Sitoplasma adalah — struktur, fungsi, komposisi

Sitoplasma adalah ruang intraseluler antara membran plasma dan selaput nukleus pada makhluk eukariotik, sedangkan dalam prokariota sesuai dengan seluruh area intraseluler. Sitoplasma diisi dengan bahan koloid dan semi-cair yang disebut sitosol, di mana organel sel ditangguhkan. Pada eukariota, berlawanan dengan protoplasma, sitoplasma tidak termasuk inti sel, yang bagian dalamnya dibentuk oleh nukleoplasma. Secara umum, sitoplasma adalah segala sesuatu yang terdiri dari sel kecuali nukleus dan membran plasma.

Pergerakan ion kalsium masuk dan keluar dari sitoplasma dianggap sebagai sinyal untuk aktivitas proses metabolisme.

Meskipun ada beberapa jenis sel, semua sel memiliki sitoplasma, membran plasma, dan bahan genetik. Sitoplasma sangat bervariasi dari jaringan ke jaringan atau dari satu spesies ke spesies lainnya. Pada organisme prokariotik, seperti bakteri, sitoplasma mewakili seluruh lingkungan seluler yang dikelilingi oleh membran plasma. Di sel eukariotik, di sisi lain, sitoplasma mewakili wilayah antara membran plasma dan selaput inti (nukleus envelope).

Sitoplasma dibentuk oleh bahan kental yang disebut sitosol yang terdiri dari air, asam amino, nutrisi energi, protein dan berbagai ion. Terlihat di bawah mikroskop optik, sitoplasma memiliki penampilan yang homogen, tetapi selain sitosol, struktur penting yang disebut organel seluler dan beberapa inklusi seperti kristal, tetesan lipid dan protein serta butiran pigmen tersebar.

Dalam sel prokariotik, molekul DNA dan ribosom direndam dalam sitosol, yang merupakan satu-satunya organel yang ditemukan dalam organisme sitoplasma ini. Ribosom menghasilkan protein dan karenanya penting untuk kelangsungan hidup sel-sel ini.

Dalam sel eukariotik, sitoplasma yang jauh lebih kompleks diamati, yang memiliki sistem membran yang kaya. Dalam sel-sel ini, beberapa organel diamati yang bekerja bersama untuk memastikan kelangsungan hidup unit fungsional ini, seperti retikulum endoplasma, ribosom, kompleks golgiense, lisosom, peroksisom, mitokondria, kloroplas, dan vakuola.

Selain organel, kehadiran sitoskeleton diamati, yang dibentuk oleh protein dan menjamin dukungan dan pergerakan beberapa sel. Di antara gerakan sel, kita dapat menyoroti gerakan ameboid, yang dilakukan oleh beberapa sel pertahanan, dan cyclosis, yang merupakan arus sitoplasma yang diamati pada beberapa sel tanaman.

Menurut viskositasnya, sitoplasma umumnya dibagi menjadi dua bagian. Wilayah terluar disebut ektoplasma dan memiliki viskositas yang lebih tinggi. Bagian terdalam disebut endoplasma dan lebih cair.

Apa itu

Sitoplasma adalah zat semi-kental dan semitransparan antara membran plasma dan selaput nukleus. Semua bahan yang diselimuti membran sel adalah protoplasma. Sitoplasma adalah bagian berair utama dari sisa protoplasma adalah nukleoplasma. Kadang-kadang juga digambarkan sebagai konten non-inti dari protoplasma.

Istilah sitoplasma diperkenalkan oleh Rudolf von Kölliker pertama kali pada tahun 1863, dan itu berarti zat sel dan organel di luar nukleus

Semua organel sel eukariotik, seperti nukleus (pusat kendali sel), retikulum endoplasma (jaringan saluran dalam sel), mitokondria (pembangkit tenaga sel), dll., Terletak di sitoplasma.

