A. Definisi Retikulum Endoplasma
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tampaknya bahwa kehidupan muncul di bumi sekitar 4 milyar tahun yang lalu. Yang paling sederhana sel, dan jenis pertama dari sel untuk berevolusi, adalah prokariotik sel-organisme yang tidak memiliki membran nuklir, membran yang mengelilingi inti sel. Bakteri adalah yang paling dikenal dan paling banyak dipelajari bentuk organisme prokariotik, meskipun penemuan baru dari kelompok kedua prokariota, disebut archaea, telah memberikan bukti domain selular ketiga kehidupan dan wawasan baru ke dalam asal usul kehidupan itu sendiri.
Sel adalah unit struktural dan fungsional dari semua organisme hidup. Beberapa organisme, seperti bakteri, merupakan uniseluler, yang terdiri dari satu sel. organisme lain, seperti manusia, adalah multiseluler, atau memiliki banyak sel-sel diperkirakan 100.000.000.000.000!!.
Setiap sel adalah dunia yang menakjubkan; ia dapat mengambil nutrisi, mengkonversi nutrisi menjadi energi, menjalankan fungsi-fungsi khusus, dan bereproduksi jika diperlukan. Bahkan lebih menakjubkan adalah bahwa setiap sel menyimpan seperangkat instruksi sendiri untuk melaksanakan masing-masing kegiatan.
Sel hewan dan sel tumbuhan memiliki berbagai macam organel, sel hewan dan sel tumbuhan memiliki organel khusus yang bila dimiliki oleh sel hewan maka sel tumbuhan tak memilikinya, begitu juga sebaliknya jika sel tumbuhan memilikinya maka sel hewan tak memilikinya salah satunya adalah kloroplas yang terdapat di dalam plastida sel tumbuhan.
1.2 Tujuan
Dalam makalah ini yang berjudul “KLOROPLAS” memiliki tujuan sebagai berikut:
1. untuk mengetahui tentang asal mula kloroplas
2. untuk mengetahui struktur dari kloroplas
3. untuk mengetahui fungsi dan peranan kloroplas di dalam tubuh tumbuhan
1.3 Rumusan Masalah
Dalam makalah ini yang berjudul “KLOROPLAS” memiliki rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana asal mula terbentuknya kloroplas
2. Bagaimana struktur dari kloroplas
3. Apa saja fungsi dan peranan kloroplas dalam tubuh tumbuhan
II. PEMBAHASAN
2.1 Asal Mula Kloroplas
Kata kloroplas berasal dari kata Yunani chloros , yang berarti hijau, dan plastis , yang berarti “orang yang bentuk”. Kloroplas adalah anggota dari kelas yang dikenal sebagai organel plastida .
Kloroplas adalah salah satu dari berbagai jenis organel dalam sel tumbuhan. Secara umum, mereka dianggap berasal dari cyanobacteria melalui endosimbiosis Ini pertama kali diusulkan oleh Mereschkowsky pada 1905 .
setelah pengamatan dengan Schimper pada tahun 1883 yang sangat mirip kloroplas cyanobacteria.
Hipotesis endosimbiosis kloroplas ini dikemukakan berdasarkan kenyatan pada saat ini, bahwa:
1. Kloroplas memiliki membran rangkap dan membran luarnya mirip dengan struktur membran sel.
2. Ada beberapa fotosintetik (cyanobakteria) yang memiliki membrane fotosintetik, yang mirip dengan tilakoid pada kloroplas.
3. Didalam kloroplas terdapat DNA yang juga dijumpai pada bakteri fotosintetik.
4. Kloroplas dapat bertambah banyak melalui pembelahan, seperti halnya bakteri.
Semua kloroplas diperkirakan berasal langsung atau tidak langsung dari aktivitas endosymbiotic tunggal (dalam Archaeplastida ), kecuali untuk Paulinella chromatophora, yang baru-baru ini mengakuisisi endosymbiont cyanobacterial fotosintesis yang tidak berkaitan erat dengan kloroplas dari eukariota lainnya.
Bahwa mereka berasal dari sebuah acara endosymbiotic, kloroplas mirip dengan mitokondria , tapi kloroplas hanya ditemukan di tanaman dan Protista.
kloroplas ini dikelilingi oleh membran komposit berlapis ganda dengan ruang antarmembran, lebih lanjut, telah reticulations, atau infoldings banyak, mengisi ruang batin. kloroplas memiliki sendiri DNA ,yang kode untuk protein redoks yang terlibat dalam transpor elektron dalam fotosintesis, ini disebut sebagai plastome
Pada tumbuhan hijau, kloroplas dikelilingi oleh dua -bilayer membran lipid . Mereka diyakini sesuai dengan dan dalam membran luar cyanobacterium leluhur.
Kloroplas memiliki genom mereka sendiri, yang jauh berkurang dibandingkan dengan cyanobacteria hidup bebas, tetapi bagian yang masih ada menunjukkan kesamaan jelas dengan cyanobacterial genom. Plastida mungkin berisi 60-100 gen sedangkan cyanobacteria sering mengandung lebih dari 1500 gen. Banyak dari gen yang hilang dikodekan dalam genom nuklir dari tuan rumah. Pemindahan informasi nuklir telah diperkirakan dalam tembakau tanaman pada satu gen untuk setiap 16000 serbuk sari.
Pada beberapa ganggang (seperti heterokonts dan protista lain seperti Euglenozoa dan Cercozoa ), kloroplas tampaknya telah berevolusi melalui peristiwa sekunder endosimbiosis, di mana sel eukariotik sel eukariotik menelan kedua yang berisi kloroplas, membentuk kloroplas dengan tiga atau empat membran lapisan. Dalam beberapa kasus, sekunder seperti endosymbionts mungkin sendiri telah ditelan oleh eukariota lainnya masih, sehingga membentuk endosymbionts tersier. Dalam alga Chlorella , hanya ada satu kloroplas, yang berbentuk lonceng.
Dalam beberapa kelompok mixotrophic protista seperti dinoflagellata , kloroplas dipisahkan dari alga ditangkap atau diatom dan digunakan sementara. Ini kloroplas Klepto mungkin hanya memiliki masa pakai beberapa hari dan kemudian diganti.
Struktur
2.2 Struktur Kloroplas
Kloroplas adalah plastida yang berwarna hijau, umumnya berbentuk lensa, terdapat dalam sel tumbuhan lumut (Bryophyta), paku-pakuan (Pterydophyta) dan tumbuhan berbiji (Spermatophyta). Garis tengah lensa tersebut 2-6 milimikron, sedangkan tebalnya 0,5-1,0 milimikron. Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada, maka tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastida . Plastida adalah organel bermembran rangkap yang bentuk dan fungsinya bermacam-macam. Proplastida merupakan prekursor berbagai macam plastida dalam jaringan tanaman, tergantung pada macam jaringan dan macam lingkungan yang berpengaruh, proplastida berdiferensiasi menjadi plastida yang berbeda.
Kloroplas ultrastruktur:
1. membran luar
2. antarmembran ruang
3. bagian dalam membran (1 +2 +3: amplop)
4. stroma (cairan air)
5. lumen tilakoid (dalam tilakoid)
6. membran tilakoid
7. granum (tumpukan thylakoids)
8. tilakoid (lamella)
9. pati
10. ribosom
11. plastidial DNA
12. plastoglobule (setetes lipid)
Pengamatan dengan mikroskop cahaya, dengan pembesaran yang paling kuat, kloroplast terlihat berbentuk butir. Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya plastida berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm, kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid. Kloroplas matang pada beberapa ganggang, bryophyta dan lycopodium dapat memperbanyak diri dengan pembelahan. Kesinambungan kloroplas terjadi melalui pertumbuhan dan pembelahan proplastid di daerah meristem.
Bentuk kloroplast yang beraneka ragam ditemukan pada alga. Kloroplast bernbentuk pita spiral ditemukan pada Spirogyra, sedangkan yang berbentuk jala ditemukan pada Cladophora, sedangkan kloroplast berbentuk pita ditemukan pada Zygnema.
Kloroplas dijumpai terutama pada bagian daun yang disebut mesofil, yang sering disebut pula daging daun. Kloroplas juga dijumpai di bagian-bagian lain, bahkan juga pada batang dan ranting yang berwarna hijau. Hal ini disebabkan karena dalam kloroplas terdapat pigmen yang berwarna hijau disebut klorofil. Pigmen ini dapat menyerap energi cahaya. Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan perubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedangkan pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintesis berlangsung di stroma. Disamping klorofil a ( pigmen berwarna hijau ) dikenal pula klorofil b yang mempunyai struktur mirip klorofil a, yaitu pigmen yang berwarna kuning sampai jingga yang disebut karoten.
Seperti halnya mitokondria, kloroplas dikelilingi oleh membran luar dan membran dalam, yang dipisahkan oleh ruang antar membran. Membran luar kloroplas menutupi ruang intermembran antara membran dalam dan membran luar kloroplas. Membran luar kloroplas mengandung porin seperti halnya pada mitokondria yang menyebabkan membran ini permeable terhadap molekul seperti nukleotida, fosfat inorganic, derivate yang mengandung fosfat, asam karboksilat, dan sukrosa. Sebaliknya membran dalam relatif lebih impermeabel sejumlah persenyawaan namun membran dalam permeable terhadap CO2, dan asam monokarboksilat tertentu seperti asam asetat, asam gliserat, dan asam glikolat, serta kurang permeable terhadap asam amino. Membran dalam bersambungan dengan kompleks membran di bagian dalamnya. Disela-sela kompleks membran berisi matriks yang amorf disebut stroma, yang mengandung enzim untuk reaksi terang pada proses fotosintesis. Membran dalam membentuk struktur seperti tumpukan piringan yang saling berhubungan yang disebut tilakoid yang tersusun membentuk grana. Membran tilakoid yang mengelilingi ruang interior tilakoid yang berisi cairan mengandung klorofil dan pigmen fotosintesis lain serta rantai transport elektron. Satu tilakoid dari granum disebut tilakoid granum. Sebuah tilakoid yang melebar kedalam stroma disebut tilakoid stroma. Tilakoid yang menghubungkan antar grana disebut fret atau lamella grana. Dan bagian dalam tilakoid disebut lokulus. Reaksi terang dari fotosintesis terjadi di tilakoid. Seperti pada matriks mitokondria, stroma kloroplas mengandung molekul DNA sirkuler dan ribosom.
Dengan adanya kompleks membran pada kloroplas terdapat kompartemen yang terpisah, yaitu ruang antar membran, lokulus, dan stroma. Dari kebanyakan hasil ekspeimen membuktikan bahwa lokulus merupakan ruangan yang terpisah dari ruangan antar membran. Tilakoid merupakan tempat berlangsungnya reaksi terang fotosintesis, sedangkan stroma merupakan tempat berlangsungnya reaksi gelap fotosintesis.
