Dinding Sel adalah -- struktur, fungsi, perbedaan, komponen

Pada dasarnya, dinding sel adalah struktur kompleks yang sangat terorganisir yang mendefinisikan bentuk sel tumbuhan (juga ditemukan pada bakteri, jamur, alga, dan archaea). Dengan demikian, ini adalah struktur multifungsi dalam sel tumbuhan yang juga berkontribusi terhadap pertumbuhan tumbuhan.

Selain menentukan bentuk sel tumbuhan, dinding sel memiliki beberapa fungsi lain yang mencakup menjaga integritas struktural sel, bertindak sebagai garis pertahanan terhadap berbagai faktor eksternal serta menampung berbagai saluran, pori dan reseptor, yang mengatur berbagai fungsi sel.

Tergantung pada jenis sel tumbuhan, dinding sel dapat berisi berbagai jenis polisakarida (polimer karbohidrat), protein dan aromatik yang berkontribusi pada struktur berlapis-banyak. Untuk sebagian besar tumbuhan, struktur ini dibagi menjadi dinding sel primer dan sekunder yang dapat bervariasi dalam fungsi morfologi dan umum.

Tiga lapisan dinding sel meliputi:

  • Lamela tengah
  • Dinding sel primer
  • Dinding sel sekunder

Tidak seperti sel tumbuhan, sel hewan tidak memiliki dinding sel di sekitar membran plasma mereka.

Struktur dinding sel tumbuhan terbuat dari selulosa. Dalam kasus tumbuhan, dinding sel memiliki fungsi mencegah dehidrasi, melindungi tanaman dari serangga dan patogen, mempertahankan bentuk tanaman, mencegah tumbuhan membengkak terlalu banyak di hadapan air yang berlebihan, dan membantu tumbuh ke tanaman.

Struktur dinding sel bakteri terbentuk dari peptidoglikan. Pada bakteri, dinding sel harus memiliki resistensi dan fleksibilitas pada saat yang sama untuk menghindari lisis sel di satu sisi, dan untuk memfasilitasi pengangkutan zat melalui membran sel. Membran ini bersifat semipermeabel.

Struktur dinding sel jamur terbentuk dari kitin, glukan, mannans, dan glikoprotein. Pada jamur, dinding sel bertugas menjaga tekanan osmotik dan berinteraksi dengan lingkungan.

Dinding Sel tumbuhan

struktur dinding sel

Dinding sel adalah bagian dari apoplas dan dengan demikian terletak di antara kutikula (ditemukan pada beberapa organisme) dan membran plasma.

Struktur dinding sel tumbuhan

Seperti yang telah disebutkan, dinding sel dapat terdiri dari dua atau tiga lapisan tergantung pada jenis tumbuhan sel. Lapisan-lapisan ini bervariasi dalam komposisi makromolekul, ketebalan, dan fungsi dalam organisme yang berbeda.

Sementara dinding sel muncul sebagai struktur tunggal di sekeliling sel, perlu dicatat bahwa struktur tersebut diendapkan di sekitar sel dalam serangkaian lapisan. Di sini, lapisan disimpan di sekitar sel saat sel membelah. Sel-sel baru terus diproduksi di sekitar sel induk, lapisan baru ditambahkan di sekitar sel dengan bahan tambahan yang dimasukkan antara membran plasma sel (serta lapisan yang ditambahkan sebelumnya).

Sambungan sel antara sel-sel tetangga, oleh karena itu, memainkan peran penting dalam pengembangan dinding sel mengingat bahwa mereka memungkinkan bahan yang diperlukan untuk ditambahkan untuk membentuk dinding sel.

Lapisan pertama dinding sel terbuat dari benda-benda protoplasma yang dihasilkan selama pembelahan inti sel dan sitoplasma.

Lamela tengah

Terletak di antara dinding sel ganda sel yang berdekatan, lamela tengah adalah lapisan pertama dinding yang akan dibentuk. Menjadi lapisan terluar (dari tiga lapisan dinding sel) lamella tengah bertindak sebagai bagian yang mengikat sel yang berdekatan.

Selama pembelahan sel (terutama sitokinesis), cisternae yang berasal dari retikulum endoplasma serta pektin dan phragmosom yang mengandung vesikel disimpan di lempeng ekuator. Piring menjadi semakin sempit saat sel tumbuh dan bertambah besar ukurannya. Namun, lebih tebal di tikungan.