Sitoplasma Tumbuhan

Sementara semua sel memiliki sitoplasma, sel-sel dari kelompok biologis yang berbeda dapat berbeda secara substansial dalam karakteristik sitoplasma mereka. Dalam sel-sel hewan, sitoplasma menempati sekitar setengah volume sel, sedangkan dalam sel tumbuhan membutuhkan lebih sedikit ruang karena adanya vakuola.

Komposisi Sitoplasma

  • Sitoplasma mengandung air di mana molekul organik (protein, karbohidrat, lipid, dll) dan garam anorganik larut.
  • Sol larut dan komposisi seperti gel semipadat: Komponen sitoplasma dapat menjadikan sitoplasma sebagai sol atau zat seperti gel. Larutan koloid dari berbagai garam dan molekul dalam sitoplasma membentuk cairan seperti komposisi (Sol) yang larut tetapi beberapa kali jaringan komponen yang terintegrasi membentuk massa padat (Gel), yang komposisinya seperti agar-agar.
  • Komponen sitoplasmik mirip kaca padat: Ini dapat hadir dalam sel yang tidak aktif dan terbentuk dengan membekukan struktur subselular di tempatnya, mencegah kerusakannya. Ini memungkinkan difusi protein dan metabolit yang sangat kecil, membantu pertumbuhan kembali sel setelah kebangkitan sel dari dormansi.

Komponen sitoplasma yang dekat dengan membran sel ‘kaku’ sedangkan daerah sel interior menyerupai cairan yang mengalir bebas. Perubahan-perubahan dalam sitoplasma ini mungkin disebabkan oleh proses metabolisme di dalam sel dan membantu dalam menjalankan fungsi-fungsi tertentu.

Struktur Sitoplasma

Struktur sitoplasma dapat dibagi menjadi tiga komponen.

  • Sitoskeleton dan protein motorik terkait
  • Organel dengan kompleks multi-protein besar lainnya
  • Zat terlarut dan inklusi sitoplasma

Sitoskeleton dan Protein Motor

Tiga jenis utama serat sitoskeleton hadir dalam sitoplasma. Ini termasuk mikrotubulus, filamen aktin, dan filamen intermediata. Ini tidak hanya memberikan bentuk pada sel tetapi juga membantu dalam siklosis, pembelahan sel, pembentukan silia, dll.

  • Filamen atau mikrofilamen aktin: Lebarnya 7 nm dan terdiri dari polimer untaian ganda F-aktin. Mikrofilamen terlibat dalam merespons molekul sinyal dari lingkungan ekstraseluler dan menghasilkan respons seluler oleh kemotaksis.
  • Mikrotubulus adalah polimer tubulin α dan β, yang membentuk tabung hampa oleh asosiasi 13 protofilamen. Setiap protofilamen dibentuk oleh molekul tubulin α dan β bergantian. Sebuah mikrotubulus memiliki diameter dalam 12 nm dan diameter luar 24 nm. Mikrotubulus juga mengambil bagian dalam transpor sitoplasma, pemisahan kromosom dan dalam pembentukan struktur seperti silia dan flagela untuk pergerakan sel.
  • Filamen menengah berukuran sedang dibandingkan dengan dua lainnya dan dibentuk oleh sekelompok protein. Mereka membantu sel untuk bersama-sama membentuk jaringan dan jangkar sel ke matriks ekstraseluler.

Kompleks Organel dan Protein

Sel eukariotik seringkali memiliki banyak organel yang membentuk kompartemen dalam sitoplasma untuk lingkungan mikro tertentu.

Contoh organel dalam sitoplasma:

  • Lisosom terdiri dari sejumlah enzim hidrolase dalam lingkungan asam untuk aktivitas enzimatik yang lebih baik.
  • Mitokondria (memiliki DNA sendiri) membutuhkan banyak enzim yang disintesis dalam sitosol. Enzim-enzim ini secara selektif dipindahkan ke organel ini.
  • Selain sitoplasma ini juga mengandung beberapa organel lain seperti retikulum Endoplasma, vakuola, aparatus Golgi, Peroksisom, Centriol, Plastid, dll yang memiliki fungsi spesifik di dalam sel.