Kloroplas pada tanaman tingkat tinggi merupakan evolusi dari bakteri fotosintetik menjadi organel sel tanaman. Genom kloroplas terdiri dari 121 024 pasang nukleotida serta mempunyai inverted repeats (2 kopi) yang mengandung gen-gen rRNA (16S dan 23S rRNAs) untuk pembentukan ribosom. Genom kloroplas mempunyai subunit yang besar yaitu penyandi ribulosa biphosphate carboxylase. Protein yang terlibat di dalam kloroplas sebanyak 60 protein. 2/3nya diekspresikan oleh gen yang terdapat di inti sel sementara 1/3nya diekspresikan dari genom kloroplas.
Diperkirakan pula terdapat sekitar 60 macam polipeptida pada membran tilakoid. Setengah diantaranya dikode oleh DNA kloroplas. Sebagian besar protein dalam kloroplas dikode oleh gen nuklear, dihasilkan di sitoplasma dan selanjutnya dikirim ke kloroplas.
Studi terbaru menunjukkan bahwa kloroplas dapat saling dihubungkan dengan jembatan berbentuk tabung yang disebut stromules , dibentuk sebagai perluasan dari membran luar mereka. Kloroplas tampaknya dapat protein pertukaran melalui stromules, sehingga fungsi dan sebagai jaringan.
2.3 Fungsi dan Peran Kloroplas
a..Fotosintesis Pada Tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + cahaya ? C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2). Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang. Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm).
Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 – 700 nm), hijau kuning (510 – 600 nm), biru (410 – 500 nm) dan violet (< 400 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah. Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
b..Fotosintesis Pada Alga dan Bakteri
Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof.
Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.
c..Transplastomic Tanaman
Pada tumbuhan berbunga kebanyakan, kloroplas tidak diwariskan dari induk jantan, meskipun dalam tanaman seperti pinus, kloroplas diwariskan dari laki-laki. Di mana kloroplas diwariskan hanya dari betina, transgen dalam plastida tidak dapat disebarluaskan oleh serbuk sari . Hal ini membuat transformasi plastid alat yang berharga untuk penciptaan dan budidaya tanaman dimodifikasi secara genetis yang terkandung biologis, sehingga berpose lingkungan risiko yang lebih rendah secara signifikan. Ini kontainmen biologis strategi oleh karena itu cocok untuk mendirikan koeksistensi dan organik pertanian konvensional . Sementara keandalan mekanisme ini belum dipelajari untuk semua jenis tanaman yang relevan, hasil terakhir pada tanaman tembakau menjanjikan, menunjukkan tingkat penahanan gagal tanaman transplastomic jam 3 1.000.000.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel dikendalikan oleh suatu organel yaitu nucleus. Nukleus merupakan organel yang penting karena nucleus sebagai pengendali semua kegiatan sel, tanpa adanya nucleus maka kegiatan-kegiatan sel tidak dapat berlangsung. Tidak dapat berlangsungnya kegiatan di sel tentu akan mengganggu fungsi jaringan serta organ dalam tubuh kita, serta tanpa adanya nucleus maka sel tidak akan dapat hidup dalam waktu yang lama.
Dengan fungsi tersebut tentunya nucleus memiliki struktur yang khas sebagai penompang fungsi-fungsi tersebut. Struktur nucleus akan membantu dalam pelaksanaan tugas-tugasnya.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang di atas dapat dirumuskamn masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana struktur dari nucleus?
2. Apa Saja yang terkandung dalam nucleus serta bagaimana hubungannya dengan fungi nukleus?
3. Apa Fungsi dari nucleus?
1.3 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk:
1. Mengetahui struktur dari nucleus
2. Mengetahui apa saja yang terkandung dalam nucleus
3. Mengetahui fungsi nucleus yang relevan dengan strukturnya.
II. PEMBAHASAN
2.1 Fungsi Nukleus
Nukleus memiliki peran atau fungsi yang sangat penting diantaranya sebagai berikut:
1. Mengendalikan seluruh kegiatan sel
2. Mengeluarkan RNA dan subunit ribosom ke sitoplasma
3. Mengatur pembelahan sel
4. Membawa informasi genetic
2.2 Srtuktur Nukleus
Nukleus memiliki peran yang sangat vital dalam kehidupan sebuah sel. Peranan nucleus dalam hal ini adalah untuk mengatur dan mengontrol segala aktifitas kehidupan sel serta membawa informasi genetik yang diturunkan ke generasi berikutnya. Informasi genetik ini disimpan dalam suatu molekul polinukleutida yang disebut DNA (Deoxyribonucleic acid). DNA pada umumnya tersebar di dalam nucleus sebagai matriks seperti benang yang disebut kromatin. Ketika sel akan memulai membelah, kromatin akan berkondensasi membentuk struktur yang lebih padat dan memendek yang selanjutnya disebut kromosom. Kromosom tersusun atas molekul DNA dan protein histon. Struktur di dalam nucleus yang merupakan tempat berkonsentrasinya molekul DNA adalah nucleolus (anak inti.). Nucleolus berperan sebagai tempat terjadinya sintesis molekul RNA (Ribonucleic acid) dan ribosom. RNA merupakan hasil salinan DNA yang akan ditransfer ke sitoplasma untuk diterjemahkan menjadi rantai asam amino yang disebut protein.
Nucleus dapat menjalankan fungsi di atas karena memiliki struktur sebagai berikut.
2.2.1 Membran nucleus
Membrane sel inilah yang membedakan antara sel eukaripotik dengan sel prokariotik, dimana pada sel prokariotik tidak ada membrane sel.
Melalui membrane sel inilah nucleus dapat mengeluarkan berbagai macam RNA dan sub unit ribosom ke sitoplasma karena memiliki struktur sebagai berikut:
Dalam mikroskop elekron menunjukkan bahwa membrane nucleus memiliki 2 lapis membrane unit pararel yang dipisahkan oleh celah sempit berukuran antar 40-70 nm yang disebut sisterna perinukleus atau intermembran space. Bersama-sama, pasangan membrane inti serta celah diantarnya merupakan selapu inti. Setipa lapis membrane strukturnya sama dengan struktur membrane organel yang lain, yaitu adanya pospolipd bilayer. Membrane luar dari selaput inti berhubungan langsung dengan sistem membrane sitoplasma yang dikenal dengan reticulum endoplasma. Karena itu membrane luar inti dan reticulum memiliki satu cirri sama yaitu keduanya ditaburi oleh ribosom, yang merupakan organel yang berperan dalam sintesis protein.
Dalam membrane nucleus terdapat lamina fibrosa yaitu struktur protein yang berhubungan erat dengan selaput inti, yang variasi ketebalannya antar 80-300nm tergantung dari sel yang diamati, namun pori membrane nucleus tidak ditutupi oleh struktur ini. Lamina fibrosa terdiri dari 3 lapis polipeptida , disebut lamin, yang merupakan bagian dari matriks inti. Lamin inilah yang akan berperan saat pembelah sel. Saat fase telofase lamin inti akan terfosforilasi dan saat telofasi pori dan lamin akan mengalami defosorilasi yaitu lamina inti terbentuk kembali. Maka pada saat profase membrane nucleus akan hilang akibat dari terfosforilasinya lamin.
Dalam membrane nucleus terdapat pori inti yang menyediakan jalan diantara inrti dan sitoplasma. Pori ini begaris tengah rata-rata 70nm. Pori ini tidak terbuka namun dijembatani oleh sebuah membrane kedap electron berupa difragma protein lapis-tunggal. Struktur ini lebih tipis dari membrane yang membentuk selaput inti. Permeabilitas inti terhadap molekul sangat bervariasi namun semua pori permeable terhadap beberapa molekul misalnya mRNA, protein sitoplasma. Berikut struktur dari pori pada membrane nucleus.
2.2.2 Kromatin
Kromatin pada saat interfase tampak sebagai butir-butir yang tersebar pada seluruh inti tanpa adanya benang-benang kromosom. Namun sebaliknya, jika inti sel sedang bermitosis buti-butir kromatin tidak terlihat dan akan tampak benang-benang kromosom. Istilah kromosom diperuntukan bagi kromatin yang membentuk gambaran sebagai batang-batang halus saat pembelahan sel. Kromosom tersusun atas molekul DNA (16%), RNA (12%) dan nucleoprotein (72%). Nukleoprotein sendiri tersusun atas berbagai jenis protein, yaitu protamin, histon, nonhiston dan berbagai enzim di antaranya polymerase DNA dan RNA.
Karena memiliki komatin inilah maka nukleus berfungasi sebagai imformasi genetik serta pengendali seluruh kegiatan sel. Pengendali seluruh kegiatan sel, karena dalam nukleus terdapat kromatin yang didalamnya terdapat DNA, melalui DNA inilah protein disintesis dengan bantuan RNA dan enzim. Protein merupakan molekul yang sangat penting bagi sel dan tubuh kita, karena enzim , hormon dan antibodi memerlukan protein
2.2.3 Nukleolus
Struktur nucleolus (anak inti) akan terlihat di bawah pengamatan mikroskop electron sebagai sebuah atau lebih bangunan basofil yang berukuran lebih besar daripada ukuran butir-butir kromatin. Nukleolus merupakan tempat berlangsungnya transkripsi gen yang dari proses tersebut didapatkan molekul rRNA. rRNA adalah salah satu jenis RNA yang merupakan materi penyusun ribosom. Molekul rRNA yang baru terbentuk segera dikemas bersama protein ribosom untuk dikeluarkan dari inti sel. Transkripsi molekul rRNA di dalam nucleolus menjamin terbentuknya molekul ribosom yang ada di dalam sitoplasma. Untuk kebutuhan tersebut, maka di dalam anak inti terdapat sejumlah potongan-potongan DNA (rDNA) yang ditranskripsi menjadi rRNA secara berulang-ulang dan berjalan sangat cepat dengan bantuan enzim RNA polymerase I. Potongan-potongan DNA tersebut dinamakan nucleolar organizer. Kandungan RNA dalam anak inti jika dibandingkan dengan bagian lain dari inti sel adalah tidak tetap, yaitu diperkirakan 5%-20%. Berikut gambar dari nukleolus
Nukleolus (Sumber: ibiblio.org)
2.2.4 Nukleoplasma
Nukleoplasma merupakan substansi transparan, semi solid (agak padat), yang terletak di dalam nukleus. Komposisi tersusun dari asam, nukleat (DNA & RNA), yang merupakan materi genetik, protein dan garam-garam mineral.
a. Asam Nukleat
Asam terdapat dalam dua bentuk, yaitu : asam dioksiribosa (DNA) dan ribosa (RNA). Biasanya dalam nukleus kedua asm nukleat ini bergabung dengan protein yang disebut nukleuprotein. Banyaknya DNA dalam nukleus bervariasi. Misalnya pada nukleus sel salamander (Amphibia) mengandung DNA lebih banyak dibandingkan dengan nukleus sel mamalia.
b. Protein Nukleus
Jenis protein yang terdapat pada nukleus (Nukleuprotein ) yaitu, protamin dan histon. Selain kedua jenis protein ini pada nukleus terdapat protein lain yang bersifat asam, yaitu: nonhiston protein dan enzim nukleus
c. Garam-garam Mineral
Nukleus mengandung sejumlah kofaktor, prekursor dan mineral NAD, ATP, dan acetil CoA. Hasil analisis abu nukleus mengandung unsur fosfor kalium, natrium, kalsium dan magnesium. Fosfor banyak terdapat pada nucleolus.
