki fungsi antara lain: sebagai pelindung sel, mengendalikan pertukaran zat, dan tempat terjadinya reaksi kimia. Untuk menunjang fungsinya ini, membran sel memiliki kemampuan untuk mengenali zat. Zat yang dibutuhkan akan diizinkan masuk, sedangkan zat yang sudah tidak digunakan berupa sampah akan dibuang. Ada juga zat tertentu yang dikeluarkan untuk diekspor ke sel lain. Masuknya zat dari luar melalui membran sel yaitu melalui peristiwa transpor pasif dan transpor aktif.
Selain sebagai pembatas, memberikan membran juga memiliki fungsi :
a.       Mengatur permeabilitas terhadap senyawa atau ion. Permeabilitas ini terutama diatur oleh protein integral.
b.      Protein membran berfungsi sebagai protein mengenal atau sebagai reseptor molekul khusus (hormon, antigen, metabolit).
c.       Protein membran berfungsi sebagai enzim khusus misalnya pada mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasma, apratus golgi, membran sel dan lain-lain.
d.      Membran sebagai kelompok molekul juga dapat berfungsi sebagai reseptor terhadap berubahan lingkungan seperti perubahan suhu serta cahaya.


b)     Sitoplasma
Sitoplasma merupakan bagian protoplas yang bersifat cair. Secara kimia struktur sitoplasma sangat kompleks dan mempunyai bahan dasar seperti air sekitar 85-90% dan hialoplas. Meskipun demikian sitoplasma merupakan substansi yang cukup kental, tembus cahaya. Seringkali aliran sitoplasma dari sel hidup yang dapat diamati di bawah mikroskop cahaya. Sitoplasma dipisahkan dari bahian-bagian sel yang lain oleh sistem membran yang meliputi :
1.      Palsmalema/membran sel/ ektoplas merupakan sistem membran yang membatasi antara sitoplasma dengan dinding sel
2.      Tonoplas yaitu sistem membran yang membatasi sitoplasma dengan vakuola
3.      Polyplasma yaitu sistem membran yang terletak antara plasmalema dengan tonoplas.

Komponen Protoplasma
            Komponen protoplasma terdiri atas organel-organel yang terdapat bebas dalam sitoplasma antara lain :
a.      Retikulum Endoplasma (RE) merupakan sistem membran yang terdapat bebas dalam sitoplasma, terdiri aias dua unit selaput yang membatasi ruang yang sempit. Bentuknya seperti lembaran-lembaran. RE berhubungan dengan membran inti juga dengan plasmodesmata yang terdapat pada saluran noktah. Membran ini lebih tipis dari membran plasma. Komposisi kimia tersusun atas lipoprotein. Retikulum endoplasma ada dua macam, yaitu retikulum endoplasma kasar dan retikulum endoplasma halus.            A) Retikulum Endoplasma Kasar (REK) Retikulum endoplasma kasar ditempeli dengan ribosom yang tersebar merata pada permukaannya. Ribosom merupakan tempat sintesis protein. Protein yang sudah terbentuk kemudian akan diangkut ke bagian dalam retikulum endoplasma, dan kemudian disimpan di dalam membran yang berkantong yang disebut vesikula. B) Retikulum Endoplasma Halus (REH) Retikulum endoplasma halus tidak ditempeli oleh ribosom. Permukaan REH ini menghasilkan enzim yang dapat mensintesis fosfolipid, glikolipid, dan steroid. Jadi, secara umum fungsi retikulum endoplasma antara lain:
1)      Penghubung selaput luar inti dengan sitoplasma, sehingga menjadi penghubung materi genetik antara inti sel dengan sitoplasma;
2)      Transpor protein yang disintesis dalam ribosom; dan
3)      Biosintesis fosfolipid, glikolipid, dan sterol.

b.      Ribosom merupakan struktur terkecil yang bergaris tengah 17-20 mikron, letaknya di dalam sitoplasma sehingga hanya bisa dilihat dengan bantuan mikroskop elektron.  Ribosom berfungsi untuk sintesis protein, yang selanjutnya digunakan untuk pertumbuhan, perkembangbiakan atau perbaikan sel yang rusak. Pada sel-sel yang aktif dalam sintesis protein, ribosom dapat berjumlah 25% dari bobot kering sel.  Keberadaan ribosom secara acak tersebar di dalam sitoplasma, tetapi ada beberapa yang terikat pada membran retikulum endoplasma kasar (REK).

