Sitoskeleton (Artikel Lengkap)

Sitoskeleton adalah sebuah kerangka yang terkandung di dalam sitoplasma sel. Sitoskeleton ada dalam semua sel. Awalnya banyak yang menganggap bahwa sitoskeleton hanya terdapat di dalam sel eukariotik, tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa sitoskeleton juga terdapat di dalam sel prokariotik. Sitoskeleton berupa jaring berkas-berkas protein. Dengan adanya sitoskeleton, sel dapat memiliki bentuk yang kokoh, berubah bentuk, mampu mengatur posisi organel, berenang, serta merayap di permukaan.

1. Sitoskeleton pada Sel Eukariota

Sel-sel eukariota mengandung tiga jenis filamen sitoskeleton, yaitu mikrotubulus, filamen intermediat, dan mikrofilamen. Ketiga filamen ini terhubung satu sama lain dan saling berkoordinasi. Sitoskeleton memberikan struktur dan bentuk pada sel, dan oleh makromolekul dari beberapa sitosol yang menambah tingkat berkumpulnya makromolekul di dalam kompartemen. Unsur-unsur sitoskeletal berinteraksi erat dengan membran seluler. Sejumlah kecil molekul obat-obatan sitoskeletal telah berinteraksi dengan aktivitas mikrotubulus. Senyawa ini telah terbukti berguna dalam mempelajari sitoskeleton dan mengaplikasikannya secara klinis.

1.1. Mikrofilamen (Filamen Aktin)

struktur mikrofilamenMikrofilamen adalah filamen tertipis dari sitoskeleton. Mikrofilamen  berbentuk tongkat solid yang terbuat dari protein globular yang disebut dengan actin, oleh karena itu mikrofilamen sering disebut juga filament aktin. Aktin berfungsi membentuk permukaan sel. Filament aktin seringkali dijumpai sebagai jaring-jaring trimata yang kaku. Hal ini disebabkan karena filament aktin sangat terikat dengan protein pengikat silang (“cross-linking”). Struktur mikrovili dikendalikan oleh rho untuk kontraksi filamen akto-miosin. Beberapa jenis bakteri juga mampu bergerak dengan filamen aktin seperti Listriea monocytogenes yang menyebar dari sel ke sel dengan menginduksi penyusunan filamen aktin pada sitosol sel inang.

Mikrofilamen bersifat fleksibel, filamen aktin biasanya berbentuk jaring atau gel. Mikrofilamen seperti mikrotubulus tetapi lebih lembut dan banyak ditemukan di dalam sel eukariotik. Mikrofilamen terdiri dari polimer linear dari subunit mikrovili yang menghasilkan kekuatan dengan perpanjangan di salah satu ujung filamen digabungkan dengan penyusutan di bagian lain, yang menyebabkan perpindahan untai intervensi. Mikrofilamen juga sebagai jalur untuk gerakan molekul miosin yang menempel di mikrofilamen dan “berjalan” di bagiannya.

Mikrofilamen mempunyai beberapa fungsi, yaitu :

  1. Menahan tegangan (gaya tarik).
  2. Mempertahankan bentuk sel.
  3. Berperan dalam perubahan bentuk sel kontraksi otot.
  4. Mikrofilamen biasanya membentuk jaringan sub membran plasma untuk mendukung  bentuk sel.
  5. Kontraksi otot (filamen aktin bergantian dengan serat yang lebih tebal dari myosin, membentuk protein motor, dalam jaringan otot).
  6. Siklosis (pergerakan komponen sitoplasma di dalam sel).
  7. Pergerakan ‘amuboid’ dan fagositosis.
  8. Bertanggung jawab untuk pemutusan galur pada sitokinesis He

1.2. Mikrotubulus

struktur mikrotubulusMikrotubulus berbentuk silinder berongga yang berdiameter sekitar 23 nm dan disusun oleh mikrotubulin. Mikrotubulus terdiri dari 13 protofilamen, alfa tubulin, dan beta tubulin. Kedua protein tersebut diperkirakan berat molekulnya kira-kira 54.000 dalton yang mempunyai hubungan dengan struktur dan urutan asam amino yang kiranya berasal dari leluhur protein pada awal periode evolusi. Mikrotubulus bersifat lebih kokoh dari aktin. Mikrotubulus memiliki perilaku yang sangat dinamis, yaitu mengikat GTP untuk melakukan polimerisasi. Mikrotubulus sering digerakkan oleh sentrosom.