2.2.5 DNA
Molekul DNA dikenal sebagai materi genetik yang menyimpan semua informasi penting tentang segala aktivitas sel yang harus dilakukan melangsungkan sebuah kehidupan. DNA atau Deoxyribonucleic acid diibaratkan sebagai perpustakaan besar yang didalamnya terdapat buku-buku penting (gen) dan tersimpan rapi di dalam inti sel. Molekul DNA memiliki struktur berupa dua untai polinukleutida (double strand) yang masing-masing untai polinukleutida tersusun atas rangkain nukleutida dalam bentuk deoksiribonukleutida. Setiap molekul nukleutida terdiri atas tiga gugus, yaitu gugus gula pentosa dalam bentuk deoksibosa, gugus fosfat dan gugus basa nitrogen.
Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
-Gula5karbon(2-deoksiribosa)
– basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine=C)dantimin(thymine=T)
– gugus fosfat
2.2.6 RNA
RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik.RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus.RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein.RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim ( ribozim ) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
Struktur RNA
RNA merupakan rantai tungga polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
– 5 karbon
– basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
– gugus fosfat
Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.
TipeRNA
RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ).
RNAd
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.
RNAr
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.
RNAt
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.
III. KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
Dari materi yang telah diuraikan dapat ditarik kesimpulan bahwa nucleus memiliki peran yang penting dalam kelangsungan hidup suatu sel. Karena di alam sel tejadi reaksi-reaksi yang sangat penting diantaranya adalah replikasi DNA dan transkripsi DNA.
3.2 Saran
Tentunya makalauh ini masih banyak kekurangan, sebagai penulis saya memiliki saran agar adanya penulisan yang lebih lanjut mengenai struktur dan fungsi nucleus agar ilmu ini dapat berkembang dan berguna bagi generasi berikutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Cormack, H.David.1994.HAM HISTOLOGI.Jakarta;Binapura Aksara
Junqueira, L. Carlos, Jose Carneiro, Robert O. Kelley.1998.HISTOLOGI DASARedisi ke-8. Jakarta;Penerbit Buku Kedokteran EGC
Marianti, Samadi dan Aditiya, 2006.Biologi Sel, Semarang :Unnes
Neil, A Campbell, Jane B. Reece, Lawrence G. Mitchell. 2002. BIOLOGI. Edisi ke5.Jakarta:Erlangga
Nugroho, L. Hartanto, 2004.Biologi Dasar, Yogyakarta Penebar Swadaya
Sheeler, Phillip, Donald E. Bianchi.1979.CELL BIOLOGY:Structure,
Biochemestry, and Function.California;Congress Cataloging in publication
Syamsuri, Istamar, dkk.2007.BIOLOGI untuk SMA kelas IX.Jakarta;Erlangga
Winatasasmita , Djamhur, 1986.Biologi Sel, Jakarta :Karanika Jakarta Universitas
Terbuka Yatim, Wildan, Biologi Modern, Bandung :Tarsito, 2003
http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Biological_cell.svg tanggal 10 maret 2011 jam 20.00
http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Biological_cell.svg tanggal 10 Maret 2011 jam 20.00
Hipotesis membran unit yang diajukan oleh J.D Robertson disusun berdasarkan pengamatan atas citra mikrograf-mikrograf elektron dari sel-sel darah merah dan selubung lar mielin yang biasanya membungkus serabut-serabut saraf semua vertebrata. Selubung ini berasal dari pertumbuhan mengulir sel-sel Schwann di sekitar akson. Mikrograf-mikrograf tersebut menunjukkan bahwa membran memiliki struktur trilaminar (tiga lapis), dimana dua lapisan yang rapat elektronnya mengapit sebuah lapisan yang lebih luas dan tidak begitu rapat elektronnya. Mirip seprti roti lapis, dimana dua lembar roti mengapit selembar lapisan keju. Lapisan-lapisan “roti” yang rapat di bagian luar dan dalam diduga sebagai protein, sementara lapisan tengah yang lebih renggang dideskripsikan sebagai lipid lapis ganda. Lapisan lipid tersebut diyakini sebagian besar tersusun atas fosfolipid dan sedikit kolesterol.
Model membran sel Robertson cenderung mendukung hipotesis struktur membran yang lebih dulu, yang dikembangkan oleh J.F Danielli dari London tahun 1940. Danielli menalar bahwa sifat-sifat permeabilitas sel-sel darah merah dan berbagai tipe sel lain adalah konsisten dengan sebuah membran yang mengandung lapisan ganda lipid yang dikelilingi oleh lapisan protein bagian luar dan dalam. Selain itu, Danielli mengajukan pula dugaan bahwa lapisan ganda lipid itu terorientasi sedemikian rupa sehingga ujung-ujung paling luar yang polar dari masing-masing lapisan fosfolipid menghadap ke permukaan protein di bagian luar atau dalam, sementara ujung-ujung paling dalam yang non polar dari masing-masing lapisan fosfolipid tersusun bersebelahan. Membran itu juga tembus oleh saluran-saluran nonlipid yang tersebar secara acak di seluruh strukturnya. Intepretasi mikrograf elektron Robertson dalam beberapa cara konsisten dengan model teoritis yang dikembangkan oleh Danielli; hal ini mendorong kepopuleran hipotesis membran unit sebagai dasar bagi seluruh struktur membran di dalam sel.
Adanya dinding sel pada sel tumbuhan merupakan ciri penting yang membedakannya dengan sel hewan. Dinding sel ditemukan pada abad ke-17 sebelum ditemukan protoplas. Sejak itu, ada banyak penelitian dengan berbagai metode baik secara kimia, fisika, maupum morfologi. Penelitian ini didukung dengan kemajuan dalam bidang kimia organik, sinar X, penggunaan mikroskop cahaya, dan mikroskop pemolaran, bahkan akhir-akhir ini dengan mikroskop elektron.
Jaringan tepi dinding sel berisi bahan yang melindungi sel di bawahnya. Dinding sel berfungsi sebagai penyokong mekanis organ tumbuhan, khususnya pada dinding tebal. Dinding sel memengaruhi metabolisme penting jaringan tumbuhan, seperti penyerapan, transpirasi, translokasi, dan sekresi.
Bahan utama dinding sel adalah selulosa. Molekul ini merupakan rantai glukosa yang panjangnya mencapai 4 mm. di dalam dinding sel, selulosa bergabung dengan polisakarida yang lain yaitu hemiselulosa dan pectin (campuran poliuronida). Lignin suatu polimer dari unit fenilpropanoida dapat mengeraskan dinding sel. Lignin merupakan suatu senyawa yang kompleks dan homogeny. Senyawa lain, bahkan, organic dan anorganik, misalnya air, terdapat dalam dinding sel dalam jumlah yang beragam. Bahan organic seperti kutin, suberin, dan lilin adalah senyawa yang mengandung lemak yang sangat umum ditemukan pada permukaan jaringan pelindung tumbuhan. Kutin terdapat pada epidermis, sedangkan suberin pada jaringan pelindung sekunder, yaitu gabus. Lilin terdapat dalam paduan dengan kutin dan suberin, dan juga pada permukaan kutikula, yaitu lapisan kutin yang menutup dinding luar epidermis.
Berdasarkan perkembangan dan struktur jaringan tumbuhan, dapat dibedakan tiga lapisan dinding sel.
a. Lamella tengah atau lapisan antar sel. Lamella tengah terdapat diantara dua dinding primer dari dua sel yang merupakan senyawa yang tanpa bentuk (amorf). Lamella tengah terutama terdiri atas pectin. Enzim pektinase dengan reagen kimia yang dapat melarutkan pektin menyebabkan jaringan terurai (disintegrasi) menjadi sel individual. Prosedur ini disebut meserasi (maceration).
b. Dinding primer. Dinding primer adalah dinding sel pertama yang berkembang pada sel baru. Kebanyakan sel mempunyai dinding primer, sedangkan lamella tengah hanya merupakan senyawa antar sel yang tidak bersifat dinding. Dinding primer merupakan bagian
Dindig sel yang berkembang dalam sel selama sel masih mengadakan pertumbuhan.
c. Dinding sekunder. Dinding sekunder dibentuk di sebelah dalam dinding primer. Sebagian besar sel trakeida dan serabut mempunyai tiga lapisan dinding sekunder, yaitu lapisan luar, lapisan tengah, dan lapisan dalam. Di antara ketiga lapisan ini biasanya lapisan tengah paling tebal. Ada juga sel yang mempunyai dinding sekunder lebih dari tiga lapisan. Ada yang menggunakan istilah dinding tersier untuk lapisan dalam dinding sekunder. Menurut Frey Wyssling (1976), lapisan yang paling dalam (lamella tersier) mempunyai sifat yang berbeda dengan dinding sekunder yang ada. Lamella ini dapat berdiferensiasi menjadi dua lapisan yaitu lapisan membranogenoat dan lapisan yang penuh dengan bintil.
Beberapa peneliti menggunakan istilah berkas lamella tengah untuk lapisan dinding sel berlignin yang kompleks, yang tampak homogen dalam pemeriksaan menggunakan mikroskop cahaya tanpa pra-perlakuan. Berkas lamella tengah terdiri atas tiga lapisan, yaitu berdasarkan pada sifat dan penggabungan dinding primer, dan dinding sekunder dari kedua sel yang berdampingan.
A. PEMBENTUKAN DINDING SEL
Selama mitosis, pada telofase, fragmoplas meluas dan membentuk barisan atau deretan. Pada waktu yang sama, di daerah ekuator dibentuk cawan sel, yang dihasilkan oleh protoplas baru yang mulai membentuk fragmoplas di bagian dalam. Di daerah tempat dibentuknya cawan sel, mikrotubula fragmoplas tidak tampak. Semakin meluas cawan sel, mikrotubula fragmoplas semakin mendekati dinding sel yang membelah. Pada waktu cawan seel belum mencapai dinding sel yang membelah, inti sel muda akan mencapai tahap tertentu dalam pembentukan dinding inti dan anak inti. Apabila cawan sel sudah mencapai semua bagian dinding sel yang membelah, fragmoplas akan lenyap. Pada tahap ini kekentalan cawan sel meningkat dan secara bertahap cawan sel akan berubah bentuk menjadi senyawa antar sel atau lamela tengah.