Beberapa konten lain dari lamella tengah meliputi:

Karena lamela tengah terbentuk di antara sel-sel tumbuhan saat mereka terus membelah, ia bertindak sebagai semen yang menyatukan sel-sel tetangga sekaligus juga menciptakan batas antara sel-sel. Ketika kelopak dan daun jatuh, lamella tengah larut, yang memungkinkan sel untuk terpisah.

Dinding Sel Primer

Dinding sel primer mulai terbentuk setelah plat sel (lamela tengah) selesai. Lapisan ini dimulai sebelum pertumbuhan sel dan berlanjut saat sel terus berkembang. Dengan demikian, ia terus berkembang sepanjang umur sel.

Beberapa komponen utama dari lapisan ini meliputi:

Ketika sel matang, mikrofibril selulosa terbentuk dan ditambahkan ke bagian luar lapisan. Sementara sisi luar lapisan terdiri dari jaringan tidak teratur dari mikrofibril ini, mikrofibril berorientasi tegak lurus terhadap sumbu sel.

Saat sel tumbuh, dinding sel primer telah terbukti menjadi lebih tipis. Akibatnya, mungkin sulit memisahkan lapisan ini dari lamela tengah. Karena itu keduanya digambarkan sebagai struktur tunggal / lapisan yang dikenal sebagai senyawa lamela tengah dalam beberapa buku.

Selain selulosa, dinding sel primer juga mengandung lignin dalam jumlah tinggi yang telah terbukti membentuk ikatan silang kovalen dengan pektin dan protein di lapisan tersebut. Di sisi lain, xyloglucan pada lapisan terikat pada selulosa (melalui ikatan hidrogen) dan dengan protein dan pektin melalui ikatan kovalen.

Ikatan kovalen juga telah diidentifikasi antara karbohidrat dan lignin yang membentuk kompleks lignin-karbohidrat.

Beberapa komponen lain dari dinding sel primer meliputi:

  • Ester fenolik
  • Enzim
  • Protein
  • Mineral seperti boron dan kalsium

Selain memberikan dukungan struktural dan mekanik untuk sel, dinding sel primer telah terbukti memainkan peran penting dalam pematangan berbagai buah dan sayuran. Karena itu, ini menjadikannya komponen tekstual utama di sebagian besar pabrik penghasil makanan.

Di sini, perubahan struktur dan komposisi isi pada lapisan menyebabkan pematangan buah dan sayuran.

Karakteristik dinding sel primer:

  • Ditemukan di semua tumbuhan
  • Sifatnya elastis dan memiliki ketebalan antara 1 dan 3 um
  • Fibril diatur secara longgar
  • Memanjang seiring waktu
  • Dalam sel tumbuhan dikotil, dinding primer terdiri dari sekitar 30 persen polisakarida pektik
  • Terdiri dari antara 15 dan 30 persen selulosa
  • Mengandung sekitar 20 persen protein

Beberapa fungsi dinding sel primer:

  • Dukungan struktural dan mekanik.
  • memelihara dan menentukan bentuk sel.
  • tahan tekanan turgor internal sel.
  • tingkat kontrol dan arah pertumbuhan.
  • akhirnya bertanggung jawab untuk arsitektur dan bentuk tanaman.
  • mengatur difusi material melalui apoplast.
  • penyimpanan karbohidrat – dinding biji dapat dimetabolisme.
  • melindungi terhadap patogen, dehidrasi, dan faktor lingkungan lainnya.
  • sumber molekul pensinyalan aktif secara biologis.
  • interaksi sel-sel.

Dinding Sel Sekunder

Dibandingkan dengan dinding primer, dinding sel sekunder lebih tebal dan dengan demikian lebih kuat berkisar antara 5 hingga 10 μm tebal. Menjadi lapisan yang lebih tebal, dinding sekunder juga dapat dibagi menjadi beberapa lapisan termasuk S1, S2, dan S3.

Berdasarkan berbagai penelitian, dinding sel sekunder ini telah terbukti bervariasi dalam orientasi, komposisi selulosa serta arah umum. Ketika sel-sel berhenti tumbuh (atau ketika mereka mulai berdiferensiasi pada beberapa tumbuhan) mereka mulai menyimpan lapisan tambahan di bawah lapisan primer.

Di sini, dinding sel sekunder mengalami lignifikasi secara bertahap diendapkan ke dalam lapisan dan di mana ia berkembang untuk memberikan kekuatan mekanis dan berkontribusi pada transportasi air di pabrik.

