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

Sitoskeleton: Pengertian, Gambar, Struktur, dan Fungsi

Sitoskeleton – atau kerangka sel merupakan jaringan berkas-berkas protein yang menyusun sitoplasma dalam sel. Selama ini sitoskeleton dianggap hanya ada pada sel eukariota, ternyata juga ditemukan pada sel prokariota. Itu artinya organel ini dapat ditemukan pada sel hewan maupun sel tumbuhan. Fungsi sitoskeleton bagi sel adalah memperkokoh, berubah bentuk, mampu mengatur posisi organel, berenang, dan merayap di permukaan. Agar lebih jelas, perhatikan gambar sitoskeleton dibawah ini.

Sitoskeleton: Pengertian, Gambar, Struktur, dan Fungsi

Keterangan: Sitoskeleton eukariota. Aktin digambarkan dengan warna merah dan mikrotubulus dengan warna hijau. Struktur berwarna biru ialah inti sel.



A. Sitoskeleton pada Sel Eukariota

Sitoskeleton eukariotik terdiri dari tiga jenis utama, yaitu mikrofilamen, mikrotubulus, dan intermediat filamen. Ketiganya saling berhubungan satu sama lain dan saling berkoordinasi.

Sitoskeleton pada Sel Eukariota

1. Mikrofilamen (Filamen Aktin)

Mikrofilamen merupakan filamen tertipis yang ada di dalam sitoskeleton, berbentuk tongkat solid yang tersusun atas protein globular yang disebut aktin.

Aktin memiliki fungsi sebagai pembentuk permukaan sel. Filamen aktin seringkali ditemukan seperti jaring-jaring trimata kaku, hal ini diakibatkan filamen aktin sangat terikat dengan protein pengikat silang.

Penggabungan dengan protein lain, seringkali mikrofilamen membentuk jalinan tiga dimensi persis di dalam membran plasma, yang berperan mendukung bentuk sel.

Jalinan ini kemudian membentuk korteks (lapisan sitoplasma luar) sel tersebut dengan kekentalan semipadat seperti gel, dan berlawanan dengan kondisi sitoplasma dalamnya yang lebih cair (sol).

Pada sel hewan yang terspesialisasi untuk mengangkut materi melintasi membran plasma, berkas mikrofilamen akan membentuk inti mikrovili, penonjolan halus yang mengingkatkan luas permukaan sel.

Mikrofilamen dikenal karena perannya dalam pergerakan sel khususnya sebagai bagian alay kontraksi sel otot.

Sebanyak ribuan mikrofilamen disusun sejajar satu sama lain di sepanjang sel otot dan diselingi dengan filamen yang lebih tebal yang terbentuk dari protein yang disebut miosin.

Kontraksi otot ini terjadi karena mikrofilamen dan miosin yang saling meluncur melewati yang lain, sehingga akan memperpendek selnya.

Aktivitas filamin aktin menyebabkan pergerakan seperti aliran sitoplasma dan gerak ameboid (gerak sel tunggal protista, cendawan, dan hewan yang menggunakan protoplasmanya yang mengalir keluar dari sel untuk membentuk seperti kaki semu atau pseudopod, selanjutnya bagian sel yang tinggal maju ke arah pseudopod sehingga menghasilkan gerak sel di suatu permukaan).

Mikrofilamen dapat dilihat melalui mikroskop fluoresensi dengan bantuan antibodi antiaktin (diperoleh dari lawan aktin pada hewan) atau dengan analog fluoresen falotoksin (berasal dari jamur amanita phallodies), yang secara khas berkaitan dengan molekul aktin (lir-aktin).

Fungsi Mikrofilamen

Berikut adalah fungsi utama dari mikrofilamen, yaitu:

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

2. Mikrotubulus

mikrotubulus 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.

Mikrotubulus

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.

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.

3. Filamen Intermediat (Filamen Menengah)

Filamen intermediat rata-rata memiliki diameter 10 nm, berbentuk seperti serat mirip tali, dan lebih stabil dari pada mikrovili. Filamen menengah ini hanya terdapat di dalam sel hewan dan berlokasi di sitoplasma dan inti sel.

Filamen Intermediat (Filamen Menengah)

Layaknya aktivitas filamen lainnya, filamen intermediat berperan dalam menjaga bentuk sel. Filamen ini mengatur struktur internal sel, penahan organel, dan sebagai komponen lamina nuklir dan sarkomer.

Filamen intermediat akan memberikan kekuatan mekanis pada sel sehingga sel tahan terhadap tekanan dan peregangan yang terjadi pada dinding sel.

Pembentukan filamen intermediat berdasarkan pada polimerisasi filamen. 2 monomer filamen bergabung membentuk struktur coil. Dimer ini kemudian bergabung dengan dimer lainnya untuk membentuk tetramer, tapi posisinya tidak saling paralel.

Ketidak paralelan ini membuat tetramer dapat berasosiasi dengan tetramer lain (seperti struktur penyusunan batu bata). Selanjutnya, tetramer-tetramer ini bergabung membentuk sebuah array heliks pada akhirnya.

4. Struktur Bentukan Sitoskeleton

Terdapat tiga tipe filamen, dimana hanya dengan tiga filamen ini struktur sel dapat bervariasi antara satu sel dengan sel lainnya. Efektifitas kerja ketiga filamen protein bergantung pada jumlah protein asesori yang menghubungkan filamen ke komponen sel lain.

Protein asesori berperan penting dalam mengontrol perakitan filamen sitoskeleton pada posisi tertentu, termasuk di dalamnya protein motorik yang menggerakkan organel pada filamen atau filamen itu sendiri.

Struktur susunan filaman serupa dengan semut berbaris, tersusun rapih dan jika ada yang tertinggal dari rombongan barisan dapat menyusun kembali dalam kecepatan tinggi.

a. Silia dan Sentriol

silia merupakan benang tipis setebal 0,25 μm dengan bundel mikrotubulus di bagian intinya. Dinding silia terdiri dari 9 pasang mikrotubulus dan bagian tengah dari benang ini ialah 2 mikrotubulus yang tidak berpasangan, dan bisa disebut axoneme.

Struktur seperti ini disebut dengan “struktur 9+2”. Silia berfungsi sebagai penggerak fluida di permukaan sel dan menggerakan sel di dalam fluida.

Sentriol merupakan strukur berbentuk tabung yang terbuat dari mikrotubulus dengan lebar 0,2 μm dan panjang 0,4 μm. Sentriol berfungsi sebagai pembentuk benang spindel untuk memisahkan kromosom.

Mikrotubulus bergerombolan membentuk 3 mikrotubulus yang tersusun secara paralel. Sembilan kelompok ini kemudian membentuk dinding sentriol. Setiap kelompok tidak tegak lurus dengan inti tabung, melainkan agak miring dengan inti tabung.

b. Dinding Sel Tanaman

Dinding sel tumbuhan merupakan matriks ekstraseluler yang kokoh. Dinding sel ini tersusun 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. Mikrofibrilis menentukan arah perkembangan dinding sel, bentuk akhir sel, serta pola pembelahan sel.

Berdasarkan susunan di 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.

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

B. Sitoskeleton pada Sel Prokariotik

Sitoskeleton prokariotik merupakan nama kolektif bagi seluruh filamen struktural di dalam prokariota. Awalnya, sel prokariotik tidak memiliki sitoskeleton.

akan tetapi dengan kemajuan teknologi visualisasi dan penentuan struktur mengarah pada penemuan filamen dalam sel-sel prokariotik di awal tahun 1990-an.

Seluruh analog protein sitoskeleton yang dalam sel eukariotik telah ditemukan di prokariotik, selain itu protein sitoskeleton tanpa homolog eukariotik juga ditemukan di prokariotik.

Unsur yang terkandung dalam sitoskeleton berperan penting dalam pembelahan sel, perlindungan, penentuan bentuk, dan penentuan polaritas di berbagai prokariotik.

1. FtsZ

FtsZ merupakan unsur sitoskeleton prokariotik pertama yang diidentifikasi membentuk syruktur cincin berfilamen, dan terletak di tengah sel yang disebut cincin Z yang menyempit selama proses pembelahan sel, mirip dengan cincin kontraksi actin-myosin yang ada pada eukariotik.

Cincin Z merupakan struktur yang sangat dinamis yang terdiri dari banyak berkas protofilamen yang memanjang dan menyusut. Walaupun mekanisme dibalik kontraksi cincin Z dan jumlah protofilamen yang terlibat tidak jelas.

FstZ berperan sebagai protein pengorganisir dan diperlukan untuk pembelahan sel. FstZ merupakan komponen utama dari septum selama sitokinesis, dan unsur sitoskeleton ini merekrut semua protein pembelahan sel lainnya yang diketahui ke situs pembelahan.

2. MreB

MreB merupakan protein bakteri yang dipercaya analog dengan aktin pada eukariotik. MreB dan aktin mempunyai persamaan struktur primer yang lemah, tetapi sangat mirip dalam struktur tiga dimensi dan polimerisasi filamen.

Hampir seluruh bakteri yang tidak bulat bergantung pada MreB untuk menentukan bentuknya. MreB disusun menjadi jaringan heliks dari struktur filamen tepat di bawah membran sel, meliputi seluruh panjang sel.