Pada pengamatan menggunakan mikroskop elektron akan tampak bahwa pembentukan cawan sel dimulai dengan pemusatan dan penggabungan sejumlah besar kantong kecil turunan badan Golgi dan kemungkinan juga kantong kecil dari RE (retikulum endoplasma). Mikrotubula dan fragmoplas mengarahkan kantong kecil ini menuju daerah ekuator.
Di kedua sisi lamela tengah terdapat lamela tipis yang dihasilkan oleh protoplas sel anak. Pembentukan lamela ini merupakan tahap permulaan dalam perkembangan dinding baru sel anak. Dinding ini terdiri atas mikro-serabut yang mengandung selulosa dan matriks tidak mengandung selulosa. Matriks dinding terutama terdiri atas senyawa pektin dan hemiselulosa. Matriks dinding juga disekresi oleh kantong kecil Golgi, dan menurut beberapa peneliti, selain Golgi, RE juga berperan dalam produksi matriks.
Mikrotubula sitoplasma tepi biasanya berorientasi paralel dengan serbut selulosa dalam berhubungan dengan plasmalema. Menurut Preston (1974) butiran yang terdapat pada permukaan luar plasmalema terlibat dalam biosintesis dan orientasi mikro-serabut selulosa dalam dinding sel. Akhir-akhir ini dipelajari tentang pembentukan mikro-serabut selulosa selama regenerasi dinding sel dengan protoplas yang diisolasi.
Pada perhubungan dinding baru dengan dinding sel induk, lamela tengah lama dan baru terpisah oleh dinding primer sel induk. Pada dinding primer sel induk, pada tempat perhubungan dinding lama dan baru terdapat suatu rongga yang seperti segitiga pada penampang melintangnya. Rongga ini terus membesar sampai mencapai lamela tengah sel induk dan terjadilah hubungan antara lamela tengah sel induk dengan lamela tengah baru. Apabila rongga ini terus tumbuh dan senyawa antar sel tidak mengisinya, akan terbentuk rongga antar sel.
Dinding sekunder berkembang pada permukaan dalam dinding prmer. Dinding sekunder juga terdiri atas mikro-serabut selulosa, yaitu suatu matriks yang terdiri atas polisakarida, termasuk hemiselulosa. Selain itu, terdapat juga lignin, suberin, kutin, lilin, tanin, garam anorganik, misalnya Ca karbonat, Ca oksalat, silika, dan senyawa lain.
Umumnya lignin pertama kali tampak sebagai senyawa antar sel dan dinding primer, kemudian menyebar ke arah sentripental ke dalam dinding sekunder. Di dalam serabut floem primer Phoradendron flavescens, dinding primer tidak mengandung lignin, sedangkan dinding sekunder berlignin.
B. STRUKTUR HALUS DINDING SEL
Struktur halus dinding sel, terutama dinding sekunder, pada akhir abad ini sangat intensif dipelajari. Banyak penelitian dilakukan karena pentingnya serabut dalam industri. Penelitian dilakukan secara morfologis dan dengan pendekatan fisikokimia. Dengan memadukan hasil kedua bidang ini, diperoleh gambaran yang agak jelas mengenai struktur halus dinding sel.
1. Hasil Penelitian secara Morfologi
Apabila serabut trakeida diperiksa di bawah mikroskop cahaya tanpa perlakuan khusus, tampak lapisan pada penampang melintangnya, yang dengan perlakuan khusus dan perbesaran kuat dari mikroskop cahaya dapat dilihat lamela yang lebih halus. Lamela ini ada yang terpusat (konsentris), menjari, atau mempunyai susunan rumit. Dengan metode Bailey, dkk, dapat ditemukan bahwa dinding sel dibentuk dari suatu sistem benang mikroskopis yaitu serabut. Dinding sel terdiri atas dua sistem yang mengadakan interpenetrasi secara terus menerus, yaitu sistem serabut selulosa dan sistem rongga mikrokapiler. Rongga ini berisi lignin, kutin, suberin, hemiselulosa, dan bahan organik lain, bahkan kristal mineral. Bahan di antara serabut adalah matriks yang tidak mengandung selulosa. Pada elemen pembuluh dan sel sklerenkim, lapisan ini dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Dan ternyata lignin, pektin, hemiselulosa, maupun bahan organik lain yang terdapat dalam ruang interserabut berbeda, atau orientasi mikroserabut dalam berbagai lapisan dinding berbeda.
Tampaknya lapisan pada dinding sekunder sering kali terjadi karena perbedaan kepadatan serabut. Bagian yang jumlah serabut per unit areanya lebih banyak dan lebih tebal akan berwarna gelap. Daerah yang jumlah serabutnya tidak begitu banyak merupakan daerah terang, serabutnya longgar, dan ruang kapiler di antara serabut besar.
Dinding sebagian serabut berlignin. Dengan menggunakan mikroskop elektron tampak bahwa setiap serabut tersusun dari lamela yang terdiri atas dua bagian, yaitu selulosa dan lignin. Setiap lamela dihasilkan dalam waktu 24 jam. Bobak dan Necessany (1967) berkesimpulan bahwa kedua komponen utama dinding sekunder disimpan pada periode yang berbeda. Selulosa disimpan pada siang hari, sedangkan lignin setelah tengah malam. Lignin menembus bagian selulosa.
Dinding yang lapisan ligninnya tebal memungkinkan selulosanya terlarut dan tinggal ligninnya saja atau ligninnya yang larut dan tinggal selulosannya saja. Fenomena ini membuktikan bahwa pada lignin terdapat rongga interserabut, dan rongga kapiler ini bersinambungan.
Pembagian struktur halus dinding sel didasarkan pada penggunaan mikroskop elektron. Foto yang dibuat dengan mikroskop elektron dapat menunjukkan adanya mikroserabut halus yang tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa.
Struktur morfologi selulosa dinding sel sekarang telah diketahui. Pada dinding sel terdapat lamela yang terdiri atas serabut. Dengan teknik tertentu, dimungkinkan untuk membedakan makroserabut dengan mikroskop cahaya. Bentuknya seperti jejaring tiga dimensi. Jejaring ini saling menjalin dengan jari-jari paralel dari ruang mikrokapiler yang berisi senyawa non selulosa. Ketebalan makroserabut antara 0,4-0,5 mm, sedangkan mikroserabut antara 20-30 nm. Mikroserabut membungkus serabut elementer yang tebalnya antara 3-5 nm.
2. Hasil Penelitian Fisikokimia
Molekul selulosa berisi rantai panjang yang bersambungan dengan residu glukosa. Molekul rantai tersusun dalam suatu ikatan yang disebut misela. Hipotesis tentang adanya misela diusulkan oleh Nageli pada abad lalu. Menurutnya misela merupakan unit tunggal
Yang tersusun dalam suatu susunan permanen dalam matriks intermicellar, yang dengan menggunakan mikroskop pemolaran dapat dibuktikan adanya misela seperti kristal. Berdasarkan hasil berbagai penelitian, khususnya dengan sinar X, para peneliti menyimpulkan bahwa misela terdiri atas rantai paralel residu glukosa yang mempunyai sifat dan jarak yang tetap diantaranya. Pada penelitian lebih lanjut oleh ahli botani, kimia dan fisika, beberapa teori diusulkan untuk menerangkan organisasi molekul selulosa di dalam dinding sel. Frey Wyssling dan Muhlethaler (1965), setelah memperhatikan selulosa, menyimpulkan bahwa molekul selulosa adalah seperti rantai yang tersusun secara teratur dalam suatu bungkusan. Setiap bungkusan dibentuk dari serabut elemen yang berisi kira-kira 40 molekul selulosa. Panjangnya kira-kira 3,5 nm dan tebalnya 3 nm. Serabut elemen sebagian besar merupakan kristal, meskipun ada juga sedikit yang tersusun merupakan perakristalin. Jumlah residu glukosa dalam molekul sel serabut beragam antara 500-10.000 dan panjang molekulnya 0,25-5 mm. berdasarkan penelitian pada dinding sekunder akhir-akhir ini banyak perhatian ditujukan pada struktur dinding primer. Dinding primer merupakan struktur yang sama dengan dinding sekunder, yang terdiri atas mikroserabut selulosa dan matriks nonselulosa. Pada Phycomycetes, beberapa mikroserabutnya berisi kitin atau senyawa yang lain. Matriksnya berisi pektin dan hemiselulosa.
Belum ada keseragaman pendapat mengenai pertumbuhan dinding sel. Ada yang berpendapat bahwa pertumbuhan dilakukan dengan aposisi yaitu pertumbuhan dengan menambahkan lapisan baru ke arah sentripental. Ada teori baru yang mendasarkan pada penelitian dengan mikroskop elektron dan telah dikembangkan oleh Frey Wyssling dan Stecher (1951). Teori tersebut menerangkan bahwa dinding sel tumbuh dengan cara yang disebut pertumbuhan mozaik. Pada pertumbuhan mozaik, tekstur serabut dalam daerah dinding tertentu menjadi longgar karena adanya tekanan turgor. Yang kemudian diperbaiki dengan penimbunan mikroserabut baru dalam celah yang terjadi karena adanya desakan. Longgarnya jejaring serabut ini terjadi karena matriks dinding bersifat plastis. Pertumbuhan dinding ini melibatkan hormon pertumbuhan, protein, dan enzim yang terdapat dalam dinding sel.
Konsep pertumbuhan yang lain adalah teori pertumbuhan multinet ( Houwink dan Roelofsen, 1954). Menurut teori ini penebalan dan peningkatan permukaan dinding primer terjadi melalui pemisahan mikroserabut yang melintang dan mengubah orientasinya. Perubahan orientasi yang dimaksud adalah pada awal pembentukan lamela yang hampir seluruhnya transversal menjadi hampir seluruhnya memanjang. Lamela baru lebih padat, bersilangan dan hampir seluruhnya berorientasi tegak. Mikroserabut ditambahkan secara sentripental. Pada sistem mikroserabut selulosa dapat diasumsikan bahwa menurut teori pertumbuhan multinet, serabut ditambahkan pada dinding sel yang tumbuh dengan cara aposisi. Menurut pertumbuhan mozaik, konsep instususepsi juga dapat terjadi. Matriks dinding yang terdiri atas hemiselulosa dan pektin terus-menerus disekresikan tidak hanya kedalam lamela yang berbatasan dengan sitoplasma, tetapi juga ke dalam lamela luar.
Banyak penelitian dilakukan untuk mengetahui atau menemukan orientasi mikroserabut, misela, dan rantai selulosa pada berbagai lapisan dinding sel, terutama pada dinding sekunder, yang dengan menggunakan berbagai metode penelitian pada onjek yang sama diperoleh hasil yang sama.
Pada irisan melintang tipis trakeida yang diperiksa dengan mikroskop cahaya terpolarisasi, ketika dua pepolar disilangkan, lapisan tertentu dari dinding tampak terang dan bagian lain tampak gelap. Lapisan yang terang terputus menjadi empat tempat. Daerah paling terang dari suatu lapisan terletak pada sudut 45° terhadap sumbu penganalisis dan polarisator mikroskop. Sementara, daerah paling gelap pada lapisan yang sama kira-kira paralel dengan sumbunya.
asam amino adalah zat organik yang mengandung gugus amino dan karboksil yang merupakan senyawa dasar dalam pembentukan protein.
Asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat disintesis sendiri oleh tubuh makhluk hidup. contoh: Alanin (Ala), Asam Aspartat (Asp), Asam Glutamat (Glu), Prolin (Pro), Glisin (Gly), Serin (Ser), Sistein (Cys), Triosin (Tyr), Asparagin (Asn), dan Glutamin (Gln).
Klasifikasi berdasarkan gugus -R nya:
a) -R non polar (tidak mengutub):
-R alifatik : Alanin (Ala), Isoleusin (Ile), Valin (Val), Leusin (Leu), dan Glisin (Gly)
-R aromatik: Triptofan (Trp), Fenilalanin (Phe), Metionin (Met), dan Prolin (Pro)
b) -R polar (mengutub tidak bermuatan)
amida: Asparagin (Asn), Glutamin (Gln)
OH: Serin (Ser), Treonin (Thr), Triosin (Tyr)
SH: Sistein (Cys)
c) -R polar (bermuatan negatif): Asam Aspartat (Asp), Asam Glutamat (Glu)
d) -R polar (bermuatan positif): Lisin (Lys), Arginin (Arg), Histidin (His)
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Fisiologi tumbuhan merupan ilmu yang mempelajari tentang proses, fungsi, dan aktivitas suatu organisme dalam menjaga dan mengatur kehidupannya. Seperti halnya cabang ilmu biologi lain, fisiologi tumbuhan juga mempelajari proses kehidupan yang sering mirip atau identik pada banyak organisme. Fisiologi tumbuhan sebenarnya merupakan terapan dari fisika dan kimia modern untuk memahami tumbuhan. Karena itu, kemajuan fisiologi tumbuhan hampir seluruhnya bergantung pada kemajuan dibidang fisika dan kimia. Kini teknologi ilmu fisika terapan menyumbangkan peralatan untuk membantu penelitian dibidang fisiologi tumbuhan serta pengetahuan dasar yang dipakai untuk menafsirkan berbagai hasilnya.
Dalam mempelajari fisiologi tumbuhan, yang paling mendasar perlu di pelajari adalah ilmu tentang sel . Tumbuhan termasuk organisme multiseluler yang terdiri dari berbagai jenis sel terspesialisasi yang bekerja sama melakukan fungsinya. Sel tumbuhan meliputi berbagai organel seperti dinding sel, sitoplasma, membran plasma, retikulum endoplasma, badan golgi, vakuola, badan mikro, sferosom, rangka sel, ribosom, mitokondria, plastida dan nukleus. Masing-masing organel memiliki struktur dan fungsi yang berbeda. Fotosintesis, metabolisme, pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan merupakan aktivitas sel-sel tumbuhan. Misalnya organel plastida yang berperan dalam fotosintesis tumbuhan.
Tumbuhan tingkat tinggi tubuhnya tersusun oleh sejumlah sel, baik sel hidup maupun sel mati. Sel-sel hidup memiliki persamaan dan perbedaan dalam struktu dan fungsinya. Persamaannya adalah sel itu mempunyai dinding sel, terisi plasma yang terbungkus oleh membran plasma. Sedangkan perbedaannya terutama diakibatkan oleh lingkungan dan faktor genetik, yaitu akibat proses diferensiasi yang mengikuti proses pembelahan sel.
Pemahaman tentang sel tumbuhan diperlukan dalam bahasan fisiologi tumbuhan selanjutnya. Pada makalah ini dijelaskan struktur dan fungsi masing-masing organel sel serta hubungan antar organel sehingga dapat bekerja sama membentuk sistem.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Apakah arti dan fungsi fisiologi tumbuhan ?
2. Bagaimana aktifitas hidup yang dilakukan oleh tumbuhan ?
3. Bagimana keterkaitan antara fisiologi tumbuhan dengan cabang ilmu biologi yang lain?
4. Bagaimana struktur dan fungsi organel-organel sel tumbuhan?
5. Bagaimana hubungan kerjasama antar organel-organel sel tumbuhan?
1.3. Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini yaitu agar mahasiswa dapat:
1. Menafsirkan arti dan fungsi fisiologi tumbuhan
2. Menunjukkan sejumlah aktifitas hidup yang dilakukan oleh tumbuhan
3. Mengetahui keterkaitan antara fisiologi tumbuhan dengan cabang ilmu biologi yang lain.
4. Menggambarkan sel tumbuhan eukariotik.
5. Menghubungkan struktur dan fungsi bagian-bagian sel tumbuhan.
II. PEMBAHASAN
2.1 Fisiologi Tumbuhan
Fisiologi berasal dari bahasa latin, physis berarti alam (nature) dan logos berarti ilmu. Jadi fisiologi tumbuhan diartikan sebagai ilmu tentang alam tumbuhan. Pengertian tersebut merupakan pengertian yang sangat luas tentang segala sesuatu yang berkaitan dengan masalah botani, padahal yang dipelajari dalam fisiologi tumbuhan lebih ditujukan pada berbagai mekanisme atau proses biologis yang terjadi di dalam tumbuhan.
Fisiologi tumbuhan berarti suatu bidang ilmu yang mengkaji fenomena-fenomena penting di dalam tumbuhan, meliputi:
1) Aktivitas hidup yang dilakukan oleh tumbuhan.
2) Proses dan fungsi yang menyangkut tanggapan tumbuhan terhadap perubahan lingkungan, dan pertumbuhan serta perkembangannya sebagai hasil dari respon tersebut.
3) Fungsi setiap jenis organ, jaringan, sel, dan organel sel dalam tumbuhan serta fungsi setiap komponen kimia (ion, molekul atau makromolekul).
Tumbuhan adalah tonggak dari sebagian besar ekosistem terestrial. Kajian mengenai tumbuhan didorong oleh kombinasi keingintahuan dan kebutuhan. Keingintahuan mengenai bagaimana tumbuhan bekerja dan kebutuhan menerapkan pengetahuan ini secara cermat untuk menghasilkan makanan, pakaian, dan perumahan bagi populasi manusia yang berkembang. Beberapa hal penting tentang tumbuhan adalah sebagai berikut:
1. Sebagai mahluk hidup, tumbuhan menunjukkan sejumlah aktivitas, yaitu:
a) Bertukar senyawa kimia dengan lingkungannya, tanpa banyak kehilangan senyawa kimia penyusun tubuhnya.
b) Menyerap dan menggunakan energi dari luar.
c) Mensintesis bahan kimia yang diperlukan serta mengganti bahan yang hilang ke lingkungan atau rusak
d) Sebagian selnya megadakan pembelahan atau penggabungan, kalau tidak akan mati.
2. Beberapa sifat khas tumbuhan adalah melakukan proses fiisiologi yang berbeda dengan mahluk lain, misalnya:
a) Merupakan mahluk autotrof dalam metabolisme karbon.
b) Tidak dapat berpindah dan hanya mencapai daerah yang sempit, sehingga hanya mampu menggunakan sebagian kecil lingkungan.
c) Sangat tergantung kepada bahan mineral dari tanah, sehingga kebutuhan hara tidak banyak jenisnya.
3. Seluruh fungsi tumbuhan dapat dipahami dengan dasar prinsip fisika dan kimia. Metode-metode yang digunakan dalam fisiologi tumbuhan umumnya diturunkan dari kima dan fisika. Selain itu, anatomi tumbuhan juga dipakai dalam mernpelajari fisiologi tumbuhan. Sekarang ini, biologi molekuler mulai merevolusi kajian tentang tumbuhan, contohnya para ahli tumbuhan telah menemukan beberapa gen yang mengontroi perkembangan bunga dan telah mempelajari fungsi-fungsi gen tersebut.
4. Pada organisme hidup, struktur sangat erat kaitannya dengan fungsi. Takkan ada fungsi kehidupan tanpa adanya struktur gen, enzim, molekul lain, organel, sel, jaringan, dan organ. Tumbuhan adalah struktur yang tumbuh sendiri. Melalui proses perkembangan yang meliputi: pembelahan sel, pembesaran sel, serta spesialisasi sel atau diferensiasi, suatu tumbuhan bermula dari 1 sel tunggal kemudian menjadi organisme multiseluler. Selanjutnya, tumbuhan terus tumbuh dan berkembang sepanjang hidupnya dengan adanya daerah embrionik (meristem).
5. Tumbuhan tumbuh dan berkembang di lingkungan dan berinteraksi dengan lingkungan melalui banyak cara, misainya: perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh suhu, cahaya, gravitasi, angin, dan kelembaban.
Fisiologi tumbuhan sangat penting bagi semua bidang botani terapan, seperti: agronomi, hortikultura, florikultura, kehutanan, pertamanan, pemuliaan tanaman, patologi tumbuhan, farmakologi, dan lain-iain. Tugas utama di masa datang adalah bagaimana usaha kita meningkatkan pangan, makanan ternak, serat, produksi kayu, dan lain-lain yang menyangkut kebutuhan hajat hidup manusia.
2.2 Hubungan Fisiologi Tumbuhan dengan Cabang Botani Lainnya
Meluaskan pokok bahasan dalam berbagai bidang ilmu menyebabkan banyak terjadi daerah tumpang-tindih antar ilmu yang satu dengan ilmu yang lain. Demikian pula yang terjadi antara fisiologi tumbuhan dengan beberapa bidang ilmu lainnya, terutama cabang ilmu botani. Sebagai contoh adalah antara fisiologi tumbuhan dengan ekologi tumbuhan.
Banyak topik yang dikaji dalam bidang fisiologi tumbuhan yang berkaitan erat dengan bidang ilmu ekologi, misalnya tentang tanggapan tanaman terhadap perubahan berbagai faktor lingkungan.. Besarnya porsi daerah tumpang-tindih ini yang disertai dengan pentingnya daerah tumpang-tindih tersebut yang menyebabkan berkembangnya cabang ilmu baru yang disebut sebagai ekofisiologi atau fisiollogi lingkungan (environmental physiology).
Ilmu anatomi tumbuhan juga besar keterkaitan dan sumbangannya bagi perkembangan fisiologi tumbuhan, misalnya sehubungan dengan pengertian tentang ultrastruktur membran dan organel-organel sel. Pemahaman tentang ultrastruktur dan senyawa penyusun membran thilakoid pada khloroplas mempermudah untuk menerangkan proses perpindahan elektron pada fase cahaya fotosintesis.
Dari uraian diatas, jelas terlihat keterkaitan antar fisiologi tumbuhan dengan cabang-cabang botani lainnya. Selain itu fisiologi tumbuhan akan sangat erat kaitannya dengan ilmu-ilmu dasar yang mendukung, seperti yang telah disinggung terdahulu, yakni dengan ilmu kimia dan fisika.