c.       Sferosom yaitu butir- butir yang mempunyai ukuran diameter 0,25 sampai 1 mikron. Mengandung lipid dan protein serta bersifat sangat mobil pada sel hidup. Beberapa peneliti berpendapat bahwa sferosom dibatasi oleh membran, sedangkan peneliti lain menyebutkan organel ini dibatasi oleh selapis molekul lipid yang dibentuk sebagai tanggapan terhadap sitoplasma sekelilingnya yang mengandung air.


d.      Diktiosom (Aparatus Golgi) merupakan kumpulan sisterna berbentuk sirkuler dan masing-masing elemen terebut dikelilingi oleh membran yang halus. Dekat dengan ujung sisterna terdapat sejumlah vesikel yang diperkirakan berasal dari ujung sisterna. Organela ini ditemukan pertama kali oleh Camilio Golgi, seorang ilmuwan dari Italia. Aparatus  golgi biasa dijumpai pada sel tumbuhan maupun hewan. Pada tumbuhan bisa memiliki ratusan apparatus golgi pada setiap sel, sangat berbeda dengan sel hewan yang hanya memiliki 10-20 aparatus golgi.di sini bisa  terjadi pembuatan polisakarida dalam bentuk selulosa yang digunakan sebagai bahan penyusun dinding sel. Secara umum fungsi dari apparatus  golgi antara lain:
1)      secara aktif terlibat dalam proses sekresi, terutama pada sel-sel kelenjar
2)      membentuk dinding sel pada tumbuhan;

e.       Mitokondria merupakan organela penghasil energy dalam sel. Mitokondria memiliki bentuk lonjong, memanjang dan kadang berbentuk cuping. Berdiameter 0,5nm dengan panjang sampai 6nm dan dibatasi sampul yang terdiri dari dua membran unit. Membran sebelah dalam membentuk Krista ke dalam matriks. Matriks terutama terbuat  dari protein. Mitokondria berisi ribosom yang ukurannya lebih kecil daripada yang terdapat dalam sitoplasma dan dalam fibril DNA, tetapi kemampuan genetiknya terbatas.  Fungsi mitokondria adalah sebagai pusat respirasi seluler yang menghasilkan banyak ATP  karena itu mitokondria diberi julukan “The Power House”.

f.       Mikrobodi adalah badan renik berdiameter 0,5-1,5 nm, yang terdapat pada terdapat pada klorenkim tumbuhan dikotil dan monokotil dan berhubungan dengan kloroplas. Mikrobodi diselubungi oleh membran tunggal dan matriksnya tampak seperti granul atau fibril. Peranannya membantu proses-proses biokimia dalam sel dan foto respirasi. Ada dua kelompok mikrofibril yaitu : a) glioksisom adalah kelompok yang terlibat dalam pemecahan asam lemak menjaadi asetil CoA dan sintesis suksinat dari asetil CoA; dan  b) perioksisom yaitu kelompok yang berhubungan dengan kloroplas dan merupakan tempat fotorespirasi asam glikolat.
Gambar 12. Keberadaan  perioksisom pada sel-sel daun (A) Beta vulgaris dan  (B) Nicotiana tabacum Dekat dengan membran ganda kloroplas. Pada B, perioksisomnya berisi Kristal  (Disadur dari Esau, 1977.)

g.      Mikrotubula adalah tabung berdiameter 240A dari subunit protein globular. mikrotubula mengatur posisi organel di dalam sel. Mikrotubula dibagi menjadi dua, yaitu mikrotubula singlet dan mikrotubula doublet. Mikrotubula memiliki dua ujung, yaitu ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubula, dan ujung positif yang berada di dekat membran plasma. Organel dapat meluncur di sepanjang mikrotubula untuk mencapai posisi yang berbeda di dalam sel, terutama saat pembelahan sel.
Gambar 13. Sitokenesis pada sel mesofil daun Nicotiana tabacum. Setelah plat sel terbentuk pragmoplas mikrotubular mengambil posisi di sekitar plat sel (disadur dari  Esau, 1977)

h.      Plastida merupakan organel yang khas pada sel tumbuhan. Bentuk warna dan ukurannya bermacam-macam. Tipe utama plastida adalah kloroplas, kromoplas, dan leokoplas. Kloroplas membawa pigmen klorofil yang menyebabkan warna hijau pada daun. Kromoplas membawa pigmen karotinoid yang menyebabkan warna kuning jingga atau merah sedangkan leukoplas membawa plastida tanpa pigmen biasanya terdapat pada jaringan yang tidak terkena cahaya.
i.        Kloroplas pada sel tumbuhan ada bagian paling spesifik yang tidak terdapat pada sel hewan, yaitu bagian yang berperan dalam proses fotosintesis. Pada sel-sel tumbuhan, kloroplas berbentuk cakram dengan diameter 5-8 um dengan tebal 2-4 um. Kloroplas dapat dilihat pada Gambar di bawah
Gambar 14. Kloroplas dengan grana pada sel daun Nicotiana tabacum (disadur dari Esau, 1977)