Kompleks multi-protein:

Sitoplasma juga bertindak sebagai inang bagi kompleks multi-protein seperti proteasome dan ribosom.

Ribosom adalah struktur kompleks besar RNA dan protein yang berfungsi dalam menerjemahkan kode mRNA menjadi protein spesifik.

Proteasom adalah struktur molekul raksasa yang mengandung enzim peptidase yang ada di sitoplasma dan nukleus. Ini penting untuk pemecahan protein yang tidak berguna bagi sel.

Inklusi sitoplasma

Ini termasuk kristal kecil protein, pigmen, karbohidrat, lemak, dll yang ada dalam sel.

Contoh Inklusi sitoplasma:

  • Jaringan adiposa, mengandung lemak trigliserida dalam bentuk tetesan yang digunakan untuk membuat membran sel dan sebagai penyimpan energi yang sangat baik. Lipid dapat menghasilkan molekul ATP dua kali lebih banyak per gram bila dibandingkan dengan karbohidrat. Struktur sel eukariotik dengan sitosol dan inklusi
  • Glikogen juga hadir sebagai inklusi sitoplasma dalam sel terutama sel otot rangka dan jantung di mana mungkin ada peningkatan permintaan glukosa secara tiba-tiba.
  • Glikogen dengan cepat memecah menjadi molekul glukosa yang menjalani respirasi seluler untuk melepaskan energi.
  • Kristal juga merupakan inklusi sitoplasma penting yang ditemukan di banyak sel seperti di dalam sel telinga bagian dalam (untuk menjaga keseimbangan). Dalam sel testis, kristal jika ada dapat menyebabkan morbiditas dan infertilitas.
  • Akhirnya, dalam sitoplasma, pigmen seperti melanin, yang menyebabkan pigmentasi pada sel-sel kulit, juga ada. Pigmen ini melindungi struktur tubuh internal dan sel-sel dari efek berbahaya dari radiasi UV. Pigmen juga ada di iris di sekitar pupil mata.

Semua komponen sitoplasma ini menjadikan sitoplasma sebagai wilayah dinamis yang membantu sel menyelesaikan aktivitas metabolismenya secara keseluruhan.

Fungsi sitoplasma

Selain berfungsi sebagai sarana reaksi metabolisme vital (glikolisis anaerob dan sintesis protein), sitoplasma adalah tempat mitokondria dan sitoskeleton berada, menjaga konsistensi dan bentuk sel. Sitoplasma juga merupakan tempat penyimpanan bahan kimia yang penting bagi kehidupan.

Enzim lisosom diproduksi di retikulum endoplasma granular, diteruskan ke kompleks Golgi, di mana mereka “dikemas” dan dilepaskan sebagai vesikel (lisosom primer). Ketika sebuah partikel makanan ditelan oleh endositosis, suatu vakuola makanan terbentuk, dan satu atau lebih lisosom melebur dalam fagosom, menuangkan enzim pencernaan ke dalamnya. Dengan demikian vakuola pencernaan terbentuk, dan molekul-molekul dari pencernaan berfusi di sitoplasma. Vakuola yang diisi residu disebut vakuola residu.

Sitoplasma juga penting untuk fungsi berikut:

  • Sitoplasma adalah situs utama untuk sebagian besar reaksi biokimia dan metabolisme sel. Misalnya Glikolisis. Glikolisis dalam sitoplasma. Glikolisis dalam sitoplasma
  • Terjemahan mRNA ke dalam rantai protein polipeptida pada ribosom sebagian besar terjadi di sitoplasma. Beberapa di antaranya terjadi pada ribosom bebas yang tergantung di sitosol dan sisanya terjadi pada ribosom yang bergabung pada retikulum endoplasma.
  • Sitoplasma mengandung monomer untuk menghasilkan serat sitoskeletal yang membantu sel dalam mempertahankan bentuknya, menyediakan tempat penyimpanan ke organel, dll. Misalnya, neuron dengan akson panjangnya memerlukan filamen menengah, mikrotubulus, dan filamen aktin untuk memberi mereka bentuk dan kerangka kerja yang kaku.
  • Untuk ditransmisikan impuls saraf ke sel berikutnya.
  • Selain itu, beberapa sel epitel mungkin mengandung silia kecil atau flagela yang menghilangkan partikel asing atau memindahkan sel melalui aktivitas terkoordinasi penonjolan sitoplasma yang dibentuk oleh sitoskeleton.
  • Sitoplasma menyediakan lokasi spesifik untuk organel yang berbeda. Sebagai contoh, nukleus biasanya ada di tengah sel, dengan sentroson di dekatnya. Jaringan luas retikulum endoplasma dan jaringan Golgi ditempatkan dekat dengan nukleus, untuk kerja terkoordinasi mereka dengan nukleus.
  • Aliran komponen sitoplasma terlibat dalam banyak fungsi seluler yang melibatkan permeabilitas membran sitoplasma. Contoh dari fungsi tersebut adalah pensinyalan sel.
  • Ini menyediakan ruang untuk berfungsinya organel sel.

Komponen sitoplasma

Sitoplasma terdiri dari bagian cairan, yang disebut sitosol; partikel yang tidak larut, disebut inklusi; dan struktur yang dibatasi membran, secara kolektif dikenal sebagai organel, yaitu badan Golgi, mitokondria, ribosom, sentriol, nukleus, retikulum endoplasma kasar dan halus.

Sitosol

Sitosol adalah bagian dari sitoplasma yang tidak terkandung di dalam membran. Sitosol menempati sekitar 70% dari volume sel dan terdiri dari air, garam, dan molekul organik. Sitosol adalah campuran kompleks dari filamen sitoskeleton, molekul terlarut dan air yang mengisi sebagian besar volume sel. Sitosol juga mengandung filamen protein yang membentuk sitoskeleton, serta protein terlarut dan struktur kecil, seperti ribosom, proteasom, dan kompleks kubah misterius. Bagian dalam, granular, dan lebih banyak cairan dari sitoplasma disebut sebagai endoplasma.

Inklusi

Inklusi adalah partikel zat tak larut yang tersuspensi dalam sitosol. Ada berbagai macam inklusi dalam berbagai jenis sel mulai dari kristal kalsium oksalat dan silikon dioksida dalam sel tumbuhan, hingga butiran bahan penyimpanan energi, seperti pati glikogen , atau Polihidroksibutirat. Contoh yang sangat luas adalah tetesan lipid, tetesan bola yang tersusun atas lipid dan protein ini digunakan pada prokariota dan eukariota, sebagai cara menyimpan lipid, seperti asam lemak dan sterol. Tetesan lipid membentuk sebagian besar volume adiposit, yang merupakan sel yang berspesialisasi dalam menyimpan lipid dan ditemukan dalam berbagai jenis sel lainnya.

Organel

Organel adalah “organ kecil” yang bertanggung jawab atas beberapa pekerjaan untuk mempertahankan kehidupan sel. Sitoskeleton, centrioles, dan ribosom adalah contoh organel. Sebagian besar organel dikelilingi oleh membran yang komposisinya mirip dengan membran sitoplasma.

Kontroversi dan penelitian

Sitoplasma, mitokondria, dan sebagian besar organel merupakan kontribusi bagi sel gamet ibu. Ada sedikit penelitian dan pemahaman tentang pewarisan sitoplasma / warisan ibu dan DNA mitokondria dalam kaitannya dengan inti sel dan DNA genom. Secara historis, ada kelalaian dalam meneliti apa yang disebut sebagai feminin. Sitoplasma adalah organel yang telah ditandai sebagai laki-laki. Berlawanan dengan informasi yang lebih tua yang mengabaikan anggapan bahwa sitoplasma aktif, penelitian baru menunjukkan bahwa ia mengendalikan pergerakan dan aliran nutrisi di dalam dan di luar sel oleh “perilaku viscoplastic dan … ukuran tingkat timbal balik dari dalam dari jaringan sitoplasma “.



Leave a Reply