Mikrotubulus memiliki dua ujung: ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubulus, dan ujung positif yang berada di dekat membran sel. Dalam sembilan set triplet (berbentuk bintang), mikrotubulus membentuk sentriol, silia, dan flagela. Pembentukan tersebut sering disebut sebagai rangkaian “9 + 2”, dimana setiap doublet terhubung satu sama lain oleh protein dynein. Flagela dan silia dianggap sebagai bagian dari sitoskeleton.

Mikrotubulus berfungsi sebagai:

  1. Memberi bentuk dan mendukung sel
  2. Transportasi intraseluler (terhubung dengan dyneins dan kinesins, mereka mengangkut organel seperti mitokondria dan vesikel)
  3. Sebagai jalur yang dapat digunakan organel yang dilengkapi dengan molekul motor untuk dapat bergerak
  4. Mengatur posisi organel di dalam sel. Organel dapat meluncur di sepanjang mikrotubulus untuk mencapai posisi yang berbeda di dalam sel, terutama saat pembelahan sel.
  5. Pergerakan kromosom dalam pembelahan sel
  6. Mitosis spindle
  7. Tempat pembentukan sentriol, flagella, dan silia
  8. Mensintesis dinding sel pada tumbuhan
  9. Migrasi vakuola endositosis

1.3. Filamen Intermediat (Filamen Menengah)

struktur filamen intermediatFilamen ini rata-rata berdiameter 10 nm, berbentuk serat mirip tali, dan lebih stabil (sangat terikat) daripada mikrovili. Filamen ini hanya terdapat di dalam sel hewan dan berlokasi di sitoplasma dan inti sel. Seperti aktivitas filamen lainnya, filamen intermediat berfungsi untuk menjaga bentuk sel. Filamen menengah mengatuf struktur internal sel, penahan organel, dan sebagai komponen struktur lamina nuklir dan sarkomer. Filamen intermediet memberi kekuatan mekanis pada sel sehingga sel tahan terhadap tekanan dan peregangan yang terjadi pada dinding sel. Filamen ini juga memberi kekuatan pada dinding sel.

Pembentukan filamen intermediet didasarkan pada polimerisasi filamen. Dua monomer filamen bergabung membentuk struktur coil. Dimer ini akan bergabung dengan dimer lainnya membentuk tetramer, tetapi posisinya saling tidak paralel. Ketidakparalelan ini membuat tetramer dapat berasosiasi dengan tetramer lain (mirip struktur penyusunan batu bata). Pada akhirnya, tetramer-tetramer bergabung membentuk sebuah array heliks.

1.4. Sitoskeleton pada DInding Sel Tanaman

Dinding sel tanaman adalah matriks ekstraseluler yang kokoh. Dinding sel ini terdiri atas mikrofibrilis dalam banyak matriks polisakarida (sebagian besar pektin dan hemiselusosa) dan glikoprotein yang saling silang. Pada bagian korteks dari dinding sel, ada array mikrotubulus yang menentukan posisi mikrofibrilis. Penyusunan mikrofibrilis ini menentukan arah perkembangan dinding sel, bentuk akhir sel, serta pola pembelahan sel. Dalam susunannya pada dinding sel, mikrofibrilis selulosa saling silang dalam jaringan yang diikat oleh hemiselusosa. Jaringan ini saling ekstensif dengan jaringan polisakarida pektin. Jaringan selulosa-hemiselulosa memberi kekuatan tegangan sementara jaringan pektin melawan kompresi. Pada dinding sel utama, jumlah ketiganya secara kasar sama, tetapi lamela tengah memiliki lebih banyak pektin untuk merekatkan sel yang berdekatan.

2. Sitoskeleton pada Sel Prokariota

Awalnya, sitoskeleton dianggap hanya terdapat di dalam sel eukariotik, tetapi baru-baru ini telah ditemukan protein utama dari sitoskeleton di dalam sel prokariota. Meskipun sedikit berbeda, namun mereka memiliki kesamaan yaitu struktur dan fungsi dalam mempertahankan bentuk sel. Namun, beberapa struktur di sitoskeleton pada bakteri mungkin belum diidentifikasi.

2.1. FtsZ

FtsZ adalah protein pertama sitoskeleton prokariotik yang telah diidentifikasi. Seperti tubulin, FtsZ berbentuk filamen, tetapi filamen ini tidak termasuk dalam kelompok tubulus. Selama pembelahan sel, FtsZ adalah protein pertama yang pindah ke masing-masing bagian, dan kemudian mengantar protein lain yang mensintesis dinding sel antara sel-sel pembagi.

2.2. MreB dan ParM

Protein prokariotik, seperti MreB, terlibat dalam pemeliharaan bentuk sel. Semua bakteri yang berbentuk non bulat memiliki gen untuk mengkode aktin seperti protein, dan protein ini membentuk jaringan heliks di bawah membran sel yang terlibat dalam biosintesis protein.

Beberapa plasmida menyandikan sistem partisi yang melibatkan aktivitas proten ParM. Filamen ParM menunjukkan ketidakstabilan dinamis, dan mungkin partisi plasmid DNA ke dalam sel pemisah oleh mekanisme yang mirip seperti yang digunakan oleh mikrotubulus selama proses mitosis pada sel eukariotik.

2.3. Kresentin

Bakteri Caulobacter crescentus mengandung protein ke-3 yaitu kresentin (crescentin), yang berhubungan dengan filamen antara sel-sel eukariotik lainnya. Kresentin juga terlibat dalam mempertahankan bentuk sel, seperti heliks dan bentuk vibrioid bakteri, tetapi mekanismenya belum jelas sampai saat ini.

3. Fungsi Sitoskeleton

Ketiga komponen sitoskeleton, yaitu filamen mikro, tubulus mikro dan filamen intermediet yang sebelumnya dibahas secara terpisah, pada kenyataannya di dalam sel fungsional (hidup) saling berinteraksi dan bekerja sama membangun bentuk dan menyokong berbagai aktifitas sel. Salah satunya adalah Pengenalan antar sel dan adhesi. Sitoskeleton memiliki beberapa fungsi, yaitu:

  1. Mengatur distribusi dan tingkah laku dinamis dari filamen.
  2. Memberikan kekuatan mekanik pada sel.
  3. Sitoskeleton menjaga bentuk sel (binatang) dengan desain arsitekturalnya dan sebagai tempat berlabuh bagi organela di dalam sitosol.
  4. Menjadi kerangka sel.
  5. Sitoskeleton bertanggung jawab dalam motilitas di dalam sel, seperti kontraksi otot dan siklosis, pergerakan internal dari sitoplasma.
  6. Membantu gerakan substansi dari satu bagian sel ke bagian yang lain.
  7. Selama siklosis, organela dipindahkan di sepanjang saluran sitoskeletal di dalam sitosol.
  8. Sitoskeleton bertanggung jawab untuk pergerakan sel dan pergerakan eksternal seperti pergerakan amuboid dari sel darah putih dan migrasi sel selama perkembangan.
  9. Sitoskeleton juga berperan dalam pembelahan sel

Sumber:

Judul

Alamat

1. Cytoskeleton http://en.wikipedia.org/wiki/Cytoskeleton
2. Sitoskeleton http://id.wikipedia.org/wiki/Sitoskeleton
3. STRUKTUR DAN FUNGSI SITOSKELETON http://oryza-sativa135rsh.blogspot.com/2010/05/struktur-dan-fungsi-sitoskeleton.html
4. Struktur dan Fungsi Sitoskeleton - Gambar http://anakyangsopan.blogspot.com/2012/11/struktur-dan-fungsi-sitoskeleton-gambar.html
5. Sitoskeleton: pengertian, struktur, dan fungsi http://gede-prad.blogspot.com/2012/08/sitoskeleton-pengertian-struktur-dan.html
6. SISTEM SITOSKELETON http://achamad.staff.ipb.ac.id/2011/11/23/sistem-sitoskeleton/
Semoga bermanfaat, Tetap Semangat! | Materi Pelajaran

2 comments:

Subscribe to: Post Comments (Atom)