Kloroplas dibungkus oleh membran ganda, yaitu membran internal (dalam) dan membran eksternal (luar).
1)   Membran Internal (Dalam)
Pada membran ini tidak terdapat lipatan (halus), dan terdapat banyak pigmen fotosintesis yang terletak pada thilakoid. Pigmen ini akan menangkap cahaya matahari dan mengubah energi cahaya ini menjadi energi kimia dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat), melalui proses fotosintesis. Tumpukan dari beberapa thilakoid akan membentuk granum. Thilakoid yang memanjang menghubungkan granum satu dengan lainnya disebut stroma. Pigmen fotosintesis tersebut antara lain klorofil dan karotenoid.



a)   Klorofil
Klorofil meliputi klorofil a dan b. Klorofil merupakan pigmen hijau untuk menangkap energi cahaya matahari, misalnya sinar merah, biru, ungu, dan memantulkan sinar hijau.
b)   Karotenoid
Karotenoid merupakan pigmen kuning sampai jingga. Karotenoid menyerap sinar gelombang antara hijau-biru.
2)   Membran Eksternal (Luar)
Pada membran ekternal ini tidak mengandung klorofil maupun karotenoid, melainkan mengandung pigmen xanthofil yang disebut violaxanthin.
j.        Vakuola menempati lebih dari 90% volume sel-sel dewasa. Pada sel tumbuhan, vakuola selalu ada. Semakin tua suatu tumbuhan, maka vakuola yang terbentuk semakin besar. Vakuola adalah bagian ruangan dalam sel berisi yang dibatasi membran tonoplas. Cairan itu berisi berbagai macam organik dan anorganik misalnya gula protein asam oganik phospatida tanin kalsium oksalat juga berbagai kalsium oksalat juga berbagai macam kristal. Selain sebagai “Gudang” vakuola juga berperan pada beberapa hal misalnya  dalam mengatur air untuk mempertahankan turgor sel, berperan dalam gerak pada tumbuhan karena tonoplas mempunyai kemampuan menyerap dan melepaskan air dengan cepat, misalnya gerak membuka dan menutupnya stomata, gerakan putrid malu dan mekarnya bunga.
Gambar 15. Vakuola, memperlihatkan keberadaan vakuola pada sel parenkim Nicotiana tabacum, terlihat inti berda di tengah dan vakuola terpragmentasi di daerah sekitarnya. (disadur dari Evert,2007)
Komponen Nonprotoplasma
Komponen Nonprotoplasma merupakan komponen protoplas yang terdapat dalam vacuola tetapi kadang-kadang ada di sitoplasma yang merupakan penyusun bahan makanan atau produk metabolisme yang lain. Bahan ini umumnya dikenal sebagai bahan ergastik yang meliputi :
1.      Karbohidrat umumnya berupa pati dan selulosa. Selulosa sangat penting dalam proses pembentukan dinding sedangkan pati sebgai bahan cacangan makanan. Pati terdapat sebagai butiran-buritan dalam sitoplasma dengan bentuk dan ukuran yang bermacam-macam misalnya pada kentang berukuran antara 70 sampai 100 mikron sedangkan pada jagung antara 12 sampai 16 mikron. Butir pati itu memiliki lapisan-lapisan yang akhirnya akan berhenti pada titik yang dinamakan hilum. Berdasarkan jumlah hilumnya maka butir pati dibagi menjadi beberapa tipe yaitu : (a). Tipe tunggal bila hanya terdapat satu hilum pada satu butir pati. (b). Tipe majemuk bila terdapat lebih dari satu hilum dalam satu butir pati. (c). Tipe setengah majemuk merupakan kombinasi antara tipetunggal dan tipe majemuk. Selain tiga tipe diatas butir pati juga dapat dibedakan berdasarkan letak hilumnya terdapat dua tipe yaitu (a). Konsentris bila letak hilum terdapat di tengah-tengah butir pati. (b). Eksentris bila letak hilum terletak dipinggir
2.      Protein merupakan bahan utama dari protoplasma yang hidup. Berfungsi dalam berbagai metabolisme sel. protein di dalam sel ditemukan dalam berbagai bentuk, terutama pada biji. Misalnya protein amorf ditemukan pada lapisan endosperm paling luar yang disebut aleuron, pada kariopsis serealia. Pada sel parenkim perifer umbi kentang ditemukan protein dalam bentuk kristaloid kuboidal.
3.      Kristal merupakan endapan anorganik pada sel tumbuhan yang hampir semuanya terdiri dari kristal kalsium oksalat dan silika. Kristal ini dapat dijmpai dalam berbagai bentuk dan ukuran misalnya prisma, jarum (rapida), bintang, tetrahedral, rhombohedral, Drussen, serta butir-butiran pasir.