2.3 Sel Tumbuhan
Tumbuhan tingkat tinggi tubuhnya tersusun oleh sejumlah sel, baik sel hidup maupun sel mati. Sel-sel hidup memiliki persamaan dan perbedaan dalam struktu dan fungsinya. Persamaannya adalah sel itu mempunyai dinding sel, terisi plasma yang terbungkus oleh membran plasma. Sedangkan perbedaannya terutama diakibatkan oleh lingkungan dan faktor genetik, yaitu akibat proses diferensiasi yang mengikuti proses pembelahan sel.
2.3.1 Dinding Sel
Dinding sel merupakan salah satu ciri sel tumbuhan yang membedakannya dari sel hewan. Dinding ini melindungi sel tumbuh¬an, mempertahankan bentuknya, dan mencegah penghisapan air secara berlebihan. Pada tingkat keseluruhan tumbuhan, dinding yang kuat yang terbuat dari sel khusus mempertahan¬kan tumbuhan agar tegak melawan gaya gravitasi.
Sel tumbuhan muda pertama-tama mensekresi dinding yang relatif tipis dan lentur yang disebut dinding sel primer. Di antara dinding-dinding primer sel-sel yang berdekatan terdapat lamela tengah, lapisan tipis yang banyak mengandung polisakarida lengket yang disebut pektin. Apabila selnya telah dewasa dan berhenti tumbuh, sel ini memperkuat dindingnya. Sebagian sel tumbuhan melakukan hal ini hanya dengan mensekresi substansi pengeras ke dalam dinding primernya. Sel lain menambahkan dinding sel sekunder di antara membran plasma dan dinding primer. Dinding sekunder ini, seringkali menumpuk menjadi beberapa lapisan berlamina, memiliki matriks kuat dan tahan lama yang sanggup memberi perlindungan dan dukungan. (Campbell, 2002).
Dinding sel tumbuhan. Sel muda mula-mula membentuk dinding primer tipis, seringkali ada penambahan dinding sekunder yang lebih kuat di dalam dinding primer ketika pertumbuhan terhenti. Lamela tengah yang lengket melekatkan sel-sel yang berdekatan menjadi satu. Dengan demikian, partisi multilapis di antara sel-sel ini terdiri atas dinding penghubung yang masing-masing disekresikan oleh selnya sendiri (Campbell, 2002).
Dinding sel terdiri dari: lamela tengah, dinding primer dan dinding sekunder. Antara sel-sel yang berdekatan ada lamela tengah yang merekatkan antara dua dinding sei menjadi satu. Lamela tengah terutama terdiri dari Ca-pektat berupa gel. Dinding primer adalah lapisan yang terbentuk selama pembentangan, terdiri dari hemiselulosa, selulosa, pektin, lemak, dan protein. Dinding sekunder biasanya lebih tebal dari dinding primer terutama terdiri dari selulosa dan kadang-kadang lignin, merupakan lapisan yang ditambahkan setelah proses pembentangan dinding sel selesai.
Tidak semua bagian dinding sel mengalami penebalan dan terisi plasma (plasmodesmata). Dinding primer memilki sejumlah daerah penipisan yang disebut noktah. Daerah ini memiliki plasmodesmata dengan kerapatan tinggi. Plasmodesmata adalah jalinan benang sitoplasma tipis yang menembus dinding-dinding sel yang bersebelahan, menghubungkan protoplas sel yang berdampingan. Dengan demikian dinding sel menjadi berlubang-lubang yang memungkinkan senyawa kimia melewatinya.
Dinding sel yang berbatasan langsung dengan udara luar sering dilapisi kutin dan suberin (kutikula). Lapisan ini tidak seluruhnya tertutup rapat sehingga masih memungkinkan senyawa kimia melewatinya. Dinding sel berfungsi untuk memberi kekuatan mekanik sehingga sel mempunyai bentuk tetap serta memberi perlindungan terhadap isi sel, dan karena sifat hidrofilnya dapat mengadakan imbibisi air serta meneruskan air dan senyawa yang larut di dalamnya ke protoplas (Hasnunidah, 2007).
2.3.2 Protoplas
Protoplas merupakan bagian yang hidup dari sel tumbuhan, meskipun di dalamnya juga terdapat berbagai senyawa anorganik. Protoplas terdiri dari empat bagian utama, yaitu: sitoplasma, nukleus, vakuola dan bahan ergastik.
1. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan bagian sel yang kompleks, suatu bahan cair yang mengandung banyak molekul, diantaranya berbentuk suspensi koloid dan organel-organel yang bermembran. Sitoplasma dan nukleus secara bersama-sama disebut protoplasma. Beberapa sel tumbuhan juga memiliki juga zat-zat murni yang tidak hidup disebut bahan ergastik, seperti: kalsium oksalat, benda-benda protein, gum, minyak, resin.
Sistem endomembran dalam Sitoplasma meliputi retikulum endoplasma, badan Golgi, selimut inti, dan organel sel serta membran lain (badan mikro, sferosom dan membran vakuola) yang berasal dari retikulum endoplasma atau badan Golgi. Sedangkan membran plasma dianggap satuan yang terpisah, meskipun tumbuh melalui penambahan sejumlah kantung yang berasal dari badan Golgi.
Mitokondria dan plastida yang diselimuti oleh selapis membran yang halus dan membran dalam yang melekuk-lekuk juga tidak berhubungan dengan sistem membran. Demikian pula ribosom, mikrotubul dan mikrofilamen bukan bagian dari sistem endomembran (Hasnunidah, 2007).
– Membran Plasma atau Plasmalemma
Membran plasma berfungsi mengatur aliran zat -zat terlarut masuk dan keluar
sel, dan mengatur aliran air melalui osmosis. Membran plasma bersifat diferensial permeabel, artinya dapat melalukan senyawa kimia tertentu dan tidak melalukan senyawa lainnya.
Membran plasma merupakan lapisan rangkap lipid dengan bagian: hidrofilik (suka air) molekul lipidnya berada di permukaan. Bagian lipofilik (suka lemak), molekul tersebut menghadap ke dalam lapisan rangkap sehingga menyebabkan adanya ruang yang terang. Molekul protein yang mencakup 50% bahan membran tenggelam di lapisan rangkap itu, dengan satu atau kedua ujung menonjol ke salah satu atau kedua permukaan membran. Kedua permukaan membran berbeda secara khas (Hasnunidah, 2007).
– Retikulum Endoplasma (ER = Endoplasmic Retikulum)
Pada banyak sel, ER menyerupai kantung kempis yang berlipat-lipat (disebut sisternae). ER membentuk sistem angkutan untuk berbagai macam molekul di dalam sel dan bahkan antar sel meialui plasmodesmata. Sejumlah ribosom sering berasosiasi dengan ER dalam hal sintesis protein. ER yang ditempeli ribosom disebut ER kasar. ER halus tak ber-ribosom dan senng berbentuk pipa (Hasnunidah, 2007).
– Badan Golgi
Dengan mikroskop elektron, badan golgi (diktiosom) terlihat sebagai tumpukan piring pipih yang berongga di dalamnya (sisternae) dengan tepian yang menggelembung dan dikelilingi oleh benda bulat-bulat (vesikel). Badan Golgi berperan dalam pembentukan membran plasma dan mengangkut enzim yang harus dibuat dalam sel, yang akan menentukan reaksi kimia yang terjadi dan menentukan struktur dan fungsi sel (Hasnunidah, 2007).
– Selimut Inti
Inti (nukleus) dikelilingi oleh dua membran unit yang sejajar yang disebut selimut inti. Ketebalan membran luar sedikit lebih tebal dibanding membran dalam. Keduanya dipisahkan oleh ruang perinukleus. Selimut inti mempunyai banyak pori. Membran dalam dan luar menyatu membentuk pinggiran pori, yang dipertahankan bentuknya oleh suatu bahan sehingga terjadi struktur yang disebut anulus. ER berhubungan dengan selimut inti, sedang ruang perinukleus bersambungan dengan ruang di antara membran sejajar ER (Hasnunidah, 2007).
– Membran Vakuola atau Tonoplas
Membran vakuola menyerupai plasmalemma, namun berbeda fungsinya dan sering agak lebih tipis. Tonoplas mengangkut zat terlarut keluar-masuk vakuola, sehingga mengendalikan potensial air (Hasnunidah, 2007).
– Badan Mikro
Badan mikro adalah organel bulat yang terbungkus oleh selapis membran, berbutir-butir di sebelah dalamnya, dan kadang disertai kristal protein. Dua jenis badan mikro yang penting adalah peroksisom dan glioksisom yang masing-masing berperan khusus dalam aktivitas kimia sel tumbuhan. Perpksisom menguraikan asam glikolat yang dihasilkan dari fostosintesis, mendaur ulang molekul lain kembali ke kloroplas. Glioksisom menguraikan lemak menjadi karbohidrat selama dan sesudah perkecambahan biji. Hidrogen peroksida hasil reaksi ini juga diuraikan di dalam glioksisom (Hasnunidah, 2007).
– Sferosom
Sferosom berbentuk bulat dan diselimuti oleh membran unit yang berasal dari ER, berisi bahan berlemak, dan menjadi pusat sintesis dan penyimpanan lemak (Hasnunidah, 2007).
– Rangka Sel
Berkat perkembangan mikroskop elektron, diketahui bahwa mikrotubul dan mikrofilamen berprotein terdapat di hampir semua sel tumbuhan eukariotik. Bersama-sama dengan benang-benang penghubung membentuk tiga sistem rangka sel yang berlainan tapi terintegrasi dengan baik. Mikrotubul adalah silinder panjang yang berongga terdiri dari molekul protein bundar yang disebut tubulin. Fungsi mikrotubul diduga berkenaan dengan gerak yang mengarah , khususnya di kromosom saat sel membelah atau di organel sel. Gerak itu meliputi pengendalian arah mikrofibril selulosa pada dinding sel atau gerak sel itu sendiri.
Mikrofilamen merupakan stuktur padat yang lebih kecil, yang bertindak sendiri atau bersama-sama dengan mikrotubul untuk menggerakkan sel. Mikrofilamen terdiri dari protein aktin yang juga menjadi kandungan utama jaringan otot hewan. Fungsi lain mikrofilamen adalah mengatur arah aliran sitoplasma, kalau arah mikrofilamen berubah maka berubah juga arah aliran sitoplasma (Hasnunidah, 2007).
– Ribosom
Sintesis protein merupakan fungsi sel yang vital yang berlangsung di ribuan ribosom. Ribosom tersebar di sitoplasma atau bergabung dengan ER kasar di dalam sel, dan selalu di membran rangkap ER di sisi sitosol. Ribosom juga menempel di membran luar selimut inti di sisi sitosol. Ribosom nampak sebagai bintik hitam pada mikrograf elektron. Sering juga membentuk rantai seperti untaian, khususnya dalam pola spiral (terpilin). Struktur ini dinamakan poliribosom atau polisom. Dalam ribosom, informasi genetik dari mRNA diterjemahkan menjadi protein (Hasnunidah, 2007).
