Skip to content Skip to sidebar Skip to footer
loading...

Mikrotubulus: Pengertian, Gambar, Struktur, Proses dan Fungsi

Mikrotubulus – atau mikrotubula merupakan organel sel berbentuk tabung silinder yang terdapat di dalam sitoplasma pada semua sel eukariotik. Mikrotubulus berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel, membantu proses motilitas sel seperti pada silia atau flagella, dan pergerakan organel sel. Strukturnya berupa silinder panjang dan berongga dengan diameter luar sekitar 25 nm dan diameter dalam 12 nm. Ukuran panjangnya beragam mulai dari nanometer hingga mikrometer. Agar lebih jelas, silahkan lihat gambar mikrotubulus dibawah ini.

Mikrotubulus: Pengertian, Gambar, Struktur, Proses dan Fungsi



Mikrotubulus tersusun atas molekul-molekul bulat protein globular yang disebut tubulin, yang secara spontan bergabung pada kondisi tertentu membentuk silinder panjang berongga. Tiap molekul tubulin terdiri dari dua subunit polipeptida yang serupa, yaitu α-tubulin dan β-tubulin.

Setiap molekul tubulin memiliki bobot molekul sekitar 110.000 dalton dan merupakan dimer dari protein α-tubulin dan β-tubulin. Jika di iris melintang, mikrotubulus tampak tersusun atas 13 subunit dalam susunan heliks.

Subunit tersebut merupakan bagian dari 13 benang tubulin, dimana masing-masing terangkai membentuk heliks yang menjadi bagian dari dinding mikrotubulus. Kedua jenis tubulin ini tersusun berselang-seling sepanjang benang.

A. Sejarah Penemuan Mikrotubulus

Mikrotubulus pertama kali ditemukan oleh Keith Porter dan teman sejawatnya. Cara untuk melihat sel bukan dengan penyelubungan (embedding) dan penyayatan, tapi menggunakan HVEM (High Voltage Electrom Microscope).

Pengamatan menggunakan HVEM menunjukkan bahwa bagian sitoplasma yang berada di sela-sela organel tampak penuh dengan anyaman trimatra dari benang-benang yang sangat halus yang disebut jejala mikrotrabekular.

Selain itu, terdapat juga filamen-filamen yang bermatra lebih besar yang dikelompokkan menjadi 3 bagian berdasarkan struktur dan garis tengahnya, yakni mikrotubulus, mikrofilamen, dan filamen intermedia.

B. Struktur Mikrotubulus


Struktur Mikrotubulus

Mikrotubulus dapat ditemukan di dalam sitoplasma seluruh sel eukariotik. Organel ini berbentuk batang lurus dan berongga dengan ukuran kecil, melengkung, berbentuk silendris, dan kaku. Mikrotubulus bisa dijumpai disetiap sel yang sedang mengalami proses pembelahan.

Mikrotubulus tersusun dari protein yang dikenal sebagai tubulin. Struktur mikrotubulus sangat menarik dan hampir serupa di semua jenis organisme.

Secara negatif, analisis ultrastruktural menunjukkan noda pada potongan mikrotubulus, ini membuktikan bahwa dindingnya ialah polimer yang tersusun atau subunit globular.

Ketika mikrotubulus dipotong melintang dari dinding sel menunjukkan 13 subunit yang memutar sehingga membentuk dinding. Ketika permukaannya dilihat secara membujur maka akan menunjukkan protofilament.

Ketika mikrotubulus retak, 13 protofilament pembuat dinding sel bisa dilihat. Hal ini menunjukkan bahwa perkumpulan dari subunit mengitari dinding mikrotubulus.

Berkas subunit-subunit tadi terlihat membentuk pola spiral yang merupakan heterodimer yang terdiri dari dua subunit globular yang saling terikat erat. Subunit-subunit ini merupakan protein sejenis yang diberi nama α-tubulin dan β-tubulin.

Setiap protein terdiri dari ikatan polipeptida tunggal yang panjangnya kira-kira 500 asam amino. Spiral ini kemudian membentuk tabung berlubang dengan panjang 200 nm hingga 25 mikrometer, diameter 25 nm dan tebal 5 nm.

Mikrotubulus bisa dibongkar dan tubulinnya bisa digunakan untuk membangun mikrotubulus dimana saja di dalam sel.