4.      Sistolit dianggap sebagai Kristal yang terdapat melekat pada dinding sel. sel yang bersangkutan disebut litosist. Kristal terdapat dalam vakuola atau dalam lumen, jika protoplas sel yangt bersangkutan telah hilang. Kadang-kadang terdapat sebagian atau seluruhnya tertanam dalam dinding sel.
Gambar 18. Kristal kalsium karbonat. Penampang lintang daun Ficus elastica memperlihatkan sistolit yang terbentuk di bagian epidermis (disadur dari Evert, 2007)



5.      Minyak merupakan bahan ergastik yang terdapat pada semua bagian sel. Bisa ditemukan pada vakuola atau sekitar dinding sel.
6.      Tannin merupakan senyawa kompleks yang tidak mengandung nitrogen, umumnya ditemukan larut dalam getah sel. tannin merupakan derivate dari phenol dan berhubungan dengan glikosida. Tannin berfungsi sebagai pelindung protoplasma dari luka, kerusakan, pelapukan yang disebabkan oleh rayap dan hama. Tannin terdapat pada dinding sel, daun, dan buah yang belum matang.
7.      Lateks merupakan cairan seperti susu yang ditemukan pada buluh panjang bercabang, dikenal sebagai laticifer. Kalau buluh tersebut dipotong atau dilukai lateks akan keluar. Karet dan opium berasal dari lateks.
8.      Gum (getah) merupakan eksudat yang keluar dari batang pada banyak tumbuhan. Gum larut dalam air dan tidak larut dalam alcohol. Contoh tumbuhan yang menghasilkan gum adalah tanaman akasia.
9.      Resin (damar) ditemukan pada saluran resin berbagai tumbuhan conifers misalnya turpentine dihasilkan pada pohon pinus; Canada balsam dihasilkan pada Abies balsamea; Varnish dihasilkan dari Conifers.
10.  Lemak dan zat-zat yang berhubungan dengan lemak dapat ditemukan dalam jumlah kecil dalam sitoplasma atau plastida. Lemak sering terdapat  sebagai bahan cadangan dalam biji, spora, embrio, dan sel meristematik.


2.2.3.   Inti Sel (Nukleus)
Nukleus merupakan organ terbesar sel, dengan ukuran diameter antara 10-20 nm. Nukleus memiliki bentuk bulat atau lonjong. bahkan pada sel mikrospora (sel kelamin jantan) pada fase uninukleat akhir bentuknya sangat-sangat lonjong.Hampir semua sel memiliki nukleus, karena nukleus ini berperan penting dalam aktivitas sel, terutama dalam melakukan sintesis protein. Biasanya sebuah sel hanya memiliki satu nukleus saja, Komposisi nukleus terdiri atas membran nukleus, matriks, dan anak inti.


Gambar 19 :    (A) Diagram struktur Inti Sel, (B)  struktur inti sel dengan bagian anak inti terlihat sangat jelas.