Gambar 9. Ribosom. Ribosom terdiri dari subunit besar dan kecil yaitu rRNA dan protein. Setiap subunit disintesis di dalam nukleolus dan dikeluarkan melalui pori nukleus ke dalam sitoplasma (Johnson, 2000).
Ribosom merupakan tempat sel membuat protein. Sel yang memiliki laju sintesis protein yang tinggi secara khusus memiliki jumlah ribosom yang sangat banyak. Ribosom bebas tersuspensi dalam sitosol, sementara ribosom terikat dilekatkan pada bagian luar jalinan membran yang disebut retikulum endoplasmik. Sebagian besar protein yang dibuat oleh ribosom bebas akan berfungsi di dalam sitosol; contohnya ialah enzim-enzim yang mengkatalisis proses metabolisme yang bertempat di dalam sitosol (Campbell, 2002).
– Mitokondria
Pada mikroskop cahaya, mitokondria terlihat seperti bulatan, batang atau kawat kecil yang beragam bentuk dan ukurannya. Terbungkus membran rangkap, permukaan luarnya berlubang-lubang sedang permukaan dalamnya membentuk tonjolan-tonjolan (kristae) yang masuk ke dalam stroma. Membran dalam membungkus matriks, dan banyak enzim yang mengendalikan berbagai tahap dalam respirasi sel khususnya dan metabolisme umumnya ditemukan di sana atau di dalam matriks. Mitokondria memiliki DNA dan ribosom kecil di dalam matriksnya, sehingga mampu mensintesis porteinnya sendiri (Hasnunidah, 2007).
– Plastida
Plastida adalah organel berbentuk lensa yang terdapat pada semua sel tumbuhan, diselimuti oleh sistem membran rangkap. Plastida mengandung DNA dan ribosom yang terbenam dalam matriks cair yang disebut stroma. Plastida terbentuk dari hasil pembelahan plastida terdahulu atau sebagai hasil diferensiasi proplastida. Plastida tak berwarna disebut leukoplas, contohnya: amiloplas yang mengandung butir-butir padi atau proteinoplas yang mengandung protein cadangan. Ada dua macam plastida berwarna, yaitu kloroplas yang mengandung klorofil dan berbagai pigmen yang menyertainya, dan kromoplas yang mengandung pigmen lain (karotenoid). Plastida terpenting adalah kloroplas, karena menjadi tempat berlangsungnya fotosintesis.
Kloroplas mengandung suatu sistem mebran yang bernama tilakoid, yang sering sambung-menyambung membentuk tumpukan membran yang disebut grana. Grana terbenam dalam stroma. Enzim yang mengendalikan fotosintesis terdapat di membran tilakoid dan di stroma (Hasnunidah, 2007).
2. Nukleus
Nukleus merupakan pusat kendali pada sel tumbuhan eukariotik. Nukleus mengendalikan seluruh fungsi sel dengan menentukan berbagai reaksi kimia dan juga struktur dan fungsi sel. Nukleus merupakan organel berbentuk bulat atau memanjang yang terbungkus selimut inti. Plasma nukleus (nukleoplasma) berbutir-butir merupakan sistem koloid, mengandung kromatin yang pada pembelahan sel berubah menjadi kromosom. Fungsi kromosom adalah membentuk m-RNA yang mengatur sintesis protein. Di dalam plasma nukleus juga terdapat nukleolus yang jumlahnya tiap sel khas untuk tiap jenis. Nukleolus itu padat, bentuknya tak beraturan, merupakan massa serat dan butiran, dan berwarna gelap. Fungsi nukleolus adalah untuk sintesis r-RNA dan ribosom (Hasnunidah, 2007).
Nukleus mengandung sebagian besar gen yang mengontrol sel eukariotik (sebagian gen terletak di dalam mitokondria dan kloroplas). Nukleus ini umumnya merupakan organel yang paling mencolok dalam sel eukariotik, rata-rata berdiameter 5 µm. Di dalam nukleus, DNA diorganisasikan bersama dengan protein menjadi materi yang disebut kromatin. Kromatin yang diberi warna tampak melalui mikroskop cahaya maupun mikros-kop elektron sebagai massa kabur. Sewaktu sel bersiap untuk membelah (bereproduksi), kromatin kusut yang berbentuk benang akan menggulung (memadat), menjadi cukup tebal untuk bisa dibedakan sebagai struktur terpisah yang disebut kromosom. Nukleus ini mengontrol sintesis protein dalam sitoplasma dengan cara mengirim mesenjer molekuler yang berbentuk RNA. (Campbell, 2002).
3. Vakuola
Badan khas di sel tumbuhan selain dinding sel dan plastida adalah vakuola. Vakuola mengerjakan beberapa fungsi. Bentuk dan ketegangan jaringan yang hanya memiliki dinding primer adalah akibat adanya air dan bahan terlarut yang menekan dari dalam vakuola. Tekanan tersebut timbul karena osmosis. Konsentrasi bahan terlarut di dalam vakuola cukup tinggi, termasuk garam-garam, molekul-molekul organik kecil, beberapa protein (enzim) dan molekul-molekul lainnya. Beberapa vakuola mengandung pigmen yang menimbulkan warna pada banyak bunga atau dauh. Pada beberapa bagian tumbuhan, vakuola dapat mengandung bahan-bahan yang mungkin berbahaya bagi sitoplasma.
Sel muda yang aktif membelah di titik tumbuh batang dan akar mempunyai vakuola sangat kecil. Sebagian besar terbentuk dari ER, lalu tumbuh bersama sel, mengambil air secara osmosis dan bergabung satu sama lain. Sel dewasa sering memiliki vakuola yang mengisi 80-90% atau lebih volume sel, dan protoplasmanya tersisiih hingga hanya berupa lapisan tipis di antara tonoplas dan plasmalemma. Beberapa sel yang aktif membelah juga dapat bervakuola besar (Hasnunidah, 2007).
III. KESIMPULAN
Berdasarkan pembahasan dari makalah “ Fisiologi Tumbuhan dan Sel Tumbuhan” ini, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Fisiologi tumbuhan adalah suatu bidang ilmu yang mengkaji fenomena-fenomena penting di dalam tumbuhan
2. Fisiologi tumbuhan mempelajari aktivitas hidup tumbuhan, meng-interpretasikan proses-proses kehidupannya, dan mempelajari tanggapan tumbuhan terhadap perubahan lingkungan serta pertumbuhan dan perkembangannya.
3. Fisiologi tumbuhan berkaitan erat dengan cabang-cabang ilmu biologi lain seperti ekologi dan ekofisiologi atau fisiologi lingkungan.
4. Tumbuhan terdiri atas sel yang memiliki nucleus yang terbungkus oleh membrane atau struktur serupa tapi tanpa membrane.
5. Sel tumbuhan memiliki beberapa jenis organel yang terbungkus membrane, misalnya kloroplas, mitokondria, nucleus, dan vakuola.
6. Sebagian besar sel tumbuhan eukariotik diselimuti oleh dinding sel.
DAFTAR PUSTAKA
Agustriana, Rochmah dan Tunjung Tripeni. 2006. Buku Ajar. Fisiologi Tumbuhan I. Universitas Lampung : Bandar Lampung
Campbell, Reece – Mitchell. 2002. Biologi. Erlangga : Jakarta
Hasnunidah, Neni. 2010. Buku Ajar. Fisiologi Tumbuhan. Universitas Lampung : Bandar Lampung
Lakitan, Benyamin. 2001. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafindo Persada : Jakarta
Salisbury, F.B dan C.W. Ross. Fisiologi Tumbuhan. ITB Bandung : Bandung
Sutrian, Yayan. 1992. Pengantar Anatomi Tumbuh-Tumbuhan. Tentang Sel
PENDAHULUAN
Sejak awal orang telah mengenal bahwa ada sifat yang menurun dari orang tua kepada keturunannya, hal tersebut dapat diamati adanya kemiripan sifat morfologi, tingkah laku, dan kesukaan anak dengan orang tua atau nenek/kakeknya. Pengetahuan mengenai adanya sifat menurun sudah lama berkembang tetapi belum dipelajari secara sistematik. Penelitian mengenai pola-pola penurunan sifat baru diketahui setelah Gregor Mendel (1822-1884), rahib Austria yang melakukan serangkaian percobaan dengan tanaman ercis (Pisum sativum).
CARA KERJA MENDEL
Mendel melakukan percobaan dengan menggunakan tanaman ercis karena memiliki sifat yang baik diantaranya:
1. Memiliki 7 sifat yang perbedaanya mencolok dan dapat dipelajari satu persatu.
2. Memiliki pasangan-pasangan sifat yang mencolok.
3. Bungannya sempurna (dalam satu bunga ada kelamin jantan dan betina)
4. Memiliki siklus yang pendek
5. Memiliki jumlah keturunan yang banyak
6. Mudah menangani karena alat reproduksinya mudah dikontrol
Langkah-langkah Mendel dalam melakukan percobaan:
1. Mengamati berbagai varietas tanaman ercis, ditemukan 7 sifat kontras:
NO
|
BAGIAN YANG DIAMATI
|
SIFAT BEDA YANG KONTRAS
|
1
|
Tinggi batang
|
Tinggi X pendek
|
2
|
Letak bunga
|
Di ketiak X di ujung
|
3
|
Bentuk biji
|
Bulat X kisut
|
4
|
Warna kulit biji
|
Kuning X hijau
|
5
|
Warna bunga
|
Merah X putih
|
6
|
Bentuk buah
|
Licin X berlekuk
|
7
|
Warna buah
|
Hijau X kuning
|
4. Mengulang kembali percobaan di atas tetapi dengan cara yang berbeda, yaitu ercis berbiji kisut putiknya diserbuki oleh serbuk sari ercis berbiji bulat. Pembastaran tersebut dinamakan resiprok (pertimbalan). Ternyata menghasilkan bastar berbiji bulat, sama dengan penyerbukan pertama.
5. Selanjutnya mendel membiarkan tanaman F1 menyilangi sendiri untuk menghasilkan F2. Hasilnya ternyata dari 253 batang F1 menyerbuk sendiri menghasilkan 7324 biji, yang terdiri dari 5474 butir biji bulat dan 1850 butir biji kisut, perbandingan mendekati 3:1. Penyilangan Mendel dengan satu sifat beda disebut monohibrida.
6. Mendel mengulang-ulang percobaan yang sama dengan menggunakan sifat yang lain ternyata hasilnya sama yaitu: F1 semuanya serupa dengan salah satu induknya; F2 memisah menurut perbandingan 3:1; penyilangan resiprok tidak berbeda hasilnya. Selanjutnya mendel dengan prosedur yang sama melakukan pembastaran dengan dua sifat beda (dihibrida).
