8:46 PM
Esan pedia
SITOPLASMA
Tujuan Intruksional
1. Umum
Setelah menyelesaikan kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan tentang Sitoplasma
2. Khusus
Setelah mengikuti materi kuliah ini, mahasiswa mampu :
2.1. Menjelaskan karakteristik sitoplasma
2.2. Menjelaskan fungsi sitoplasma
Sitoplasma terdapat dibawah membran plasma, sitoplasma terdiri dari :
a. Maktrik sitoplasma
Yaitu suatu cairan berbentuk koloid, tidak berbentuk (amorphous), transculent, homogenous.
Adapun nama lain dari maktik sitoplasma adalah ground sitoplasma, fundamental sitoplasma, hyaloplasma dan kinoplasma. Komponen penyusun matrik sitoplasma terdiri dari berbagai molekul inorganik seperti air, garam2 yaitu Na, K, dan lainnya dan juga berbagai senyawa organik seperti karbohidrat, lipid, protein, nukleoprotein, asam nukleat yaitu DNA dan RNA, dan berbagai enzim. Bagian peripher maktrik sitoplasma adalah non granular, kental, jernih dan kaku, disebut plasma gel, cortex atau ectoplasma.. Bagian sebelah dalam (inner) dari maktrik granular tidak begitu kental disebut endoplasma. b . Struktur sitoplasma Pada maktrik sitoplasma ditemukan struktur hidup dan tidak hidup, struktur tidak hidup disebut sebagai paraplasma, deutoplasama atau inclusion, sedangkan struktur hidup yang ada pada sitoplasma biasanya dibungkus membran dan disebut sebagai organoid atau organel. 1. Inclusion,yaitu merupakan bagian yang tidak hidup termasuk disini makanan cadangan dan sekret (secretory substance) misalnya butir minyak, granula, pigmen, butiran sekret. 2. Organoid atau organel yang merupakan struktur hidup yang terdapat pada sitoplasma mempunyai peranan sangat penting dalam berbagai aktivitas metabolisme seperti respirasi, biosintesa, transportasi, penunjang/support, cadangan, dan reproduksi. Pada sitoplasama terdapat organel sitoplasma yang penting seperti endoplasmik retikulum, mitokondria, mikrotubul, sentrosome, basal granula, silia, flagela, , komplek golgi komplek, lisosomes, vacuola, ribosome, mikrobodi dan plastida. Organel yang ada dalam sitoplasma tersebut mempunyai peran penting pada berbagai aktivitas metabolisme seperti. respirasi, biosintesa, transportasi, support dan reproduksi Gambar 57. Sitoplasma pada sel hewan dan tumbuhan (http://www.fairfield.k12.ct.us/tomlinson/ctomlinson03/CellProject04/Per5/5AH/Cytoplasm.gif) (http://sun.menloschool.org/~birchler/cells/plants/cytoplasm/p-cell.jpg) Berdasarkan sifatnya ada beberapa teori yang dikemukakan tentang struktur maktrik sitoplasma. 1 Reticulate, menyatakan bahwa maktrik sitoplasma terdiri dari serat – serat reticulum. 2.Alveolar, maktrik terdiri dari sejumlah alveoli yang berbentuk droplet. 3.Granular, maktrik terdiri dari butirr2an atau granul yang berukuran besar dan kecil. 4 Fibrilar, maktrik terdiri dari sejumlah fibril. 5 Koloid, maktrik sitoplasma merupakan true solution yang dikenal sebagai koloid Diantara teori yang diajukan tentang struktur maktrik dari sitoplasma teori koloid merupakan teori yang dapat diterima karena sebagian dari maktrik sitoplasama adalah true solution dan sebagian lagi merupakan zat –zat terlarut ( solut ). Solution terdiri dari pelarut (solvent ) dan yang terlarut (solute). Berfungsi sebagai solution disini adalah air, dan solut adalah terdiri dari butiran yang terlarut seperti karbohidrat, asam amino, unsur elektrolit, vitamin , hormon, enzim dan lainnya. Sistem koloid merupakan suatus istem dimana ukuran dari partikel yang terlarut berkisar antara 1/ 1.000.000 – 1/10.000 mm. Sistem koloid ini terdiri dari dua fase yaitu fase liquid dan fase dispersal. Fase reversal merupakan fase dimana maktrik berada pada suatu keadaan semisolid yang disebut sebagai fase gel. Selanjutnya ada fase sol yaitu suatu keadaan dimana maktrik berada pada keadaan cair atau liquid. Pada fase gel ada ikatan antara unsur yang ada seperti ada ikatan antara C- H, H-H, C- N dan lainnya. Stabilitas dari fase gel tergantung pada kekuatan unsur dan kondisi metabolisme pada matrik pada saat tersebut dalam hal ini bisa menyebabakan terjadinya assosiasi atau disosiasi. Selain itu stabilitas fase adalah aktifitas sangat dipengaruhi kondisi fisiolgis, dalam hal ini kedua faktor tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan dari fase solution menjadi fase gel ataupun sebaliknya fase gel menjadi fase sol. Komposisi kimia maktrik sitoplasma terdiri dari : Komponen utama yaitu oksigen yaitu 62%, unsur C 20%, hidrogen 10% dan nitrogen 3 %. Trace elemen yaitu unsur Ca 2.5 %, Phosfor 1.14%, Cl 0.16%, dan kalium 0.11%, Na 0.10 %, Mg 0.07% , yodium dalam jumlah yang sangat sedikit dan Fe 0.10 %. Ultra stuktur elemen terdiri dari Cu, Co, Mn, Mo, boron dan silikon (Si) dan unsur ini berfungsi sebagai ko-enzim dalam berbagai reaksi kimia yang terjadi. Pada maktrik sitoplasma dijumpai sejumlah senyawa baik senyawa inorganik ataupun senyawa organik. Senyawa inorganik yang ada ditemukan dalam bentuk unsur dan telah disebutkan sebelumnya dan dalam hal ini air yang merupakan salah satu dari senyawa inorganik akan dibahas sedikit lebih rinci terutama tentang fungsi dan pengelompokannya. Pada sitoplasma air merupakan bagian yang terbesar dari senyawa inorganik yang ada yaitu 65 hingga 80 %. Pada maktrik air ditemukan dalam dua bentuk yaitu dalam bentuk bebas dan dalam bentuk terikat. Dari jumlah air yang ada pada maktrik 95 % nya merupakan pelarut bagi substansi inorganik dan senyawa organik yang ada dalam maktrik sitoplasma dan air ini disebut sebagai air bebas atau free water. Sisanya yaitu 5 % air yang ada pada sel ber-ikatan dengan molekul protein oleh ikatan hidrogen atau lainnya dan air ini disebut sebagai air yang terikat. Kandungan air pada maktrik seluler suatu organisme secara langsung tergantung pada usia, habitat dan aktifitas metabolisme. Seperti sel-sel embrio memiliki kandungan air yang tinggi yaitu 90- 95 % dan jumlah ini akan berkurang secara bertahap hingga mencapai pendewasaan. Sel hewan tingkat rendah persentasenya air selnya lebih tinggi dibanding dengan sel hewan yang hidup didarat. Persentase kandungan air pada matrik sitoplasma bervariasi untuk tiap-tiap sel dan juga tergantung pada kecepatan aktifitas metabolismenya. Fungsi air pada maktrik sitoplasma 1. Merupakan pelarut biologi pada substansi inorganik seperti ion- ion mineral, garam-garam dan lainnya dan pada substansi organik seperti karbohidrat dan protein 2. Air membentuk medium dispersi yang baik bagi sistem koloid yang ada pada maktrik sitoplasma. 3. Air memiliki suhu khusus panas yang tinggi untuk evaforasi dan panas yang tinggi untuk fusi dan juga berperan menjaga kondisi yang ada dari perubahan temperatur yang drastis dengan demikian air berperan dalam stabilisasi suhu dan temperatur sel selalu konstan. 4. Pada sel air dapat berperan sebagai media transpor bagi makanan, sisa nitrogen dan substansi yang diperlukan lainnya. 5. Air transparan terhadap cahaya dan menguntungkan terhadap organel fotosintetik Senyawa organik yang ditemukan pada maktrik Kelompok senyawa organik seperti karbohidrat, lemak dan protein yang ditemukan pada matrik sitoplasma adalah dalam bentuk monomer, oligomer dan polimer. Oligomer terdiri dari sejumlah kecil monomer dan polimer terdiri dari sejumlah besar monomer. Bila yang menyusun polimer adalah monomer yang sama disebut homopolimer dan bila merupakan terdiri dari monomer yang berbeda disebut heteropolimer. Karbohidrat. Karbohidrat merupakan senyawa yang terdiri dari unsur C, H dan O, dan berfungsi sebagai sumber energi utama bagi aktivitas hidup organisme. Tanaman merupakan organisme yang mampu mensintesa sendiri karbohidrat, hewan, tanaman non green plant, termasuk manusia sangat tergantung tanaman yang mampu mensintesa karbohidrat tersebut. Secara umum karbohidrat yang terdapat pada maktrik sitoplasma adalah dalam bentuk kelompok monosakarida (monomer), oligosakarida (oligomer), polisakarida ( polimer). Termasuk monomer antara lain triose yaitu terdiri dari tiga atom C,misalnya gliseraldehid dan dihidroksi aseton. Tetrose merupakan monomer terdiri dari empat C contohnya eritroluse, kelompok pentose yang mempunyai lima atom C contohnya adalah ribosa, deoksi-ribosa, arabinosa dan silosa. Heksosa mengandung enam atom C contohnya adalah glukosa, fuktosa dan galaktosa. Oligosakarida umumnya terdiri dari 2 hingga 10 monomer, termasuk disini adalah disakarida contohnya sukrosa, maltosa dan laktosa, trisakarida misalnya rafinosa, rabinosa, tetrasakarida terdiri empat monomer dan pentasakarida terdiri dari lima monomer. Polisakarida merupakan kelompok karbohidrat yang tersusun dari 10 hingga ribuan monosakarida. Polisakarida yang terdiri dari monomer yang sama disebut homopolisakarida.contoh dari homopolisakarida yang penting pada maktrik adalah pati, glikogen dan selulosa. Heteropolisakarida merupakan kelompok polisakarida yang disusun oleh sejumlah monomer yang berbeda termasuk disini adalah heteropolisakarida yang netral contohnya asetilglukosamin. Pada sel hewan asetilglukosamin yang penting adalah kitin. Acidic heteropolisakarida, merupakan heteropolisakarida yang mengandung berbagai monosakarida dan sulfur atau asam lainnya, contoh pada maktrik sel hewan adalah hyuluronic acid, chondroitin dan heparin.hyuluronic acid berperan sebagai bahan perekat dari jaringan konektif sepeti pada kulit,jaringan kenektif. Heparin adalah suatu anti coagulant yang ditemukan pada paru, liver dan darah. Mucoprotein dan glicoprotein adalah gabungan dari asetilglukosamin, monosakarida dan protein ditemukan pada saliva, mucin gastric, serum dan albumin. Lipid Kepentingan utamanya adalah sebagai sumber energi dan juga merupakan bahan yang penting dalam pembentukan membran sel,hormon dan vitamin. Terdiri dari dari dua bentuk yaitu simple dan compound lipid. Simpel lipid merupakan lemak sederhana yang merupakan gabungan dari tiga asam lemak dan gliserol, pada maktrik sel dapat ditemukan simpel lipid seperti natural fat. Pada tanaman atau pada sel hewan simpel lipid berada dalam bentuk substansi cadangan makanan. Simpel lipid lainnya adalah wax/lilin. Compound lipid merupakan gabungan dari asamlemak dan senyawa lain seperti phosfor, amino dan karbohidrat. Contoh dari compound lipid yang ditemukan pada maktrik sitoplasma dari hewan dan tumbuhan antara lain adalah : 1. Steroid ditemukan pada sel hewan dan berperan sebagai hormon sex, hormon adeno cortical, vitamin D. 2. Phospholipid yang merupakan komponen utama dari unit membran sel. 3. Sphingolipid merupakan compound lipid yang umum ditemukan pada sel otak. Pada shpingolipid molekul glyserol digantikan oleh sphingolsine atau sphingol 4. Glikolipid juga merupakan compound lipid yang merupakan gabungan dari karbohidrat dan lipid. Matrik sitoplasma mengandung dua bentuk glikolipid yaitu cerebrosida da gangliosida. 5. Lipoprotein pada molekulnya ditemukan lipid dan protein, ditemuka pada darah mamalia yang berasosiasi dengan protein plasma. Pada lipoprotein ditemukan kolesterol, α dan β globulin. 6. Karotenoid merupakan compund lipid merupakan pigmen pada sel hewan atau tanaman. Pada keduanya ditemukan lebih kurang 70 jenis karotenoid. Karotenoid yang penting pada sel adalah α , β dan γ, xanthocyanin, lactoflavin, riboflavin, flavonol, co enzim Q dll. Secara kimia karoenoid adalah porphyrin. Porphyrin bersama metal dan protein membentuk pigmen penting pada sel hewan atau tumbuhan. Pigmen pada sel hewan antara lain adalah haemoglobin, myoglobin dan sitochrom mengandung phorphyrin pada molekulnya. Protein Protein terdiri dari unsur C, H, O dan N. Protein adalah polimer dari asam amino. Asam amino adalah suatu senyawa organik yang mengandung satu atau lebih gugus amin (NH2). Asam amino dapat ditemukan secara bebas pada maktrik sitoplasma. Karena protein merupakan senyawa organik yang sangat penting bagi kehidupan maka protein yang ada termasuk yang terdapat pada maktrik sitoplasama dikelompokkan menjadi dua bentuk yaitu pertama yang disebut sebagai simpel protein. Simpel protein merupakan protein yang hanya terdiri hanya dari asam amino saja misalnya albumin , globulin, histon dan protamin. Kedua disebut sebagai protein yang bekonyugasi yaitu bentuk protein yang bergabung dengan senyawa lainnya diantaranya adalah glikoprotein dan mukoprotein yang terdapat pada musin dan saliva. Lipoprotein mengandung asam amino dan lipid misal pada protein otak dan syaraf. Nukleoprotein adalah merupakan gabungan dari asam amino dan asam nukleat. Protein yang berkonyugasi lainnya adalah metalloprotein yaitu merupakan gabungan dari asamamino dan ion metal contohnya enzim karbonik anhidrase yang mengandung ion Zn. Fungsi protein. Berdasarkan fungsinya ada dua bentuk protein yang dikenal pertama adalah pada struktural dan kedua dalam fungsional. Enzim Protein fungsional dikenal sebagai enzim. Enzim berperan sebagai katalis pada sebagian besar biosintesa dan aktivitas metabolisme dari sel. Sejumlah besar enzim dapat ditemukan pada maktrik sitoplasma contohnya adalah sebagai berikut ; Enzim oksireduktase yaitu enzim yang mengkatalis reaksi oksidasi dan reduktase misalnya reduktase, oksidase, peroksidase dan lainnya. Enzim tranferase, merupakan enzim yang berperan dalam transfer group dari satu molekul ke molekul lainnya. Enzim hidrolase merupakan yang berperan dalam menghidrolisa, enzim lainnya adalah isomerase, ligase dan decarbosilase. Selain enzim yang ada pada maktrik sitoplasma juga ada protein/ enzim yang fungsinya tidak dapat berjalan tanpa adanya molekul lain dan senyawa dikenal sebagai ko-enzim. Enzim yang tidak aktif inidisebut sebagai apoenzim misalnya adalah enzim hidrogenase yang akan aktif bila ada ko enzim NAD atau NADH. Apoenzim dan koenzim yang bergabung disebut holoenzim. Contoh dari beberapa koenzim atau ko faktor adalah NAD (nikotin amida dinukleotida ), NADP (nikotin amida dinukleotida phosphat ), FAD (flavin adenin mononukleotida ), Ubiquinon ( ko enzim Q), Ko enzim A (Co-A) dll. Hormon Merupakan senyawa organik komplek yang penting yang juga terdapat pada maktrik sitoplasma. Hormon ikut dalam mengatur berbagai aktivitas fisiologis dari sel termasuk sintesa m RNA,enzim dan lainnya. Ada beberapa hormon penting yang ditemukan pada maktrik sitoplasma seperti hormon pertumbuhan, estrogen, androgen, insulin, kortison dan lainnya. Hormon ini disintesa pada kelenjar tertentu pada organisme multi seluler dan kemudian ditransportasikan melalui sistem pembuluh darah. Pada serangga adanya hormon ecdison yang menyebabkan terjadinya balbiani ring pada kromosom raksasa dan hormon ini berperan untuk mengontrol moulting dan metamorfosis pada serangga. Asam nukleat. Asam nukleat merupakan senyawa organik komplek yang penting bagi biosintesa senyawa tertentu pada sel dan juga berperan sebagai pembawa informasi genetika dari generasi ke generasi.ada dua bentuk asam nukleat. Diantara dua bentuk asam nukleat yang ada m RNA merupakan asam nukleat yang dapat ditemukan pada maktrik sitoplasma. Sifat-sifat maktrik sitoplsama Matrik sitoplasma adalah substansi yang hidup dari sel dan memiliki sifat tertentu yang sangat dipengaruhi oleh sifat koloidnya beberapa di antaranya adalah: 1. Tyndal efek, terjadi bila ada cahaya kuat yang jatuh pada maktrik melalui sistem koloid pada keaadan gelap yang memperlihatkan partikel yang terlarut tetaptersuspensi dalam sistem koloid tersebut dan membentuk bayangan seperti kerucut yang merupakan reflek terhadap cahaya. 2. Gerak Brown, partikel koloid yang terdispersi pada maktrik selalu mengalami gerak zig zag. Gerakan ini terjadi akibat gerakan molekul air yang mengenai molekul koloid dan menyebabkan gerakan pada molekul tersebut. 3.Siklosis dan pergerakan amuba. Gerakan yang terjadi akibat adanya perubahan fase reversal pada maktrik sitoplasma dan adanya aliran intraselular dan gerakan ini disebut sebagai siklosis. Secara umum gerakan siklosis terjadinya fase sol pada maktrik dan dipengaruhi oleh tekanan hidrostatik, temperatur, pH, viskositas dan lainnya. Gerakan amuba secara langsung tergantung pada siklosis, gerakan ini ditemukan pada protozoa, leukosit dan lainnya. Pada gerakan amuba terjadi perubahan bentuk sel karena adanya proyeksi dari sitoplasma kearah luar yang dikenal sebagai pseudopodia. Evaluasi 1. Jelaskan tentang apa yang dimaksud dengan matriks sitoplasma? 2. Apa yang dimaksud dengan bagian hidup dan bagian yang tidak hidup pada sitoplasma? 3. Apa yang diketahui tentang komponen penyusun matrik sitoplasma SISTEM RONGGA (VAKUOLASI ) PADA SITOPLASMA Ada proses evolusi dari keadaan sederhana menjadi lebih komplek pada sitoplasma sel yaitu dengan terjadinya pemisahan sitoplasma oleh membran interselular menjadi kompartemen (ruang) dan subkompartemen. Fungsi dari sistem ini adalah memperluas permukaan dalam sel. Rongga yang terbentuk karena adanya kompartemen ini disebut sebagai vakuola dan antar vakuola selalu berhubungan dan system dimana ada beberapa organel yang terlibat disebut sebagai sistem vakuolasi pada sitoplasma. Sistem vakuolasi ini tidak ditemukan bakteri, erytrocit ataupun sel embrionik yang belum terdiferensiasi. Secara umum pada sitoplasma dari sel hewan dan tanaman yang memiliki kompartemen dan subkompartemen tersebut membrannya terdiri dua bentuk yaitu yang granular dan yang agranular yang disebabkan ada atau tidaknya penempelan ribosom pada permukaan rongga tersebut. Organel–organel yang termasuk sistem vakuolasi ini adalah : Endoplasmik reticulum, golgi komplek, selaput inti dan vakuola sitoplasmik dan komponen vesikular dari sentrosfer (centrosphere). Fungsi dari sistem vakuolasi secara umum yaitu : 1. Sebagai mekanikal support, exchange atau pertukaran yaitu dalam proses osmosis, difusi antar kompartemen, sirkulasi yaitu keluar masuknya substansi, tempat sintesis dan metabolisme karena berhubungan dengan membrane yang banyak memiliki enzim. 2. Sebagai storage, penyimpan seperti vakuola tang mengandung phenol, flavonol, anthosianin, alkaloid, lemak, gula dan protein. 3. Memiliki kemampuan osmoregulasi, hal ini ditemukan pada organisme uniseluler yaitu vakuolanya mempunyai kemampuan regulasi terhadap tekanan osmotic internal misalnya pada paramecium. Vakuola sitoplasmik : Vakuola ini dapat ditemukan pada tanaman, sel hewan,juga pada protozoa. Fungsi dari vakuola adalah memperluas rendoplasmik retikulum atau golgi komplek. Vakuola pada pada sel hewan dibungkus oleh suatu membran lipoprotein. Fungsi dari vakuola ini adalah sebagai penyimpan ( storage), transmisi dari material dan memelihara tekanan dalam sel. Vakuola pada sel tanaman dibungkus oleh satu lapis membran yang semipermiabel dan disebut sebagai tonoplas. Vakuola sel tanaman mengandung air, phenol, flavonol, anthosian ( pigmen merah dan biru), alkaloid, cadangan ( storage products) seperti gula dan protein Gambar 58. Vakuola pada tanaman (http://www.sbs.utexas.edu/mabrybio211/chapter07/30-SBS1111.jpg) (http://micro.magnet.fsu.edu/cells/plants/images/plantvacuolesfigure1.jpg) Evaluasi 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sistem vakuolasi yang ada pada sitoplasma? 2. Berikan contoh tentang organel yang termasuk dalam sistem vakuolasi ini?
Adapun nama lain dari maktik sitoplasma adalah ground sitoplasma, fundamental sitoplasma, hyaloplasma dan kinoplasma. Komponen penyusun matrik sitoplasma terdiri dari berbagai molekul inorganik seperti air, garam2 yaitu Na, K, dan lainnya dan juga berbagai senyawa organik seperti karbohidrat, lipid, protein, nukleoprotein, asam nukleat yaitu DNA dan RNA, dan berbagai enzim. Bagian peripher maktrik sitoplasma adalah non granular, kental, jernih dan kaku, disebut plasma gel, cortex atau ectoplasma.. Bagian sebelah dalam (inner) dari maktrik granular tidak begitu kental disebut endoplasma. b . Struktur sitoplasma Pada maktrik sitoplasma ditemukan struktur hidup dan tidak hidup, struktur tidak hidup disebut sebagai paraplasma, deutoplasama atau inclusion, sedangkan struktur hidup yang ada pada sitoplasma biasanya dibungkus membran dan disebut sebagai organoid atau organel. 1. Inclusion,yaitu merupakan bagian yang tidak hidup termasuk disini makanan cadangan dan sekret (secretory substance) misalnya butir minyak, granula, pigmen, butiran sekret. 2. Organoid atau organel yang merupakan struktur hidup yang terdapat pada sitoplasma mempunyai peranan sangat penting dalam berbagai aktivitas metabolisme seperti respirasi, biosintesa, transportasi, penunjang/support, cadangan, dan reproduksi. Pada sitoplasama terdapat organel sitoplasma yang penting seperti endoplasmik retikulum, mitokondria, mikrotubul, sentrosome, basal granula, silia, flagela, , komplek golgi komplek, lisosomes, vacuola, ribosome, mikrobodi dan plastida. Organel yang ada dalam sitoplasma tersebut mempunyai peran penting pada berbagai aktivitas metabolisme seperti. respirasi, biosintesa, transportasi, support dan reproduksi Gambar 57. Sitoplasma pada sel hewan dan tumbuhan (http://www.fairfield.k12.ct.us/tomlinson/ctomlinson03/CellProject04/Per5/5AH/Cytoplasm.gif) (http://sun.menloschool.org/~birchler/cells/plants/cytoplasm/p-cell.jpg) Berdasarkan sifatnya ada beberapa teori yang dikemukakan tentang struktur maktrik sitoplasma. 1 Reticulate, menyatakan bahwa maktrik sitoplasma terdiri dari serat – serat reticulum. 2.Alveolar, maktrik terdiri dari sejumlah alveoli yang berbentuk droplet. 3.Granular, maktrik terdiri dari butirr2an atau granul yang berukuran besar dan kecil. 4 Fibrilar, maktrik terdiri dari sejumlah fibril. 5 Koloid, maktrik sitoplasma merupakan true solution yang dikenal sebagai koloid Diantara teori yang diajukan tentang struktur maktrik dari sitoplasma teori koloid merupakan teori yang dapat diterima karena sebagian dari maktrik sitoplasama adalah true solution dan sebagian lagi merupakan zat –zat terlarut ( solut ). Solution terdiri dari pelarut (solvent ) dan yang terlarut (solute). Berfungsi sebagai solution disini adalah air, dan solut adalah terdiri dari butiran yang terlarut seperti karbohidrat, asam amino, unsur elektrolit, vitamin , hormon, enzim dan lainnya. Sistem koloid merupakan suatus istem dimana ukuran dari partikel yang terlarut berkisar antara 1/ 1.000.000 – 1/10.000 mm. Sistem koloid ini terdiri dari dua fase yaitu fase liquid dan fase dispersal. Fase reversal merupakan fase dimana maktrik berada pada suatu keadaan semisolid yang disebut sebagai fase gel. Selanjutnya ada fase sol yaitu suatu keadaan dimana maktrik berada pada keadaan cair atau liquid. Pada fase gel ada ikatan antara unsur yang ada seperti ada ikatan antara C- H, H-H, C- N dan lainnya. Stabilitas dari fase gel tergantung pada kekuatan unsur dan kondisi metabolisme pada matrik pada saat tersebut dalam hal ini bisa menyebabakan terjadinya assosiasi atau disosiasi. Selain itu stabilitas fase adalah aktifitas sangat dipengaruhi kondisi fisiolgis, dalam hal ini kedua faktor tersebut akan menyebabkan terjadinya perubahan dari fase solution menjadi fase gel ataupun sebaliknya fase gel menjadi fase sol. Komposisi kimia maktrik sitoplasma terdiri dari : Komponen utama yaitu oksigen yaitu 62%, unsur C 20%, hidrogen 10% dan nitrogen 3 %. Trace elemen yaitu unsur Ca 2.5 %, Phosfor 1.14%, Cl 0.16%, dan kalium 0.11%, Na 0.10 %, Mg 0.07% , yodium dalam jumlah yang sangat sedikit dan Fe 0.10 %. Ultra stuktur elemen terdiri dari Cu, Co, Mn, Mo, boron dan silikon (Si) dan unsur ini berfungsi sebagai ko-enzim dalam berbagai reaksi kimia yang terjadi. Pada maktrik sitoplasma dijumpai sejumlah senyawa baik senyawa inorganik ataupun senyawa organik. Senyawa inorganik yang ada ditemukan dalam bentuk unsur dan telah disebutkan sebelumnya dan dalam hal ini air yang merupakan salah satu dari senyawa inorganik akan dibahas sedikit lebih rinci terutama tentang fungsi dan pengelompokannya. Pada sitoplasma air merupakan bagian yang terbesar dari senyawa inorganik yang ada yaitu 65 hingga 80 %. Pada maktrik air ditemukan dalam dua bentuk yaitu dalam bentuk bebas dan dalam bentuk terikat. Dari jumlah air yang ada pada maktrik 95 % nya merupakan pelarut bagi substansi inorganik dan senyawa organik yang ada dalam maktrik sitoplasma dan air ini disebut sebagai air bebas atau free water. Sisanya yaitu 5 % air yang ada pada sel ber-ikatan dengan molekul protein oleh ikatan hidrogen atau lainnya dan air ini disebut sebagai air yang terikat. Kandungan air pada maktrik seluler suatu organisme secara langsung tergantung pada usia, habitat dan aktifitas metabolisme. Seperti sel-sel embrio memiliki kandungan air yang tinggi yaitu 90- 95 % dan jumlah ini akan berkurang secara bertahap hingga mencapai pendewasaan. Sel hewan tingkat rendah persentasenya air selnya lebih tinggi dibanding dengan sel hewan yang hidup didarat. Persentase kandungan air pada matrik sitoplasma bervariasi untuk tiap-tiap sel dan juga tergantung pada kecepatan aktifitas metabolismenya. Fungsi air pada maktrik sitoplasma 1. Merupakan pelarut biologi pada substansi inorganik seperti ion- ion mineral, garam-garam dan lainnya dan pada substansi organik seperti karbohidrat dan protein 2. Air membentuk medium dispersi yang baik bagi sistem koloid yang ada pada maktrik sitoplasma. 3. Air memiliki suhu khusus panas yang tinggi untuk evaforasi dan panas yang tinggi untuk fusi dan juga berperan menjaga kondisi yang ada dari perubahan temperatur yang drastis dengan demikian air berperan dalam stabilisasi suhu dan temperatur sel selalu konstan. 4. Pada sel air dapat berperan sebagai media transpor bagi makanan, sisa nitrogen dan substansi yang diperlukan lainnya. 5. Air transparan terhadap cahaya dan menguntungkan terhadap organel fotosintetik Senyawa organik yang ditemukan pada maktrik Kelompok senyawa organik seperti karbohidrat, lemak dan protein yang ditemukan pada matrik sitoplasma adalah dalam bentuk monomer, oligomer dan polimer. Oligomer terdiri dari sejumlah kecil monomer dan polimer terdiri dari sejumlah besar monomer. Bila yang menyusun polimer adalah monomer yang sama disebut homopolimer dan bila merupakan terdiri dari monomer yang berbeda disebut heteropolimer. Karbohidrat. Karbohidrat merupakan senyawa yang terdiri dari unsur C, H dan O, dan berfungsi sebagai sumber energi utama bagi aktivitas hidup organisme. Tanaman merupakan organisme yang mampu mensintesa sendiri karbohidrat, hewan, tanaman non green plant, termasuk manusia sangat tergantung tanaman yang mampu mensintesa karbohidrat tersebut. Secara umum karbohidrat yang terdapat pada maktrik sitoplasma adalah dalam bentuk kelompok monosakarida (monomer), oligosakarida (oligomer), polisakarida ( polimer). Termasuk monomer antara lain triose yaitu terdiri dari tiga atom C,misalnya gliseraldehid dan dihidroksi aseton. Tetrose merupakan monomer terdiri dari empat C contohnya eritroluse, kelompok pentose yang mempunyai lima atom C contohnya adalah ribosa, deoksi-ribosa, arabinosa dan silosa. Heksosa mengandung enam atom C contohnya adalah glukosa, fuktosa dan galaktosa. Oligosakarida umumnya terdiri dari 2 hingga 10 monomer, termasuk disini adalah disakarida contohnya sukrosa, maltosa dan laktosa, trisakarida misalnya rafinosa, rabinosa, tetrasakarida terdiri empat monomer dan pentasakarida terdiri dari lima monomer. Polisakarida merupakan kelompok karbohidrat yang tersusun dari 10 hingga ribuan monosakarida. Polisakarida yang terdiri dari monomer yang sama disebut homopolisakarida.contoh dari homopolisakarida yang penting pada maktrik adalah pati, glikogen dan selulosa. Heteropolisakarida merupakan kelompok polisakarida yang disusun oleh sejumlah monomer yang berbeda termasuk disini adalah heteropolisakarida yang netral contohnya asetilglukosamin. Pada sel hewan asetilglukosamin yang penting adalah kitin. Acidic heteropolisakarida, merupakan heteropolisakarida yang mengandung berbagai monosakarida dan sulfur atau asam lainnya, contoh pada maktrik sel hewan adalah hyuluronic acid, chondroitin dan heparin.hyuluronic acid berperan sebagai bahan perekat dari jaringan konektif sepeti pada kulit,jaringan kenektif. Heparin adalah suatu anti coagulant yang ditemukan pada paru, liver dan darah. Mucoprotein dan glicoprotein adalah gabungan dari asetilglukosamin, monosakarida dan protein ditemukan pada saliva, mucin gastric, serum dan albumin. Lipid Kepentingan utamanya adalah sebagai sumber energi dan juga merupakan bahan yang penting dalam pembentukan membran sel,hormon dan vitamin. Terdiri dari dari dua bentuk yaitu simple dan compound lipid. Simpel lipid merupakan lemak sederhana yang merupakan gabungan dari tiga asam lemak dan gliserol, pada maktrik sel dapat ditemukan simpel lipid seperti natural fat. Pada tanaman atau pada sel hewan simpel lipid berada dalam bentuk substansi cadangan makanan. Simpel lipid lainnya adalah wax/lilin. Compound lipid merupakan gabungan dari asamlemak dan senyawa lain seperti phosfor, amino dan karbohidrat. Contoh dari compound lipid yang ditemukan pada maktrik sitoplasma dari hewan dan tumbuhan antara lain adalah : 1. Steroid ditemukan pada sel hewan dan berperan sebagai hormon sex, hormon adeno cortical, vitamin D. 2. Phospholipid yang merupakan komponen utama dari unit membran sel. 3. Sphingolipid merupakan compound lipid yang umum ditemukan pada sel otak. Pada shpingolipid molekul glyserol digantikan oleh sphingolsine atau sphingol 4. Glikolipid juga merupakan compound lipid yang merupakan gabungan dari karbohidrat dan lipid. Matrik sitoplasma mengandung dua bentuk glikolipid yaitu cerebrosida da gangliosida. 5. Lipoprotein pada molekulnya ditemukan lipid dan protein, ditemuka pada darah mamalia yang berasosiasi dengan protein plasma. Pada lipoprotein ditemukan kolesterol, α dan β globulin. 6. Karotenoid merupakan compund lipid merupakan pigmen pada sel hewan atau tanaman. Pada keduanya ditemukan lebih kurang 70 jenis karotenoid. Karotenoid yang penting pada sel adalah α , β dan γ, xanthocyanin, lactoflavin, riboflavin, flavonol, co enzim Q dll. Secara kimia karoenoid adalah porphyrin. Porphyrin bersama metal dan protein membentuk pigmen penting pada sel hewan atau tumbuhan. Pigmen pada sel hewan antara lain adalah haemoglobin, myoglobin dan sitochrom mengandung phorphyrin pada molekulnya. Protein Protein terdiri dari unsur C, H, O dan N. Protein adalah polimer dari asam amino. Asam amino adalah suatu senyawa organik yang mengandung satu atau lebih gugus amin (NH2). Asam amino dapat ditemukan secara bebas pada maktrik sitoplasma. Karena protein merupakan senyawa organik yang sangat penting bagi kehidupan maka protein yang ada termasuk yang terdapat pada maktrik sitoplasama dikelompokkan menjadi dua bentuk yaitu pertama yang disebut sebagai simpel protein. Simpel protein merupakan protein yang hanya terdiri hanya dari asam amino saja misalnya albumin , globulin, histon dan protamin. Kedua disebut sebagai protein yang bekonyugasi yaitu bentuk protein yang bergabung dengan senyawa lainnya diantaranya adalah glikoprotein dan mukoprotein yang terdapat pada musin dan saliva. Lipoprotein mengandung asam amino dan lipid misal pada protein otak dan syaraf. Nukleoprotein adalah merupakan gabungan dari asam amino dan asam nukleat. Protein yang berkonyugasi lainnya adalah metalloprotein yaitu merupakan gabungan dari asamamino dan ion metal contohnya enzim karbonik anhidrase yang mengandung ion Zn. Fungsi protein. Berdasarkan fungsinya ada dua bentuk protein yang dikenal pertama adalah pada struktural dan kedua dalam fungsional. Enzim Protein fungsional dikenal sebagai enzim. Enzim berperan sebagai katalis pada sebagian besar biosintesa dan aktivitas metabolisme dari sel. Sejumlah besar enzim dapat ditemukan pada maktrik sitoplasma contohnya adalah sebagai berikut ; Enzim oksireduktase yaitu enzim yang mengkatalis reaksi oksidasi dan reduktase misalnya reduktase, oksidase, peroksidase dan lainnya. Enzim tranferase, merupakan enzim yang berperan dalam transfer group dari satu molekul ke molekul lainnya. Enzim hidrolase merupakan yang berperan dalam menghidrolisa, enzim lainnya adalah isomerase, ligase dan decarbosilase. Selain enzim yang ada pada maktrik sitoplasma juga ada protein/ enzim yang fungsinya tidak dapat berjalan tanpa adanya molekul lain dan senyawa dikenal sebagai ko-enzim. Enzim yang tidak aktif inidisebut sebagai apoenzim misalnya adalah enzim hidrogenase yang akan aktif bila ada ko enzim NAD atau NADH. Apoenzim dan koenzim yang bergabung disebut holoenzim. Contoh dari beberapa koenzim atau ko faktor adalah NAD (nikotin amida dinukleotida ), NADP (nikotin amida dinukleotida phosphat ), FAD (flavin adenin mononukleotida ), Ubiquinon ( ko enzim Q), Ko enzim A (Co-A) dll. Hormon Merupakan senyawa organik komplek yang penting yang juga terdapat pada maktrik sitoplasma. Hormon ikut dalam mengatur berbagai aktivitas fisiologis dari sel termasuk sintesa m RNA,enzim dan lainnya. Ada beberapa hormon penting yang ditemukan pada maktrik sitoplasma seperti hormon pertumbuhan, estrogen, androgen, insulin, kortison dan lainnya. Hormon ini disintesa pada kelenjar tertentu pada organisme multi seluler dan kemudian ditransportasikan melalui sistem pembuluh darah. Pada serangga adanya hormon ecdison yang menyebabkan terjadinya balbiani ring pada kromosom raksasa dan hormon ini berperan untuk mengontrol moulting dan metamorfosis pada serangga. Asam nukleat. Asam nukleat merupakan senyawa organik komplek yang penting bagi biosintesa senyawa tertentu pada sel dan juga berperan sebagai pembawa informasi genetika dari generasi ke generasi.ada dua bentuk asam nukleat. Diantara dua bentuk asam nukleat yang ada m RNA merupakan asam nukleat yang dapat ditemukan pada maktrik sitoplasma. Sifat-sifat maktrik sitoplsama Matrik sitoplasma adalah substansi yang hidup dari sel dan memiliki sifat tertentu yang sangat dipengaruhi oleh sifat koloidnya beberapa di antaranya adalah: 1. Tyndal efek, terjadi bila ada cahaya kuat yang jatuh pada maktrik melalui sistem koloid pada keaadan gelap yang memperlihatkan partikel yang terlarut tetaptersuspensi dalam sistem koloid tersebut dan membentuk bayangan seperti kerucut yang merupakan reflek terhadap cahaya. 2. Gerak Brown, partikel koloid yang terdispersi pada maktrik selalu mengalami gerak zig zag. Gerakan ini terjadi akibat gerakan molekul air yang mengenai molekul koloid dan menyebabkan gerakan pada molekul tersebut. 3.Siklosis dan pergerakan amuba. Gerakan yang terjadi akibat adanya perubahan fase reversal pada maktrik sitoplasma dan adanya aliran intraselular dan gerakan ini disebut sebagai siklosis. Secara umum gerakan siklosis terjadinya fase sol pada maktrik dan dipengaruhi oleh tekanan hidrostatik, temperatur, pH, viskositas dan lainnya. Gerakan amuba secara langsung tergantung pada siklosis, gerakan ini ditemukan pada protozoa, leukosit dan lainnya. Pada gerakan amuba terjadi perubahan bentuk sel karena adanya proyeksi dari sitoplasma kearah luar yang dikenal sebagai pseudopodia. Evaluasi 1. Jelaskan tentang apa yang dimaksud dengan matriks sitoplasma? 2. Apa yang dimaksud dengan bagian hidup dan bagian yang tidak hidup pada sitoplasma? 3. Apa yang diketahui tentang komponen penyusun matrik sitoplasma SISTEM RONGGA (VAKUOLASI ) PADA SITOPLASMA Ada proses evolusi dari keadaan sederhana menjadi lebih komplek pada sitoplasma sel yaitu dengan terjadinya pemisahan sitoplasma oleh membran interselular menjadi kompartemen (ruang) dan subkompartemen. Fungsi dari sistem ini adalah memperluas permukaan dalam sel. Rongga yang terbentuk karena adanya kompartemen ini disebut sebagai vakuola dan antar vakuola selalu berhubungan dan system dimana ada beberapa organel yang terlibat disebut sebagai sistem vakuolasi pada sitoplasma. Sistem vakuolasi ini tidak ditemukan bakteri, erytrocit ataupun sel embrionik yang belum terdiferensiasi. Secara umum pada sitoplasma dari sel hewan dan tanaman yang memiliki kompartemen dan subkompartemen tersebut membrannya terdiri dua bentuk yaitu yang granular dan yang agranular yang disebabkan ada atau tidaknya penempelan ribosom pada permukaan rongga tersebut. Organel–organel yang termasuk sistem vakuolasi ini adalah : Endoplasmik reticulum, golgi komplek, selaput inti dan vakuola sitoplasmik dan komponen vesikular dari sentrosfer (centrosphere). Fungsi dari sistem vakuolasi secara umum yaitu : 1. Sebagai mekanikal support, exchange atau pertukaran yaitu dalam proses osmosis, difusi antar kompartemen, sirkulasi yaitu keluar masuknya substansi, tempat sintesis dan metabolisme karena berhubungan dengan membrane yang banyak memiliki enzim. 2. Sebagai storage, penyimpan seperti vakuola tang mengandung phenol, flavonol, anthosianin, alkaloid, lemak, gula dan protein. 3. Memiliki kemampuan osmoregulasi, hal ini ditemukan pada organisme uniseluler yaitu vakuolanya mempunyai kemampuan regulasi terhadap tekanan osmotic internal misalnya pada paramecium. Vakuola sitoplasmik : Vakuola ini dapat ditemukan pada tanaman, sel hewan,juga pada protozoa. Fungsi dari vakuola adalah memperluas rendoplasmik retikulum atau golgi komplek. Vakuola pada pada sel hewan dibungkus oleh suatu membran lipoprotein. Fungsi dari vakuola ini adalah sebagai penyimpan ( storage), transmisi dari material dan memelihara tekanan dalam sel. Vakuola pada sel tanaman dibungkus oleh satu lapis membran yang semipermiabel dan disebut sebagai tonoplas. Vakuola sel tanaman mengandung air, phenol, flavonol, anthosian ( pigmen merah dan biru), alkaloid, cadangan ( storage products) seperti gula dan protein Gambar 58. Vakuola pada tanaman (http://www.sbs.utexas.edu/mabrybio211/chapter07/30-SBS1111.jpg) (http://micro.magnet.fsu.edu/cells/plants/images/plantvacuolesfigure1.jpg) Evaluasi 1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan sistem vakuolasi yang ada pada sitoplasma? 2. Berikan contoh tentang organel yang termasuk dalam sistem vakuolasi ini?
Posted in