a)       Membran Nukleus (Karioteka)
Susunan molekul membran ini sama dengan susunan molekul membran sel, yaitu berupa lipoprotein. Membran inti juga dilengkapi dengan poripori yang dapat memungkinkan hubungan antara nukleoplasma dan sitoplasma. Adanya membran yang membatasi inti pertama kali ditunjukkan oleh O. Hertwig dalam tahun 1893. Tetapi, pada waktu itu minat untuk mempelajari membran tersebut sangat kecil. hingga saat mikroskop elektron dapat membuktikan bahwa membran inti adalah bersifat bilayer lipid. Kedua membran berfusi pada tempat pori inti, sedang di bagian-bagian lain dipisahkan oleh ruang perinukleus yang bervariasi dalam ketebalannya antara 10-50 nm. Kenampakan yang melipat pada pori-pori inti dan tipisnya ruang perinukleus memantapkan istilah "nuclear envelope". Pori-pori ini berperan dalam memindahkan materi antara inti sel dan sitoplasmanya. Membran inti hanya bisa dilihat dengan jelas dengan menggunakan mikroskop elektron. Dengan alat ini akan terlihat bahwa selubung inti merupakan suatu kantong pipih yang tersusun dari membran inti yang dibatasi oleh suatu ruang yang sangat kecil. Kedua membran selubung inti berfusi pada suatu jarak tertentu untuk membentuk pori inti yaitu saluran dimana bagian dalam nukleus berhubungan dengan sitoplasma. Pori-pori ini tidak membiarkan tertutupnya difusi antara kompartemen inti dan sitoplasma. Setiap pori nampak tertutup oleh membran yang halus lebih tipis dari membran sel lainnya. Inti berfungsi mengatur lewatnya bahan melalui pori . bagian terluar dari dua membran inti nampak bersambung dengan membran RE dan kompleks Golgi.

Gambar 20      Model untuk susunan porus inti.


Membran luar selubung inti merupakan struktur yang dinamis, dimana pada tempat-tempat tertentu berfusi dengan retikulum endoplasma.  Pada membran luar selubung inti juga dapat dijumpai partikel-partikel ribosom.  Membran luar dan membran dalam mempunyai perlekatan dengan bagian dalam sel. Pada sel-sel tertentu  terdapat filamen-filamen dengan tebal 10nm yang memanjang dari permukaan sebelah luar selubung inti ke dalam sitosol, kadang-kadang ujungnya berhubungan dengan organel-organel lain atau membran plasma.  Permukaan dalam selubung inti juga dilapisi dengan filamen-filamen dan struktur serabut.  Beberapa filamen dan serabut dapat memanjang hingga ke bagian dalam inti, dan yang lain dapat melekat ke bahan kromatin.  Dengan demikian nukleus bukan merupakan elemen yang mengapung bebas di dalam sel, melainkan posisinya ditahan oleh filamen-filamen yang memanjang dari permukaannya ke seluruh bagian dalam sel. Struktur selinder bukan membran yang mengelilingi  bagian dalam pori disebut annulus.  Di dalamnya terdapat satu granula pusat.  Pada beberapa preparat terlihat  adanya serabut-serabut keluar  dari granula pusat dan bahan annulus tegak lurus  dengan bidang selubung inti.  Selain struktur tersebut, terdapat pula bahan amorf yang membentuk suatu diafragma.


Gambar  21. Struktur Ultra Selubung Inti (Adnan, 2005)

b)      Matriks (Nukleoplasma)
Nukleoplasma terdiri atas cairan inti yang tersusun dari zat protein inti yang disebut dengan nukleoprotein. Tergantung pada tipe sel atau jaringan asal matriks, protein mungkin lebih dari 90 % dari bahan, dengan jumlah kecil RNA, DNA, dan fosfolipida. Fungsi matriks inti adalah replikasi, transkripsi, dan proses transpor post­transkripsional.
c)      Anak Inti (Nukleolus)
Nukleolus adalah bagian dalam inti sel yang paling dominan dan adalah di antara struktur subseluler yang diuraikan dengan mikroskopi. Nukleolus tidak dipisahkan dari bagian nukleoplasma oleh membran, tetapi pada banyak sel, tepinya mempunyai hubungan dengan kromatin (kromatin perinukleus). Tergantung pada keadaan fisiologi sel, nukleoli bervariasi dalam jumlah, dan ukuran. Nukleolus terutama mengandung RNA dan protein.
Fungsi nukleolus mempunyai hubungan dengan sintesis protein. Adalah jelas bahwa fungsi primer nukleolus adalah sintesis sebagian besar tRNA yang terdapat pada subunit kecil dan besar pada ribosom dan penumpukan rRNA dengan protein ribosom untuk membentuk partikel-partikel preribosom. Di dalam nukleuplasma terdapat satu atau lebih nukleolus. Pada proses pewarnaan nukleolus akan menyerap warna paling kuat daripada komponen sel lain. Nukleolus bersifat sangat padat berbutir dan berserabut serta tidak dilapisi dengan membran.



0 komentar:

Poskan Komentar

 
Copyright (c) 2010 Mega's Blogg and Powered by Blogger.