HUKUM- HUKUM MENDEL
Hukum Mendel 1
Semasa Mendel belum diketahui sifat keturunan, belum diketahui kromosom, dan gen. mendel hanya menyebutkan sebagai faktor penentu (determinant). Setelah melakukan percobaan dengan satu sifat beda berulang kali, Mendel mengemukakan hukum 1 yang diberi nama “ hukum segregasi” (pemisahan gen se alel= segregation of allelic genes). Peristiwa pemisahan alel ini terlihat ketika pembentukan gamet individu yang memiliki genotip heterozigot, sehingga setiap gamet mengandung salah satu alel itu.
Contoh tanaman ercis normal (tinggi) disilangkan dengan tanaman kerdil (abnormal). Selanjutnya persilangan (F1) ditanam dan dibiarkan menyerbuk sendiri, hasilnya F2
Hasil persilangan tersebut menghasilkan F2 dengan:
a. Ratio genotip DD : Dd : dd = 1 : 2 : 1
b. Ratio fenotip tinggi : pendek= 3 : 1
Dari hasil di atas maka tanaman tinggi dikatakan bersifat dominan, sedangkan tanaman pendek bersifat resesif. Jika dalam persilangan di atas menghasilkan F1 tanaman sedang maka sifat induk disebut intermediet.
Jika tanaman F1 diatas disilangkan dengan induknya dengan resesif (dd) maka persilangan itu disebut test cross (uji silang), sedangkan jika F1 disilangkan dengan salah satu induk betina atau jantan disebut back cross (perkawinan balik)
Hukum Mendel 2
Hukum Mendel 2 adalah pengelompokan gen secara bebas. Hukum tersebut berlaku ketika pembentukan gamet, gen-gen se alel akan secara bebas pergi ke masing- masing kutub ketika meiosis. Pembuktian hukum ini dipakai pada dihibrid atau polihibrid, yaitu persilangan dari individu dengan 2 atau lebih sifat beda.
Dari gambar genotipe AaBb di atas dihasilkan 4 jenis gamet yaitu AB, Ab, aB, dan ab. Gamet AB dan ab disebut memiliki kombinasi asli atau dengan istilah kombinasi parental. Sedangkan gamet Ab, dan aB merupakan kombinasi baru yang dikenl dengan rekombinan.
Contoh jika tanaman ercis berbiji bulat-kuning homozigotik (BBKK) disilangkan dengan ercis berbiji keriput-hijau (bbkk) , maka semua tanaman F1 bulat kuning. Jika F1 dibiarkan menyerbuki sendiri maka:
Perkawinan Trihibrid
Pada perkawinan ini diperlukan 3 sifat beda pada tanaman ercis, misalnya warbna bunga, warna biji, dan bentuk biji. Contoh:
a. Gen M = gen untuk warna merah pada bunga
b. Gen m = gen untuk warna putih pada bunga
c. Gen K = gen untuk warna kuning pada biji
d. Gen k = gen untuk warna hijau pada biji
e. Gen B = gen untuk bentuk bulat pada biji
f. Gen b = gen untuk bentuk keriput pada biji
Jika serbuk sari yang berasal dari tanaman berbunga putih, biji hijau keriput diberikan kepada putik dari tanaman homozigot berbunga merah biji kuning bulat, maka tanaman F1 berupa tanaman trihibrid yang berbunga merah biji kuning bulat.
Cara Mengisi Paypal dengan Ipanel online – Survey Dapat Dollar. Jika paypal sobat sekarang sedang kosong, maka tak perlu bingung. Sobat bisa mengisinya dengan receh dollar gratisan yang bertebaran di internet. Dalam postingan kali ini kita akan membahas bagaimana cara mendapatkan dollar dengan mudah hanya dengan mengisi survey (tidak sama dengan AWs*rveys, situs survey yang akan kita bahas ini benar2 membayar). Sebelum membahas lebih jauh, silahkan untuk mempersiapakan akun/alamat paypal anda, karena situs ini akan membayar kita melalui paypal. Belum punya paypal dan belum tahu apa itu paypal? Silahkan baca tutorialnya di Cara Membuat Paypal.
Ipanelonline adalah Market Research International terpercaya karena termasuk dalam anggota/member ESOMAR (organisasi dunia yang menangani Market Research) yang didirikan sejak tahun 2004 di Shanghai China dan sudah mempunyai cabang di beberapa negara yaitu di HongKong, Taiwan, Japan, Singapore, Korea, India, Thailand, Malaysia, Australia, New Zealand, Philippines, Vietnam, dan juga negara kita tercinta, Indonesia.
Dengan Ipanelonline ini kita bisa mendapatkan uang hanya dengan cara mengisi atau ikut serta dalam survey. setiap kali kita mengikuti survey kita akan memperoleh poin dengan jumlah tertentu, di mana dengan poin (akumulasi poin) tersebut bisa kita tukar dengan barang maupun uang. Lalu bagaimana dengan biaya pendaftaran? Biaya pendaftaran gratis alias nggak dipungut biaya.. ;D
Oh iya, jika sobat masih ragu dengan keaslian Ipanelonline, silahkan di-search di Google dengan kata kunci “Bukti pembayaran ipanelonline”, maka akan muncul hasil penelusuran yang sangat banyak sekali…berikut salah satu contoh bukti pembayaran yang diperoleh oleh seorang member Ipanelonline dari Indonesia (screenshoot berikut diperoleh dalam sehari)
Wao…banyak sekali ya…
Update:
Ternyata ipanelonline benar2 membayar, berikut bukti pembayarannya
1. Payout pertama – $18,72
2. Payout kedua – $114,75
Bagi sobat-sobat yang tertarik untuk bergabung dengan ipanelonline, silahkan ikuti langkah2 berikut:
1. Silahkan surfing ke situs Ipanelonline atau klik link http://id.ipanelonline.com/register.html?inviter_id=1181121
2. Silahkan isi formulir yang ada dengan benar. Jika bisa, isilah dengan data asli sobat, karena itu lebih baik.
3. Silahkan buka email sobat, dan carilah email dari ipanelonline untuk melakukan konfirmasi
4. Seperti biasa, klik link yang berada di dalam email konfirmasi tersebut
5. Jika sudah, silahkan login ke akun ipanel anda
6. Untuk mendapatkan poin yang selanjutnya bisa diuangkan, sobat harus melakukan survey melalui menu berikut (perhatikan bagian yang saya tandai)
7. Klik pada bagian yang telah saya tandai (survei bisnis) maka nanti sobat akan dibawa ke halaman survey. Untuk memulai surtvey, silahkan untuk mengklik link survey yang memiliki tombol “ongoing” (khusus link survey yang ditandai dengan tombol “suspended”, itu artinya sudah tidak tersedia untuk disurvey oleh kita)
8. Jika sudah, maka nanti sobat akan dibawa ke halaman seperti berikut
Untuk memulai survei, silahkan untuk mengklik tombol “Klik di sini untuk memulai penelitian”
9. Setelah itu sobat bisa melakukan survei, isi semua data yang diperlukan/yang diminta oleh pihak ipanelonline dengan jujur. Setelah itu, maka secara otomatis poin sobat akan bertambah sesuai dengan jumlah poin yang tertera (dijanjikan)
Lalu kapan bisa menukar poin menjadi uang?
Kita bisa mendapatkan uang kita jika kita sudah memilki poin dengan minimal 220, jika masih bingung…berikut rinciannya
-. poin 220 = Rp 20.000,- kalau di-dolarin sekitar $2,3 an (angka ini nanti yang kekirim ke paypal kita)
-. Lalu 520 = Rp 50.000,- dan
-. 1020 = Rp 100.000,-
Itu artinya jika sobat memiliki poin lebih dari 1020, maka sobat bisa menukarnya berkali2 hingga jumlah minimum di atas (220).
Trik dan tips penting dalam bermain di dunia ipanelonline:
* Peraturan paling nomor satu adalah, sobat harus jujur dengan artian dalam melakukan pengisian survey sobat harus serius alias nggak asal-asalan.
* Data diri sobat juga diperlukan, hal ini termasuk email paypal sobat yang nantinya digunakan sebagai alat pembayaran. Jika sobat salah menulis alamat paypal, maka poin yang telah kita tukar tidak bisa kita minta kembali lagi walaupun uang yang kita request belum/tidak sampai ke akun paypal kita.
* Penting: Jangan pernah mengulangi survey yang sebelumnya pernah kita isi, karena ini termasuk pelanggaran, dan sudah jelas tertulis sebagai pelangaran oleh pihak ipanelonline.
* Hah? Sobat merasa kesulitan dalam mendapatkan poin banyak? Santai saja, sobat bisa mengisi “survey investigasi” dan “survey mutual”. Walau terbilang nilainya lebih kecil daripada “survey bisnis”, tapi ingat pepatah para tetua kita…”sedikit demi sedikit lama-lama menjadi bukit”…hehe
* Masih ada hubungannya dengan poin di atas: Jika memang sobat nggak sabaran, masih ada solusi lain kok…sobat bisa menggunakan link referral yang telah disediakan oleh pihak ipanelonline, dan nanti jika ada yang gabung dengan ipanelonline melalui link sobat, maka sobat akan mendapatkan komisi dengan jumlah poin tertentu, dan tentunya ini lumayan membantu sobat untuk mendapatkan poin yang banyak.
* Bukan hanya itu, sobat bisa meningkatkan poin sobat dengan cara ikut serta dalam menyumbang “Suara Anggota”, sobat bisa menulis apa saja di sana, layaknya sobat update status di situs2 social network. Selain itu juga sobat bisa menulis artikel di kolom “Press Release”, dan di setiap kegiatan sobat pada “suara anggota” dan “press release” akan mendapatkan poin yang lumayan besar juga yaitu berkisar antara 5-10.
Langkah2 Menukar Poin?
Jika sobat sudah memiliki poin yang banyak dan siap untuk ditukar, maka langkah2nya adalah sebagai berikut:
1. Klik menu “penukaran saya” lalu pilih => Poin penukaran. Maka nanti akan tampil halaman berikut
Penting: Sebelum menuju ke langkah berikut, pastikan email paypal anda benar melalui menu => Profil saya => Informasi akun => Lalu isikan “paypal payment” dengan alamat email paypal anda (jika belum tahu apa itu paypal silahkan baca tutorialnya di sini)
2. Jika sudah, silahkan untuk memilih mana saja. Yang penting sudah mencukupi poin sobat. Sebagai contoh saya akan menggunakan penukaran dengan poin sebesar 220 (Rp 20.000,-), maka akan tampil halaman seperti berikut
Klik penukaran sekarang => maka selanjutnya akan muncul halaman seperti berikut
Itu artinya transaksi berhasil, tinggal tunggu uang anda akan sampai ke akun paypal anda dalam waktu kurang lebih 24 jam…
Selamat menikmati sobat.
Jika ada masalah atau pertanyaan mengenai ipanelonline, silahkan untuk meninggalkan komentar sobat di bawah ini
Semoga bermanfaat