MreB menjadi penentu bentuk sel dengan memediasi posisi dan aktivitas enzim yang mensitesis peptidoglikan, dan bertindak sebagai filamen kaku dibawah membran sel yang memberikan tekanan ke luar untuk membentuk dan menyokong sel.

Tepat sebelum terjadi pembelahan sel, MreB memadat dengan jaringan heliks normal dan membentuk cincin ketat di septum di Caulobacter crescentus. Mekanisme yang dipercaya membantu menemukan septumnya yang tidak terletak di tengah.

MreB juga berperan penting untuk menentukan polaritas dalam bakteri kutub, karena bertanggung jawab menentukan posisi yang benar, setidaknya dari empat protein kutub yang ada di Caulobacter crescentus.

3. Kresentin

Kresentin merupakan analog dari filamen intermediat eukariot. Kresentin mempunyai homolog dari struktur primer yang agak besar dengan protein filamen intermediat selain kesamaan tiga dimensi.

Urutan kresentin memiliki kemiripan identitas 25% dan kemiripan 40% dengan sitokeratin 19 dan kecocokan identitas 24% dan kesamaan 40% dengan lamin inti A.

Kresantin berperan membentuk filamen terus menerus dari kutub ke kutub di sepanjang sisi dalam yang cekung dari bakteri berbentuk sabit Caulobacter crescentus.

Kresentin maupun MreB sama-sam dibutuhkan oleh Caulobacter crescentus agar berbentuk sabit. MreB dipercaya membentuk sel menjadi bentuk batang, kemudian kresentin akan menekuk bentuk tadi menjadi bulan sabit.

C. Fungsi Sitoskelton

Seperti yang sudah sama-sama kita ketahui diatas bahwa sitoskeleton terdiri atas miktotubulus, mikrofilamen, dan filamen intermediat. Oleh karena itu, maka fungsi sitoskeleton dapat diketahui sebagai berikut:

  1. Mengontrol distribusi dan tingkah laku dinamis dari filamen.
  2. Memberikan kekuatan mekanik pada sel.
  3. Menjaga bentuk sel dengan desain arsitekturalnya.
  4. Sebagai tempat berlabuh bagi organel di dalam sitosol.
  5. Menjadi kerangka sel untuk memperkokoh sel.
  6. Bertanggung jawab dalam motilitas di dalam sel, seperti kontraksi otot dan siklosis, pergerakan internal dari sitoplasma.
  7. Membantu pergerakan substansi dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya.
  8. Sementara siklosis berlangsung, organel dipindahkan di sepanjang saluran sitoskeleton di dalam sitosol.
  9. Bertanggung jawab pergerakan sel dan pergerakan eksternal seperti pergerakan amuboid dari sel darah putih dan migrasi sel selama perkembangan.
  10. Berperan dalam pembelahan sel.
  11. Mencakup juga fungsi-fungsi mikrotubulus, mikrofilamen, dan filamen intermediat.

D. Ciri-Ciri Dari Berbagai Jenis Sitoskeleton Eukariota


Mikrotubulus Mikrofilamen Filamen Intermediat
Struktur Tabung berongga yang kaku dan tidak dapat diregangkan Filamen fleksibel yang tidak dapat diregangkan Filamen liat yang fleksibel dan dapat diregangkan
Diameter 25 nm 8 nm 10-12 nm
Subunit Tubulin, dimer dari α-tubulin dan β-tubulin Aktin 70 jenis protein
Fungsi Utama Pendukung, transpor intraselular, organisasi sel Motilitas dan Kontraksi Pendukung
Ditemukan pada Semua Eukarota Semua Eukariota Hewan
Lokasi Seluler Sitoplasma Sitoplasma Sitoplasma dan Nukleus
Skema struktur Skema struktur Mikrotubulus Skema struktur Mikrofilamen Skema struktur Filamen Intermediat
Foto Foto Mikrotubulus Foto Mikrofilamen Foto Filamen Intermediat

Demikianlah pembahasan mengenai pengertian, gambar, struktur, dan fungsi Sitoskeleton. Selain itu kami lengkapi juga dengan ciri-ciri sitoskeleton eukariota yang ada pada sel hewan atau tumbuhan. Semoga artikel ini bermanfaat bagi kamu dan terimakasih sudah berkunjung.

Referensi:
https://id.wikipedia.org/wiki/Sitoskeleton#Struktur_bentukan_sitoskeleton
https://id.wikipedia.org/wiki/Sitoskeleton_prokariotik
https://hedisasrawan.blogspot.com/2013/10/sitoskeleton-artikel-lengkap.html

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

loading...