Beberapa komponen utama dari lapisan dinding sel sekunder meliputi:

  • Pektin – mengacu pada sekelompok polisakarida kompleks. Mereka semua ditandai oleh asam α-D-galakturonat 1, 4-linked. Contoh-contoh pektin termasuk: rhamnogalacturonans, galacturonans, dan Homogalacturonans.
  • Selulosa – mengacu pada senyawa organik / polisakarida yang terdiri dari 1,4-linked β-D-glukosa.
  • Hemiselulosa – Hemiselulosa mengacu pada polisakarida dengan struktur yang mirip dengan selulosa. Namun, hemiselulosa memiliki struktur bercabang. Contoh-contoh hemiselulosa yang baik termasuk galaktomanan, glukuronoksi, dan glukomanan.
  • Lignin – merujuk pada sekelompok polimer organik kompleks yang ditemukan di tumbuhan vaskular sebagai jaringan pendukung (mereka juga dapat ditemukan di beberapa alga).

Komposisi komponen-komponen ini bervariasi dari satu tumbuhan ke yang lain.

Di dinding sel sekunder, selulosa bertindak sebagai unit penahan beban tempat mikrofibrilnya berikatan dengan hemiselulosa (mis. Xilan) untuk membentuk kerangka dasar lapisan. Penambahan lignin (yang bersifat hidrofobik dan inert di alam) ke dua senyawa (selulosa dan hemiselulosa) berkontribusi terhadap kekuatan mekanik serta hidrofobisitas ke dinding sel sekunder.

Sementara dinding primer biasanya ditemukan di tumbuhan penghasil makanan / buah, dinding sekunder dapat ditemukan di sel-sel berbagai tumbuhan yang digunakan untuk keperluan struktural (kayu, rumput, dll) atau makanan untuk beberapa hewan. Di sini, dinding sekunder ada dalam bentuk serat / kayu dan dengan demikian digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Beberapa karakteristik utama dinding sel sekunder meliputi:

  • Ketebalannya berkisar antara 5 dan 10um
  • Memiliki sejumlah pori
  • Hanya ada di beberapa sel
  • Kadar air berkisar antara 30 dan 40 persen
  • Mikrofibril memanjang dan kompak

Dinding sel sekunder dapat ditemukan pada trakeid, sklereid dan serat xilem.

Dinding sel sekunder juga memiliki fungsi besar pada kehidupan manusia, karena merupakan komponen utama kayu dan merupakan sumber nutrisi bagi ternak. Selain itu, dinding sekunder dapat membantu mengurangi ketergantungan kita pada minyak bumi, karena mereka bertanggung jawab atas sebagian besar biomassa terbarukan yang dapat dikonversi menjadi bahan bakar. Namun demikian, banyak tantangan teknis harus diatasi untuk memungkinkan pemanfaatan dinding sekunder yang efisien untuk produksi energi dan untuk pertanian.

Lapisan Kayu Reaksi

Berbeda dengan lapisan dinding sel lainnya, beberapa tumbuhan akan membentuk lapisan keras yang terdiri dari gelatin tingkat tinggi dan beberapa selulosa sebagai respons terhadap berbagai stresor. Misalnya, ketika cabang atau batang pohon bengkok / miring (sehingga kemungkinan akan pecah) dinding sekunder berdiferensiasi untuk membentuk lapisan lain yang terdiri dari lapisan tambahan gelatin atau lignin yang menyediakan dukungan struktural yang diperlukan.

Untuk sebagian besar, ini adalah respons normal terhadap rangsangan gravitasi atau mekanik untuk mencegah batang patah. Di sini, lapisan baru terbentuk di bagian bawah (di dinding sekunder) dari bagian batang yang terserang.

Isi dinding sel kayu (disebut sebagai agar-agar atau G-layer) termasuk pektin seperti rhamnogalacturonan I dan polisakarida memberikan ketangguhan yang diperlukan yang memperkuat area yang terkena sehingga memungkinkan tumbuhan untuk terus tumbuh secara alami.

Fungsi Dinding Sel tumbuhan

Fungsi Dinding Sel

Berikut beberapa fungsi dinding sel yang utama:

  • membantu untuk mengontrol ekspansi sel karena asupan air
  • Sebagai penghalang antara komponen interior seluler dan lingkungan eksternal
  • Dinding sel tumbuhan memberikan bentuk, kekuatan, kekakuan yang pasti
  • Ini juga memberikan perlindungan terhadap tekanan mekanis dan guncangan fisik
  • Juga membantu mencegah hilangnya air dari sel
  • Ini bertanggung jawab untuk mengangkut zat antara dan melintasi sel

Dinding Sel Bakteri

Mayoritas bakteri (sekitar 90 persen) memiliki dinding sel. Namun, bagi mereka yang tidak memiliki dinding sel, kelangsungan hidup dimungkinkan dengan hidup di dalam sel inang. Contoh-contoh bagus dari bakteri yang tidak memiliki dinding sel adalah bakteri L-bentuk (berasal dari bakteri yang biasanya memiliki dinding sel) dan mikoplasma.