Hasil analisis kandungan kimia mikrotubulus ditemukan bahwa kandungan keseluruh protein (α-tubulin dan β-tubulin), diperkirakan berat molekulnya sekitar 54.000 dalton. Molekul tubulin bisa ditemukan pada sel-sek eukariota, terutama pada otak vertebrata.


C. Proses Pembentukan Mikrotubulus


Proses Pembentukan Mikrotubulus

Pada banyak sel, mikrotubulus tumbuh dari sentrosom, suatu organel yang terletak di dekat nukleus. Mikrotubulus kemudian memanjang dengan manambah molekul tubulin di ujung-ujungnya. Tubulin dapat melakukan polimerisasi membentuk mikrotubulus.

Uji coba polimerisasi bisa dilakukan dengan campuran tubulin, larutan penyangga, dan GTP pada suhu 37 derajat celcius. Dalam alurnya, jumlah polimer mikrotubulus mengikuti kurva sigmoid.

Pada tahap log, setiap molekul tubulin berasosiasi untuk membentuk agregat yang agak stabil. Beberapa diantaranya lanjut membentuk mikrotubulus.

Ketika elongasi, setiap subunit berkaitan dengan ujung-ujung mikrotubulus. Pada tahap plato (mirip dengan tahapan log pada pembelahan sel), polimerisasi dan depolimerisasi berlangsung secara seimbang karena jumlah tubulin bebas yang ada cukup.

Dalam proses pembentukan mikrotubulus, sebelum molekul-molekul tubulin diubah menjadi mikrotubulus. Dilakukan terlebih dahulu menyusun diri membentuk protofilamen dengan jalan subunit β-tubulin dari sebuah molekul tubulin berikatan dengan subunit α dari molekul tubulin yang lain yang ada disampingnya.

Satu buah mikrotubulus yang terdiri dari 13 protofilamen yang tersusun membentuk suatu lingkaran. Jika 3 buah protofilamen dari mikrotubulus A, menjadi miliki mikrotubulus B, maka dua buah mikrotubulus disebut dengan doublet.

Mikrotubulus memiliki kutub positif dan kutub negatif. Kutub positif merupakan kutub yang pertumbuhannya cepat, sedangkan kutub negatif merupakan kutub yang pertumbuhannya lambat. Hal ini diakibatkan oleh susunan profilamen yang sejajar satu dengan yang lainnya dan sesuai dengan polaritas masing-masing.

D. Jenis-jenis Mikrotubulus

Mikrotubulus dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

1. Mikrotubulus Stabil

Merupakan mikrotubulus yang dapat diawetkan dengan larutan fisikatif apapun, misanlnya: OsO4, MnO4 atau aldehida dan suhu berapapun. Contoh dari mikrotubulus stabil yakni pembentukan silia dan flagella.

2. Mikrotubulus Labil

Merupakan mikrotubulus yang hanya bisa diawetkan dengan larutan fisikatif aldehida dan pada suhu sekitar 40 derajat celcius. Contoh dari mikrotubulus labil adalah mikrotubulus pembentuk delondong pembelahan.

Sifat labil ini berfungsi untuk menerangkan arah pertumbuhannya. Mikrotubulus yang kedua ujungnya terdapat bebas di dalam sitoplasma akan segera lenyap.

Mikrotubulus yang tumbung dengan ujung negatif melekat pada sentroma dapat dibikin stabil apabila ujung positifnya di lindungi, sehingga menghalangi terjadinya depolimerisasi.

Mikrotubulus labil dapat ditemukan di dalam sitoplasma, oleh sebab itu dinamakan mikrotubulus sitoplasmik. Jenis ini seringkali tersusun secara sejajar terhadap satu sama lain, seperti yang terdapat dalam aksoplasma sel saraf.

Namun, bisa kita lihat terpancar dari satu pusat ke dekat inti seperti yang terlihat pada sel yang sedang membelah. Mikrotubulus sitoplasmik mampu memberikan polaritas pada sel dan membantu mengatur sel, gerakan sel, dan menentukan bidang pembelahan sel.

Mikrotubulus sitoplasmik yang ada di dalam sel pada stadium interfase dari sel yang dibiakkan, dapat dilihat dengan teknik immunofluoresen. Mikrotubulus paling banyak terlihat disekitar inti, terpancar dalam bentuk anyaman benang-benang halus kearah perifer sel.

Asal mikrotubulus bisa diketahui dengan pasti dengan cara mendepolimerisasi dan membiarkannya tumbuh kembali. mikrotubulus yang tumbuh kembali semula akan terlihat seperti bintik kecil yang berbentuk bintang, oleh sebab itu disebut aster terletak di dekat inti.

Pancaran benang halus memanjang ke arah tepi sel, sampai penyebaran awal terbentuk kembali. D aerah tempat munculnya aster disebut MTOC (microtubule organizing center). Dari MTOC bisa diketahui bahwa kutub positif menjauhi MTOC, sedangkan kutub negatif mendekati MTOC.

E. Fungsi Mikrotubulus

Berikut ini adalah fungsi utama dari mikrotubulus, yaitu:

  1. Sebagai penyusun sitoskeleton terbesar.
  2. Sebagai sarana transpor material di dalam sel.
  3. Sebagai struktur sporting bagi fungsi-sungsi organel lainnya.
  4. Mempertahankan bentuk sel (balok penahan tekanan).
  5. Motilitas sel seperti pada sillia atau flagella.
  6. Pergerakan kromosom dalam pembelahan sel dan pergerakan sel.


F. Proses yang terjadi pada Mikrotubulus


Proses yang terjadi pada Mikrotubulus

Kegiatan dan fungsi mikrotubula dipengaruhi oleh kelabilannya. Salah satu contoh yang paling mencolok adalah terbentuknya gelondong mitosis, yang terbentuk setelah mikrotubula sitoplasma terurai setelah mitosis. Mikrotubula ini sangat labil, cepat terakit dan cepat pula terurai.

Hal tersebutlah yang membuat gelondong mitosis peka terhadap pengaruh obat-obatan seperti colcisine. Obat ini bisa menghentikan mitosis untuk sementara waktu, senyawa yang dapat menghambat mitosisi disebut dengan antimitosis. Zat amitosis mampu mencegah sel membelah, sehingga dapat mengambat pertumbuhan sel kanker.

Organel yang tersusun atas mikrotubulus ialah sentriol, silia, dan flagela. Pada sentrosom sel hewan terdapat sepasang sentiol, dimana masing-masing tersusun atas sembilan pasang triplet mikrotubula yang tersusun dalam satu cincin. Masing-masing triplet terdiri atas satu mikrotubula lengkap dan dua mikrotubula tidak lengkap.

Triplet disusun paralel satu sama lain dan membentuk badan silindris dengan diameter 150-250 nm. Sembilan triplet ini kemudian membentuk dinding sentriol. Setiap triplet tidak tegak lurus dengan inti tabung, melainkan agak miring.

Sentriol dibentuk dari polimerisasi dimer-dimer (gabungan tubulin alfa dan tubulin beta) yang jumlahnya sembilan dan dihubungkan ke pusat oleh protein. Cincin tertutup akan semakin panjang karena pertambahan dimer-dimer yang membentuknya.

Pada bagian dasar akan membentuk cincin terbuka satu yang menempel pada bagian basal cincin tertutup. Bagian dasar cincin terbuka satu akan terbentuk cincin terbuka dua yang menempel pada bagian dasar cincin terbuka satu.

Cincin-cincin ini akan mengalami polimerisasi sehingga terbentuklah sentriol berbentuk tabung dengan lebar 0,2 makrometter dan panjang 0,4 makrometer. Sentriol disini berfungsi membentuk benang spindel untuk memisahkan kromosom.

Sebahagian sel hewan memiliki MTOC atau pusat sel yang disebut sentrosom. sentrosom berada di salah satu sisi inti dan padanya tedapat seapasang sentriol yang terusun tegak lurus satu sama lain. Perlu diketahui bahwa tidak semua MTOC memiliki sentriol, misalnya MTOC pada sel tumbuhan.

Disini mikrotubulus aster muncul dari sentroma yang hanya terdiri dari materi pada elektron. Demikian juga sentriol tidak ditemukan di gelondong meosisi osit mencit, walaupun kemudian akan terlihat pada perkembangan embrio.

Oleh sebab itu, tida seperti aksonem silia yang tumbuh langsung dari sentriola, mikrotubulus sitoplasmik tidak langsung berpangkal pada sentriol itu sendiri. Tapi timbul dari materi tanpa gatra yang terdapat di sekeliling sentriol.

G. Mikrotubulus Pada Sel Hewan

Mikrotubulus pada sel hewan cenderung memancar ke segala arah dari sentrosom. sel hewan bersifat polar, dan perekrutan tubulin menjadi mikrotubula dipantau sedemikian rupa sehingga mikrotubula yang terbentuk menjulur ke arah tertentu dari sel. Mekanisme yang terjadi terlihat seperti sifat dinamis dari mikrotubulus.

Mikrotubulus dalam struktur sel cenderung berada dalam salah satu keadaan yaitu tumbuh terus menerus secara ajeg atau terurai dengan cepat. Mikrotubulus juga cenderung berada dalam keadaan seperti telah terurai.

Usia rata-rata mikrotubulus fibroblas dalam kultur sel pada stadium interfase kurang dari 10 menit. Pancaran mikrotubula dari sentrosom terlihat selalu berubah-ubah seiring dengan pertumbuhan dan perombakannya.

Selain sebagai sitoskeleton, mikrotubulus juga berfungsi untuk pergerakan sel yakni menggetarkan silia dan flagel (alat bantu pergerakan sel). Sillia umumnya relatif pendek (5-10 µm) dari pada flagella (150 µm) dan jumlahnya lebih banyak.

Meskipun berbeda dalam hal panjang, jumlah per sel dan pola kibasannya memiliki kesamaan ultrastruktur.

Pada flagella terbentuk dua cincin tertutup yang dihubungkan oleh protein dan dibungkus oleh selaput yang membentuk poros yang disebut aksoneme. Unsur-unsur aksoneme dari sillia dan flagel hampir sama dan berisi 9+2 susunan mikrotubulus.

Sementara itu, sembilan mikrotubulus doublet yang mengelilingi aksoneme akan dihubungkan oleh batang-batang penghubung yang disebut spoke.

Pada bagian doublet cincin luar akan membentuk cincin terbuka. Cincin terbuka terikat pada cincin tertutup yang dihubungkan oleh cincin tertutup di sebelahnya yang akan dihubungkan oleh kedua lengan yang disebut dynein. Dynein memiliki gugus ATP-ase sehingga dynein bertanggung jawab pada hidrolisis ATP.

H. Mikrotubulus pada Sel Tumbuhan

Mikrotubulus memiliki peran penting pada sel tumbuhan terutama pada dinding sel tanaman. Dinding sel tanaman merupakan metriks ekstraseluler yang kokoh. Dinding sel ini tersusun atas mikrofibrils dalam banyak matriks polisakarida dan glikoprotein yang saling silang.

Pada bagian korteks dari dinding sel, terdapat array mikrotubulus yang menentukan posisi mikrofibrillis. Penyusunan mikrofibrilis ini bertujuan menentukan arah perkembangan dinding sel, bentuk akhir sel, dan pola pembelahan sel.

Dalam strukturnya pada dinding sel, mikrofibrillis seluloasa saling silang dalam jaringan yang diikat oleh hemiselulosa.

Jaringan ini saling ekstensif dengan jaringan polisakarida pektin. Jaringan selulosa-hemiselulosa memberikan kekuatan tegangan sementara jaringan pektin melawan kompresi.

Di dalam dinding sel utama, jumlah ketiganya secara kasar sama, namun lamela tengah memiliki lebih banyak pektin untuk merekatkan sel yang berdekatan.

I. Senyawa yang Berpengaruh Terhadap Mikrotubulus


  1. Colcicine, colcemid, nocadazole, 
  2. Vinblastine, vincristine.
  3. Taxol berfungsi:
    • Menghambat penambahan molekul tubulin ke mikrotubulus dan menyebabkan depolimerisasi mikrotubulus.
    • Memacu pembentukan kelompokkan parakristalin dari tubalin, menyebabkan depolimerisasi mikrotubulus.
    • Memacu perakitan mikrotubulus, menstabilkan mikrotubulus.

Demikianlah pembahasan lengkap mengenai pengertian, gambar, struktur, letak, dan fungsi Mikrotubulus. Apabila terdapat kesalahan dalam penulisan atau penjabaran, tolong beri tahu kami agar segera kami perbaiki. Semoga artikel ini bermanfaat bagi kamu. Terimakasih sudah berkunjung.

Referensi:
https://id.wikipedia.org/wiki/Mikrotubulus
https://tiqaakartika.blogspot.com/2011/05/mikrotubulus.html

Post a Comment for "Mikrotubulus: Pengertian, Gambar, Struktur, Proses dan Fungsi"

loading...