Karena dinding sel bakteri, dimungkinkan untuk mengkategorikan bakteri menjadi dua kelompok utama: bakteri Gram-positif dan Gram-negatif. Ini memungkinkan untuk mengidentifikasi mereka dan mengembangkan obat yang menargetkan sintesis dinding sel.

Namun, bakteri yang tidak memiliki dinding sel cenderung resisten alami terhadap antibiotik karena mereka tidak memiliki struktur ini.

Perbedaan Bakteri Gram-Positif dan Gram-negatif

Seperti halnya tumbuhan dan sejumlah organisme lain, dinding sel berfungsi untuk mempertahankan bentuk umum bakteri (terutama untuk bakteri berbentuk batang) dan melindungi membran sel dan memperoleh nutrisi di antara fungsi-fungsi lainnya.

Salah satu aspek yang membedakan dinding sel bakteri dari yang lain, adalah peptidoglikan. Ini adalah zat unik yang belum ditemukan di organisme atau tempat lain mana pun di bumi.

Selain peptidoglikan, beberapa komponen lain dari dinding sel bakteri meliputi:

  • Lemak
  • Protein
  • Asam teichoic
  • Lipopolisakarida

Komponen peptidoglikan:

  • Turunan glukosa: N-acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM) yang dihubungkan secara silang oleh tetra-peptida
  • Tetrapeptida – Ini adalah zat kompleks yang terdiri dari 4 asam amino (D-glutamin, D-alanin, D-glutamin, dan L-lisin)

Struktur Dinding Sel Bakteri Gram-positif

Dinding sel bakteri Gram positif tersusun atas jumlah peptidoglikan yang tinggi. Di sini, menghubungkan silang tetrapeptida dengan peptida interbridge menghasilkan dinding sel yang kuat. Selain dari peptidoglikan, dinding sel bakteri Gram-positif juga mengandung glikopolimer yang dikenal sebagai asam teichoic.

Beberapa fungsi glikopolimer ini di dinding sel meliputi:

  • Diperlukan generasi muatan negatif untuk mengembangkan kekuatan motif proton
  • Meningkatkan kekakuan dinding
  • Mendukung pembelahan sel
  • Lindungi sel dari kondisi lingkungan yang ekstrem

Struktur Dinding Sel Bakteri Gram-negatif

Tidak seperti bakteri Gram-positif, bakteri Gram-negatif memiliki peptidoglikan tipis yang membentuk sekitar 8 persen dari total dinding sel. Ini secara signifikan lebih sedikit dibandingkan dengan bakteri Gram-positif yang membentuk sekitar 90 persen dari total dinding sel.

Sementara dinding sel bakteri Gram-negatif mengandung lebih sedikit jumlah peptidoglikan, dinding sel mereka telah terbukti lebih kompleks.

Komponen dinding sel bakteri mereka meliputi:

Membran luar – Tidak seperti bakteri Gram-positif, bakteri Gram-negatif memiliki membran luar (membran plasma) yang mengelilingi lapisan peptidoglikan yang tipis. Meskipun membran luar memiliki banyak karakteristik membran khas, itu dibedakan dengan adanya molekul lipopolisakarida.

Beberapa fungsi lipopolisakarida meliputi:

  • Berkontribusi pada muatan negatif sel
  • Lindungi konten internal sel
  • Menstabilkan membran

Lipid – Bertindak sebagai bentuk endotoksin

Porin – Protein transmembran yang membentuk pori-pori pada membran

* Tidak seperti bakteri Gram-negatif, bakteri Gram-positif memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tebal dan mempertahankan pewarnaan primer selama pewarnaan Gram.

* Dalam jamur, dinding sel terdiri dari kitin dan berfungsi untuk memberikan dukungan struktural sementara juga mencegah kehilangan air yang berlebihan.

Dinding sel Alga

Seperti dinding sel tumbuhan tingkat tinggi, dinding sel alga terdiri dari karbohidrat seperti selulosa dan glikoprotein. Adanya beberapa polisakarida di dinding alga digunakan sebagai karakter diagnostik dalam taksonomi rumput laut.

  • Polisakarida tersulfonasi seperti agarosa terjadi pada dinding ganggang merah.
  • Mannosyl: Ini membentuk mikrofibril di dinding sel dari beberapa ganggang hijau dari genus Codium, Acetabularia, Porphyra dan Bangia antara lain.
  • Asam alginil: itu adalah polisakarida yang umum di dinding sel ganggang coklat.

Kelompok alga diatom mensintesis dinding sel mereka (juga dikenal sebagai frustula atau leaflet) menggunakan asam silikat (khususnya asam ortosilikat, H4SiO4). Asam tersebut berpolimerisasi secara intraseluler, dan kemudian dinding keluar untuk melindungi sel. Dibandingkan dengan membran sel organik yang diproduksi oleh kelompok lain, mereka membutuhkan lebih sedikit energi (sekitar 8%) untuk sintesisnya, yang merupakan penghematan bagi sel, 4 dan mungkin menjelaskan tingkat pertumbuhan yang lebih tinggi dalam diatom.

Dinding sel jamur

Tidak semua spesies jamur memiliki dinding sel, tetapi jika mereka memilikinya, dinding sel jamur terdiri dari glukosamin dan kitin, karbohidrat yang sama yang membuat exoskeleton serangga keras. Dinding sel jamur memiliki tujuan yang sama dengan dinding sel tumbuhan, untuk menguatkan sel untuk mempertahankan bentuknya dan mencegah lisis osmotik. Dinding sel jamur juga membatasi masuknya molekul yang bisa menjadi racun bagi jamur, seperti fungisida sintetis atau yang diproduksi tanaman. Komposisi, karakteristik dan bentuk dinding sel jamur bervariasi selama siklus hidupnya dan juga tergantung pada kondisi pertumbuhan.

Oomycetes adalah sekelompok patogen saprotrofik tanaman yang memiliki dinding sel selulosa abnormal. Sampai baru-baru ini, mereka diyakini jamur, tetapi data struktural dan molekuler telah menyebabkan klasifikasi ulang mereka sebagai Heterokontophyta. Ini adalah kelompok protista yang mencakup autotrof seperti ganggang coklat dan diatom.

Dinding sel Archaea

Tidak seperti bakteri, dinding sel Archaea tidak mengandung peptidoglikan, melainkan ada senyawa peptida, karbohidrat dan / atau glikoprotein. Ada empat jenis:

  • Dinding glikoprotein, sering terjadi pada hipertermofil, hiperhalofil, dan metanogen
  • Dinding pseudopeptidoglikan, khas dari methanobacteria
  • Lapisan protein S, seperti pada Methanomicrobia dan Desulfurococcus
  • Dinding polisakarida, seperti pada Methanosarcina dan Halococcus

Beberapa archaea tidak memiliki dinding, seperti kelas Thermoplasmata.

Perbedaan Dinding Sel  dan Membran Sel

Membran sel adalah penutup luar semua sel yang merangkum berbagai organel sel. Ini terdiri dari bilayer lipid, protein serta beberapa karbohidrat.

Sementara membran sel dapat ditemukan pada sel yang menutupi baik tumbuhan maupun hewan, dinding sel hanya dapat ditemukan pada tumbuhan dan beberapa organisme (mis. Beberapa bakteri, dll). Pada organisme ini, dinding sel, yang lebih kaku di alam, menutupi membran sel sehingga bertindak sebagai lapisan pelindung baik untuk membran sel dan isi sel.

* Dalam hal struktur, dinding sel adalah matriks kontinu yang kompleks, sebagian besar terdiri dari karbohidrat dan protein sedangkan membran sel terdiri dari lapisan ganda lipid dan memiliki konsistensi minyak salad pada suhu kamar.

Penelitian telah menunjukkan membran sel bersentuhan langsung dengan dinding sel. Sebagian besar, ini disebabkan oleh tekanan turgor. Selama plasmolisis, ketika tekanan turgor terganggu, membran plasma tidak lagi didorong keluar dan dengan demikian terpisah dari dinding sel.

* Dinding sel dan membran plasma memiliki sejumlah kesamaan fungsi termasuk:

  • Melindungi konten intraseluler
  • Mengatur pergerakan zat masuk dan keluar sel
  • Mencegah kehilangan air yang berlebihan

Berbeda dengan membran sel, dinding sel memiliki fungsi sebagai berikut:

  • Perkuat dan tentukan bentuk sel
  • Memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap tekanan mekanik karena kekakuannya dan juga dari berbagai organisme infektif
  • Mengatur ekspansi sel melalui pertumbuhannya
  • Pada beberapa organisme, dinding sel bertindak sebagai reservoir makanan



1 Comment

  1. Jelaskan bagaimana proses cara pembentukan dinding sel pada tumbuhan​!

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *