Makalah Biologi Sel - Kelompok 13 - Matriks Ekstraseluler Dan Dinding Sel [PDF]

Citation preview

MAKALAH “MATRIKS EKSTRASELULER DAN DINDING SEL”



Diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah biologi sel Disusun Oleh: Kelompok 13 Kelas: 20072 1. Arina Fenta Lestari 2. Carina Lusy Syahfitri 3. Lisa Lestari



(2030207087) (2030207083) (2020207062)



Dosen Pengasuh: Ummi Hiras Habisukan, S.Pd, M.Kes



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI RADEN FATAH PALEMBANG 2021/2022



KATA PENGANTAR



Puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufiq dan hidayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik dan pada waktu yang telah ditentukan. Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah “Biologi Sel”. Kami berharap makalah ini dapat menambah pengetahuan pembaca tentang konsep didalamnya. Selain itu tidak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ummi Hiras Habusukan, S.Pd, M.Kes selaku dosen pengampu serta semua pihak yang terlibat dalam penyusunan makalah ini. Kami berharap semoga semua yang telah berjasa dalam penyusunan makalah ini mendapat balasan yang sebaikbaiknya dari ALLAH SWT. Dalam makalah ini, kami membahas tentang “Matriks Ekstraseluler dan Dinding Sel” yang kami buat berdasarkan refrensi yang kami ambil dari berbagai sumber, diantaranya buku dan internet. Makalah ini diharapkan bisa menambah wawasan dan pengetahuan yang selama ini kita cari. Kami berharap bisa dimafaatkan semaksimal dan sebaik mungkin. Kami selaku penulis menyadari bahwa makalah ini jauh dari sempurna. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca, sehingga makalah ini bisa mencapai kesempurnaan.



Palembang, 30 Agustus 2021



Penulis



ii



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR.............................................................................................ii DAFTAR ISI..........................................................................................................iii BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1 A. Latar Belakang....................................................................................................1 B. Rumusan Masalah...............................................................................................1 C. Tujuan..................................................................................................................2 BAB II PEMBAHASAN.........................................................................................3 A. Matriks Ekstraseluler..........................................................................................3 B. Matriks Ekstraseluler Hewan............................................................................3 C. Matriks Ekstraseluler Tumbuhan......................................................................7 D. Struktur Dinding Sel...........................................................................................9 E. Fungsi Dinding Sel...........................................................................................18 BAB III PENUTUP...............................................................................................21 A. Kesimpulan........................................................................................................21 B. Saran...................................................................................................................21 DAFTAR PUSTAKA



iii



BAB I PENDAHULUAN



A.



Latar Belakang Matriks ekstraseluler adalah sekumpulan protein fibrosa yang melekat pada gel polisakarida terhidrasi. Adapun matriks ekstraseluler ada dua yaitu matriks ekstraseluler hewan dan matriks ekstraseluler tumbuhan. Matriks ekstraseluler hewan, terdiri atas serabut-serabut dan substansi dasar. Sedangkan substansi dasarnya terdiri atas proteoglikan dan glikoprotein. Adapun matriks ekstraseluler sel hewan berfungsi dalam penyanggah, perekatan, pergerakan, dan pengaturan. Sedangkan matriks ekstraseluler tumbuhan terdiri atas serabut atau serat yang dikelilingi oleh substansi dasar. Serabut penyusun tumbuhan adalah selulosa, sedangkan substansi dasar yang mengelilingi terdiri atas kelompok karbohidrat dan glikoprotein. Dinding sel memiliki struktur sangat kaku dan berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan melindungi dari lisis osmotik. Dinding sel tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya langsung. Adapun fungsi dinding sel Menentukan bentuk,



kekuatan,



serta



dukungan



pada



tumbuhan,



melakukan



pengontrolan terhadap tekanan turgor, sebagai lalu lintas zat-zat penting bagi tumbuhan, melindungi dari ancaman bahaya, tempat menyimpan karbohidrat, dan sebagai sumber signal. Untuk itu pada bagian ini, kami akan mencoba membahas mengenai pengertian matriks ekstraseluler, macam-macam matriks ekstraseluler, struktur dinding sel, dan fungsi dinding sel. B.



Rumusan Masalah 1.



Apa pengertian dari matriks ekstraseluler ?



2.



Apa saja macam-macam matriks ekstraseluler ?



3.



Bagaimana struktur dari dinding sel ?



1



4. C.



Apa fungsi dari dinding sel ?



Tujuan 1.



Untuk mengetahui pengertian dari matriks ekstraseluler.



2.



Untuk mengetahui macam-macam matriks ekstraseluler.



3.



Untuk mengetahui struktur dari dinding sel.



4.



Untuk mengetahui fungsi dari dinding sel.



2



BAB II PEMBAHASAN



A.



Matriks Ekstraseluler Matriks ekstraseluler adalah sekumpulan protein fibrosa yang melekat pada gel polisakarida terhidrasi. Molekul makro yang membentuk matriks ekstraseluler disekresi oleh sel-sel, terutama fibroblas. Untuk matriks yang lebih khusus, misalnya kartilago atau tulang, maka matriks ekstraseluler disekresi oleh sel-sel yang berdeferensiasi lebih tinggi, misalnya osteoblas, yang membentuk tulang, atau kondrosit, yang membentuk kartilago.1 Sebagian besar sel hewan, tumbuhan maupun organisme unisel, mengeluarkan senyawa ke daerah diluar membran plasma. Secara umum, senyawa tersebut di beri nama Matriks ekstraseluler (MES). Senyawa ini memiliki beraneka peran. MES yang dihasilkan sel hewan mempunyai struktur sangat bervariasi, contoh kerangka elastin dan tendon, tulang rawan, dan unsur penyongkong lapisan epitelium. Pada tumbuhan, MES membentuk dinding yang mengelilingi dan mempertautkan sel-sel jaringan tumbuhan. MES sel prokariota membentuk dinding sel. Meskipun memiliki fungsi yang bermacam-macam, namun fungsi utama MES adalah sebagai penyonkong. Komponen penyusun MES terdiri atas substansi dasar dan serabut-serabut. Perbedaan sifat antara MES ditentukan oleh perbandingan dan jenis komponen penyusunnya.



B.



Matriks Ekstraseluler Hewan Komponen matriks ekstrasel (MES) hewan, seperti halnya MES organisme lainnya, terdiri atas serabut-serabut dan substansi dasar. 1



Gendron R, dkk., Inhibition of the activities of MMP 2, 8 and 9 by chlorhexidine, (Clin Diag Lab Immuno: 1999) hlm. 431



3



Serabut-serabut MES hewan terdiri atas kolagen, elastin, dan retikulin. Sedangkan substansi dasarnya terdiri atas proteoglikan dan glikoprotein. Matriks ekstraseluler sel hewan berfungsi dalam penyanggah, perekatan, pergerakan, dan pengaturan.2 1. Serabut Matriks Ekstrasel Hewan Serabut terbanyak yang berada di MES adalah kolagen. Selain kolagen terdapat pula serabut elastin dan retikulin. Kolagen merupakan serabut semi kristal yang mengikat sel-sel pada tempatnya, memberi daya tahan, dan kekenyalan MES. Selain itu juga, berpengaruh pada kelincahan sel. Kolagen dijumpai pada semua hewan, dari sponge sampai chordat. Pada vertebrata, kolagen merupakan protein terbanyak dalam tubuh. Pada avertebrata, serabut kolagen terutama dijumpai di MES sponge dan lapisan kutikula integumentum nematoda. Kolagen terdiri atas tropokolagen. Setiap tropokolagen terdiri atas tiga rantai polipeptida yang disebut rantai a. Masing-masing rantai mengulir kekiri, namun ketiganya mengitari sumbu pusat dalam uliran kekanan. Struktur molekul tropokolagen ditentukan oleh komposisi asam amino terutama glycine, proline, dan hydroxyproline, yang membantu



memantapkan



rangkaian



tiga



ulir



dengan



jalan



menggunakan ikatan hidrogen sebagai ikatan antar rantai. Sampai saat ini diketahui bahwa terdapat empat jenis kolagen. Komponen penyusun keempat jenis kolagen ini tidak banyak berbeda. Perbedaan terletak pada kandungan glycine dan asam-asam aminonya. Sebagian besar kolagen disintesis oleh sel-sel turunan mesenkim. Seperti halnya protein yang akan disekresikan, kolagen disintesis pada polisom yang terkait pada retikulum endoplasma (RE) dengan polipeptida awal menembus membran RE. Hydroxypoline dan hydroxylisine ditambahkan kerantai prokolagen dengan bantuan 2



Neil A. Campbell, dkk., Biologi Edisi Kelima Jilid 1, (Jakarta: Erlangga, 2002), hlm. 136



4



enzim hydroxyprolyl dan hydroxylisyl hidroxykilase. Kedua enzim tersebut dijumpai didalam sisterna RE. Galaktosil dan glukosil transferese yang berada pula didalam sisterna RE berperan untuk menambahkan galaktosa dan glukosa pada rantai awal prokolagen. Perakitan prokolagen diawali di RE, kemudian dengan jalan penuntasan diangkut ke aparatus golgi, selanjutnya mendapat tambahan karbohidrat. Dari golgi, dibawa oleh granula sekretoris kearah membran sel, untuk disekresikan. Setelah berada diruang antarsel, prokolagen segera dirakit menjadi serabut kolagen dengan bantuan enzim prokolagen peptidase. Enzimenzim ini memotong bagian peptida yang tidak mengulir dari prokolagen-prokolagen. Tiga buah prokolagen dirakit menjadi sebuah tropokolagen. Segera tropokolagen-tropokolagen terakit, mereka saling berikatan membentuk serabut kolagen. 2. Substansi Dasar Matriks Ekstrasel Hewan Substansi proteoglikan.



dasar



yang



Senyawa



mengelilingi



ini



berbeda



dari



kolagen



terdiri



glikoprotein



atas karena



kandungan karbohidrat molekul-molekul kelompok tinggi. Beberapa proteoglikan memiliki karbohidrat 95% dari berat kering keseluruhan. Proteoglikan terdiri atas rantai polipeptida sebagai sumbu, padanya terkait molekul-molekul karbohidrat. Molekul tersebut terikat dengan ikatan kovalen pada sumbu. Pada umumnya, rantai karbohidrat terikat pada protein sumbu dengan ikatan serin, kadang-kadang dijumpai pula ikatan ke treonin. Tipe karbohidrat primer yang terikat pada proteoglikan adalah glikosaminoglikan (GAG) yang terdiri atas rantai tidak bercabang dan tersusun dari untaian sepasang monosakarida. Glikosaminoglikan berasal dari glukosamin atau galaktosamin yang merupakan monosakarida dengan gugus amin dan glikan yang berarti polisakarida. Banyak gula beramin pada GAG yang membentuk proteoglikan, gula beramin diubah dengan penambahan gugus sulfat.



5



Sejumlah kecil kelompok karbohidrat yang mirip glikoprotein dapat pula terikata pada sumbu polipeptida. Proteoglikan merupakan salah satu substansi dasar jaringan ikat, contohnya tulang, kornea, dan tulang rawan. Gabungan



asam



hialuronat-proteoglikan



dan



proteoglikan



berikatan langsung dengan kolagen membentuk MES. Perbandingan antara substansi dasar dengan serabut kombinasi khusus antara molekul kolagen dan proteoglikan menentukan kekuatan MES. Contohnya tulang rawan yang bersifat lunak dan lembut MES-nya memiliki proteoglikan dalam jumlah besar. Tendon yang bersifat liat dan elastis, sebagian besar terdiri atas kolagen. Gabungan dan perbandingan antara kolagen, proteoglikan, dan mineral menghasilkan suatu struktur yang memiliki kepadatan dan kekerasan istimewa maupun kekenyalan dan daya tahan tinggi terhadap tekanan. Kristal mineral yang terendapkan dalam MES tersusun berlapis-lapis. Proteoglikan dijumpai ditempat-tempat kolagen yang berada dalam MES. Pada hewan vertebrata, proteoglikan dijumpai dalam jumlah besar di tulang rawan, 50% merupakan gabungan proteoglikan-asam hialuronat, misalnya pada zalir yang mengelilingi oosit mamalian, zalir tersebut berperan untuk menambah kekentalan, dan menjaga serta mempertahankan volume folikel. Selain sebagai substansi dasar yang mengelilingi kolagen, proteoglikan juga merupakan tempat melekatnya sel-sel jaringan ikat. Sel-sel



menggunakan



proteoglikan



sebagai



landasan



gerakan



amoebaid saat berpindah tempat. Penempelan sementara pada proteoglikan sangat penting selama perkembangan embrio. Gerakan dan perpindahan sel dapat terjadi apabila terdapat perubahan jenis proteoglikan yang mengelilingi sel tersebut. Kolagen dan proteoglikan membentuk anyamanan kuat dari banyak serabut yang berhubungan dan berikatan dengan reseptor permukaan sel, langsung atau perantaraan  fibrinektin, laminin dan



6



protein penghunbung lainnya. Banyak reseptor permukaan sel yang termasuk kelompok integrin mengikatkan MES ke rangka sel, sehingga terbentuk suatu sistem berupa jaring-jaring yang terentang dari dalam sel ke sekelilingnya. C.



Matriks Ekstraseluler Tumbuhan Seperti halnya MES hewan, MES tumbuhan atas serabut atau serat yang dikelilingi oleh substansi dasar. Serabut penyusun tumbuhan adalah selulosa, sedangkan substansi dasar yang mengelilingi terdiri atas kelompok karbohidrat dan glikoprotein. Dinding sel tumbuhan memberikan kekuatan kepada jaringan tumbuhan, melindungi sel dari gangguan mekanik, dan sebagai penghalang bagi masuknya bakteri patogen atau jamur. Hanya beberapa sel, yang tidak memiliki dinding sel. Misalnya sel endosperm. Pada awal perkembangannya, dinding sel sangat lunak, lentur, dan mudah mulur. Dinding tersebut merupakan dinding primer yang memanjang seiring dengan bertambah besar dan dewasanya jaringan tumbuhan. Selama dan sesudah pemanjangan sel, bahan dinding sel ditambahkan pada permukaan membran sel sehingga menghasilkan ketebalan dan kekuatan pada dinding sel sekunder. Struktur dinding sel primer yang sangat sederhana, terdiri atas satu lapisan bahan homogen. Dinding sel sekunder memiliki struktur berupa lapisan rumit yang terdiri atas beberapa lapisan dengan beragam bentuk tak hingga. 1.



Serabut Matriks Ekstrasel Tumbuhan MES tumbuhan didominasi oleh serabut selulosa. Selulosa terdiri dari untaian lurus glukosa. Senyawa tersebut memiliki sifat sukar larut. Pada dinding sel, untaian molekul selulosa tersusun sejajar satu dengan yang lain membentuk serabut yang disebut mikrofibil selulosa.



7



Diantara mikrofibil selulosa terdapat pula polimer dari glukosa dengan heksosa yang lain. Pada dinding sel fungi dan algae, terdapat kalosa yang merupakan polimer dari glukosa dan heksosa lain.  Dinding sel algae berisi polimer murni dari xylosa, manosa, atau glukosa. 2.



Substansi Dasar Matriks Ekstrasel Tumbuhan Substansi dasar MES (dinding sel) tumbuhan adalah kelompok karbohidrat dan glikoprotein. Kelompok karbohidrat terdiri atas dua macam polisakarida yaitu pektin dan hemiselulosa. a. Pektin merupakan polisakarida yang bercabang, terdiri atas poros asam galakturonat atau campuran asam galakturonat dan ramnosa. Akibatnya pektin memiliki PH rendah (asam). Hal ini penting untuk pembuatan daya ikat elektrostatik antara dengan glikoprotein yang terdapat di dinding sel. Struktur pektin yang sangat



bercabang-cabang,



memungkinkan



pektin



mampu



menangkap molekul air dan membentuk gel. Gel inilah yang mampu memberikan kekuatan pada dinding sel tumbuhan. b. Hemiselulosa merupakan kelompok molekul yang sangat bervariasi, terdiri atas untaian glukosa atau xylosa sebagai poros. Senyawa glikoprotein yang menjadi substansi dasar dinding sel  tumbuhan antara lain ekstensin, pektin dan lignin. Ekstensin mirip dengan kolagen pada MES hewan. Kadar ekstensin dalam dinding sel berkisar 1-10%. Pada dinding sel yang



sedang



tumbuh



kadar



ekstensin



sangat



rendah.



Glikoprotein lain yang berada dalam dinding sel dikenal dengan nama pektin, molekul yang mengikat karbohidrat dengan berbagai derajat kekhususan. Lignin merupakan bahan tidak larut yang dirakit dari kelompok alkohol menjadi struktur



8



bercabang. Lignin hanya terdapat pada kayu batang tumbuhan yang termasuk Angiospermae dan Gymnospermae. Susunan serabut selulosa dalam dinding primer berbeda dari dinding sekunder. Pada dinding primer susunan serabut tidak teratur, sedangkan pada dinding sekunder, serabut selulosanya tersusun lebih teratur. Mereka hampir tersusun sejajar satu dengan yang lain. D.



Struktur Dinding Sel Berdasarkan organ internal sel dibedakan menjadi dua sel eukariotik dan sel prokariotik disebut prokariot jika inti selnya tidak dibatasi dengan selaput (tidak mempunyai membran inti) , misalnya ganggang biru pada kelas chenophyta dan bakteri. Pada sel eukatriotik berkebalikan dengan prokariotik dimana pada sel ini mempunyai membran inti (selput inti) sel ini dapat ditemukan pada hewan maupun tumbuhan. Pada sel mempunyai beberapa bagian salah satunya dinding sel. Adanya dinding sel pada tumbuhan meruapakan ciri penting yang membedakan dengan sel hewan. Dinding sel ditemukan pada abad ke 17 sebelum ditemukannya protoplas sejak itu, ada banyak penelitian berbagai metode baik secara ilmiah, fisika, maupun morflogi penelitian ini didukung dengan kemajuan dalam bidang kimia, organik, sinar x, penggunaan mikroskop cahaya dan mikroskop pemolaran bahkan pada saat ini dapat menggunakan mikroskop elektron. Dinding sel, lapisan ini berada di luar membran sel. Dinding sel memiliki struktur sangat kaku dan berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan melindungi dari lisis osmotik. Dinding sel tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya langsung.3 Komposisi dinding sel bervariasi pada setiap spesies. Dalam dinding sel bakteri terdiri dari peptidoglikan (perpaduan antara protein dengan polisakarida). Dinding sel



Tika Lestari, Dinamika Struktur Dinding Sel Bakteri, (Surabaya: CV. Jakad Media Publishing), hlm. 8 3



9



archae dan alga terbuat dari glikoprotein (protein yang bersenyawa dengan karbohidrat) dan polisakarida (polimer yang tersusun atas ratusan bahkan ribuan monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik atau ikatan kovalen yang terbentuk antara gabungan dua monoskarida). Dalam jamur dinding sel terbuat dari glukosamin (yang dimana hal ini yang menyebabkan karateristik jamur menajadi sangan fleksibelitas pada jamur) dan kitin (yang memiliki karateristik tidak laurt dalam air). Sedangkan dinding sel tumbuhan terutama terdiri dari selulosa, hemiselulosa, glikoprotein, pektin dan lignin. Pada pembentukan dinding sel diawali dengan pembelahan nukleus (kariokinesis). Mikrotubula berikatan dengan Retikulum Endoplsma membentuk fragmoplas, pada waktu yang sama dibidang ekuator dibentuk fesikula-fesikula yang terbentuk dari badan golgi. Kemudian lamela tengah terbentuk dari lenyapnya fesikula-fesikula dan terbentuk dari fragmoplas



yang



menyebabkan



melebur



kekentalan



bersama



meningkat



fesikula-fesikula hal



ini



yang



sehingga



menyebabkan



terbentuknya lamela tengah. Setelah itu membran sel menisitesis selulosa untuk pembentukan dinding primer baru. Sel mengalami pembesaran dan mengakibatkan tekanan dalam sel meningkat yang dinamakan tekanan turgor. Tekanan ini menyebabkan dinding sel lama hancur dan digantikan dinding sel baru atau dinding sel primer. Tahap selanjutnya, sel berpisah pada lamela tengah sehingga membentuk ruangan diantara kedua sel, pada proses ini disebut masrasi. Pada beberapa bagian dinding sel terdapat bagian yang tidak mengalami penebalan, pada bagian ini yang disebut dengan noktah atau biasa cela ini disebut juga dengan plasmodesmata yang berfungsi



sebagai



jalan



penghubung



diantara



kedua



sel



yang



memungiinkan sel ini dapat berinteraksi Dinding sel tumbuhan jauh lebih tebal daripada membran plasma, berkisar dari 0,1 μm sampai beberapa mikrometer. Komposisi dinding sel yang pasti bervariasi antara spesies yang satu dengan spesies yang lain dan



10



bahkan antar tipe sel yang satu dengan tipe sel yang lain pada tumbuhan yang sama, namun rancangan dinding sel konsisten.



Gambar 1. Struktur Dinding Sel Dinding sel pada tumbuhan juga mengandung enzim seperti hidrolase, esterase, peroksidase dan transglycolase dan juga mengandung protein struktural dan kristal silika. Dinding sel pada tumbuhan terdiri dari tiga lapisan yaitu lamella tengah, dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Lamella tengah adalah lapisan yang pertama terbentuk selama pembelahan sel. Lapisan ini kaya akan pektin, ini adalah lapisan terluar bergabung dengan sel-sel tumbuhan yang berdekatan.



11



Gambar 2. Gambar Lamela Tengah Dinding sel primer dibentuk setelah lamella tengah. Dinding sel terdiri atas senyawa pektin, hemiselulosa dan glikoprotein. Lapisan ini terdiri dari kerangka selulosa mikro-fibril dalam matriks gel. Dinding sel primer adalah lapisan fleksibel tipis dan lapisan yang dapat diperluas. Fungsi



dinding



sel



primer



berkenaan



dengan



fleksibilitas



dan



ekstensibilitas protoplas. Dinding primer memiliki kandnga hemiselulosa yang tinggi bila dibandingkan dengan selulosanya. Dalam dinding primer terdapat juga substansi pekat.



Gambar 3. Gambar Dinding Sel Primer Dinding sel sekunder adalah lapisan tebal yang terbentuk didalam dinding sel primer. Dinding sel sekunder sangat kaku sehigga dapat memeberikan kekuatan pada tumbuhan. Dinding sel sekunder terdiri atas 12



selulosa, hemiselulosa dan lignin. Dinding skunder ditandai oleh adanya struktur yang khas berupa mikrofibril yang tersusun secara paralel dan rapi untuk



setiap



lapisnya,



kaku,



dan



non



ekstensibel.



Kandungan



hemiselulosanya lebih rendah dibandingkan dengan hemiselulosa yang terdapat pada dinding primer. Penyusun utama dinding skunder adalah selulosa.



Gambar 4. Gambar Dinding Sel Sekunder Dinding skunder adalah struktur multilapis terdiri atas tiga lapisan S1, S2, dan S3. Mikrofibril-mikrofibril ini tersusun paralel yang arahnya berbeda-beda untuk setiap lapisnya. Tidak semua lapisan S 1, S2, dan S3 ini ada pada setiap dinding skunder tanaman. Sebagai contoh lapisan S2 paling banyak dijumpai pada sel-sel kayu, yang mendominasi semua struktur dinding sel tumbuhan. Dinding skunder sering di dominasi oleh lignin dan hemiselulosa. Baik dinding primer maupun dinding skunder, keduanya berfungsi sebagai penguat. Dinding primer terdapat pada jaringan yang masih muda saja atau jaringan pada titik tumbuh. Kalau dinding skunder telah terbentuk maka dinding primer akan kehilangan ekstensibelitasnya. Hasil studi terhadap dinding primer tanaman. “sycamore”, ditemukan adanya tiga bentuk polisakarida non selulosa, yaitu Rhamnogakturoanan, xiloglukan dan arabinogalaktan. Karakteristik Fleksibelitas dan ekstensibelitas



Dinding primer



Dinding skunder



Tinggi



Rendah



13



Ketebalan Arah mikrofibril Pertumbuhan Material kristal Kandungan selulosa Kandungan hemiselulosa Kandungan lemak Kandungan protein



Dinamis Tak teratur Disisipkan



Statis Paralel rapi tiap lapis Aposisi atau dilapiskan



Mencapai 40% Rendah



Mencapai 70% Tinggi



Mencapai 50%



Mencapai 25%



5-10% Mencapai 5%



Sedikit atau tidak ada Rendah



Komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan adalah polisakarida. Dinding sel adalah struktur bifase. Dimana bagian luar membungkus bagian yang ada disebelah dalam. Bagian dalam berupa matriks yang amorf. Polisakarida penyusun dinding sel terdiri dari gula- gula (monosakarida) melalui ikatan glikosidik. Ada tiga macam polisakarida penyusun dinding sel tumbuhan tinggi, yaitu selulosa, hemiselulosa, dan polisakarida pektat atau sering disebut substansi pektat, terdapat pula protein structural pada dinding primer, dan plastik biologik sebagai pengisis dan penutup permukaan luar dari dinding primer maupun dinding sekunder. 1.



Selulosa Selulosa mempunyai tiga radikal hidoksil dari tiap satuan glukosa yang menjadi penyusunnya. Oleh karena itu, selulosa dapat membentuk ester.4 Selulosa terdapat baik pada dinding primer maupun pada dinding skunder. Walaupun selulosa terdapat pada dinding primer maupun dinding skunder, namun yang paling banyak diperlajari dari dinding skunder. Hal ini terjadi karena penyusun dinding skunder sebagian besar adalah selulosa. Kira-kira 48% dari berat kering kayu terdiri atas selulosa, dan serat kapas kering mengandung kira-kira 98% selulosa. Berat molekulnya sangat besar, strukturnya linier, polimer dari glukosa dengan ikatan



Damin Sumardjo, Pengantar Kimia: Buku Panduan Kulliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1 Fakultas Bioeksakta, (Jakarta: Buku Kedokteran EGC, 2009), hlm. 231 4



14



β -1,4-glikosidik, setiap molekul tersusun dari 8.000-15.000 unit glukosa. Selulosa pada sel tanaman membentuk serat atau mikrofibril. Tiap-tiap mikrofibril terdiri atas 40-70 rantai glukan.



Gambar 6. Selulosa 2.



Hemiselulosa Hemiselulosa adalah heteropolimer dan sangat bercabang.5 Yang termasuk hemiselulosa adalah xilan, arabinoxilan, galaktomannan, dan xiloglukan. Hemiselulose mempunyai ciri-ciri diantaranya struktur tulang punggung dengan ikatan β -1,4 rantai pendek, sering hanya dengan satu macam gula saja, dan struktur tiga dimensinya yang sukar membentuk Kristal. Walaupun material ini sukar membentuk Kristal, tetapi dapat membentuk Kristal bila bertemu dengan selulosa. Fungsi hemiselulosa adalah sebagai pelapis atau pembungkus mikrofibril selulosa, yang bertindak sebagai substansi perekat.



Poppy Diana Sari, dkk., Delignifisikasi Bahan Lignoselulosa, (Jawa Timur: CV. Penerbit Qiara Media, 2019), hlm. 8 5



15



Gambar 7 Hemiselulosa 3. Pektin Pektin adalah polisakarida komplek dengan struktur bervariasi. Pektin mrupakan Salah satu keistimewaan dari pektin adalah mempunyai gugus asam yang diberikan oleh asam glukoronat dan asam galakturonat. Strukturnya sangat bercabang, bersifat asam, mengandung gugusan karboksil, dan bermuatan negativ e pada pH fisiologik.



Gambar 8 Pektin a. Protein dan struktural dan plastic biologic Dinding sel juga mengandung komponen nonpolisakarida. Salah satu diantaranya adalah protein. Protein dapat diisolasi dari dinding primer. Protein sangat kaya akan hidroksiprolin yang dapat mencapai lebih dari 25%. Protein juga mengandung peptida triptat terdiri atas Ser-Hyp4 (Serin-Hidroksiprolin) yang 16



dengan arabinose tetrasakarida glikosdik berikatan membentuk hidroksiprolin. Di bagian lain hidroksiprolin berikatan dengan dengan glukosa dan galaktosa. Struktur tiga dimensi protein ini menjadi sangat kaku, panjang, dan tahan terhadap pemecahan enzim proteolitik. Walapun fungsinya dalam dinding sel belum diketahui diperkirankan bahwa makro- molekul ini memainkan peran dalam pengorganisasian sel. Komponen penysun dinding sel pada setiap spesies tentunya berbeda. Tidak seperti tumbuhan yang tersusun atas polisakarida jamur tersusun atas khitin dan glukan. Khitin adalah polimer yang spesifik pada dinding sel jamur dan khitin inilah yang membedakan dengan dengan dinding sel tumbuhan. Khitin merupakan komponen utama penyusun dinding sel fungi yang berbentuk filamen. Peranannya dalam dinding sel fungi seperti selulosa pada dinding sel tumbuhan tinggi. Strukturnya mirip dengan selulosa , yaitu homopolisakarida linier dengan ikatan β- (1,4)Glc Nac. Polimer ini berbentuk fibril dengan tebal antara 10-25 nm. Biosintesis khitin dibantu oleh enzim khitin sintetase yang terdapat pada suatu badan atau granula pada membran sel yang disebut khitosom. Bila enzim di inkubasikan dengan UDPGlcNAc rangkaian khitin akan terbentuk berupa mikrofibril. Mikrofibril tersusun dari rangkaian khitin sejenis. Glukan adalah polimer D-glukose, polimer yang juga turut membentuk dinding sel jamur. Polimer ini ditemukan pada berbagai spesies atau jenis, tetapi terdapatnya pada dinding sel fungi merupakan kekecualian. Terjadi perbedaan pendapat tentang adanya glukan pada sel jamur ini, sehingga jamur dianggap sebagai tumbuhan. Konfigurasi β lebih umum diketahui dalam ikatan interunit, biasanya kombinasi antara ikatan β-1,3 dengan ikatan β-1,6 glukan. Glukan sangat baik



17



untuk kerangka sel karena sukar larut dan merupakan material kristal yang sangat keras. Biosintesis dari β-glukan sampai sekarang belum dengan jelas. Enzim untuk sintesis β-glukan mungkin terdapat dipermukaan luar membran, dan menggunakan UDP-glukosa sebagai substrat dalam polimerisasinya. Yang menarik dalam sintesis khitin maupun glukan karea enzim yang turut memacu sintesis ini ada dalam bentuk aktif dan pasif. Mekanisme aksinya sedang dipelajari untuk memperoleh kejelasan pada dinding fungi yang sedang tumbuh. Pertumbuhan dinding sel hifa terbatas pada bagian ujung, dan ini diasumsikan bahwa seluruh biosintesis yang terjadi di seluruh permukaan hifa juga menggunakan enzim tersebut. E.



Fungsi Dinding Sel Dinding sel merupakan salah satu komponen penting di dalam suatu tumbuhan. Karena dinding sel merupakan sebuah fitur khusus dalam sel yang memiliki berbagai macam fungsi. Berikut beberapa fungsi dari dinding sel :6 a. Menentukan bentuk, kekuatan, serta dukungan pada tumbuhan Sebagian besar dinding sel terdiri atas selulosa yang di dalamnya terdapat ribuan molekul D-glukosa, dimana antara molekul yang satu dan yang lainnya saling terikat melalui ikatan hidrogen yang sangat kuat, sehingga menciptakan kekakuan serta tekstur sel yang kokoh. Kondisi tersebut nantinya akan membantu tumbuhan untuk dapat berdiri dengan tegak meskipun tumbuhan tidak memiliki kerangka tulang. Oleh karena itulah maka dinding sel sering disebut sebagai kerangka serta memiliki tanggung jawab dalam menentukan serta



Rizki Nifsi Ramdhini, dkk., Anatomi Tumbuhan, (Lampung: Yayasan Kita Menulis, 2021), hlm. 35 6



18



memelihara bentuk sel. b. Melakukan pengontrolan terhadap tekanan turgor Tekanan turgor merupakan tekanan yang dipakai oleh konstituen sel pada dinding sel. Tekanan turgor dapat ditentukan dengan adanya kuantitas air yang ada pada vakuola.yang sesuai dengan tekanan osmofotik secara langsung. Gaya yang terjadi pada dinding sel membuatnya menjadi tidak fleksibel dan gaya tersebut akan disalurkan kembali ke sel. Kondisi tersebut menyebabkan tumbuhan menjadi kaku serta dapat berdiri tegak. Namun hal yang perlu diperhatikan adalah adanya keseimbangan antara tekanan serta kekakuan pada dinding sel. Karena jika terdapat tekanan yang berlebihan, hal tersebut akan menyebabkan sel menjadi pecah. Sedangkan apabila tekanan yang dihasilkan sangat kurang, hal tersebut akan membuat sel menjadi lembek. c. Sebagai lalu lintas zat-zat penting bagi tumbuhan Karena memiliki sifat semi-permeabel, maka fungsi lain dari dinding sel adalah membantu pengaturan difusi materi melalui apoplast yang pada akhirnya kondisi tersebut memungkinkan terjadinya pertukaran zat, misalnya saja peristiwa keluar masuknya protein serta molekul kecil dari sel. Selain itu, juga akan terjadi pendistribusian zat penting lain seperti karbondioksida dan air ke seluruh sel tumbuhan dengan bantuan dinding sel ke kontak dinding sel. Dengan kata lain, dinding sel dapat memelihara homeostasis di dalam sel. d. Melindungi dari ancaman bahaya Karena tumbuhan memiliki sifat yang tidak dapat bergerak atau berpindah dari tempatnya, maka tumbuhan tersebut akan lebih membutuhkan adanya perlindungan dari bahaya apapun. Dengan kemampuannya yang dapat menjadikan tumbuhan kaku serta serta



19



dapat melindungi tumbuhan dari adanya stres mekanik sel, maka dinding sel telah dianggap sebagai garis pertahanan pertama pada tumbuhan dalam upaya perlindungan dari serangan patogen serta mikroorganisme berbahaya. e. Tempat menyimpan karbohidrat Dinding sel pada tumbuhan juga mampu bertindak sebagai cadangan



karbohidrat



yang



nantinya



dapat



digunakan



untuk



menghadapi berbagai keadaan yang mengerikan maupun dapat digunakan oleh tumbuhan pada proses metabolik lainnya. f. Sebagai sumber signal Di dalam dinding sel terdapat senyawa oligosaccharins yang dapat merangsang sintetis etilen, kitinase, serta enzim lainnya di dalam sel, sehingga senyawa tersebut bertindak sebagai hormon bagi sel. Dalam sebuah ledakan oksidatif, pelepasan enzim dapat menghasilkan oksigen yang memiliki keterkaitan dengan peroksida, superoksida, maupun senyawa lainnya yang dapat menyerang patogen atau mikroorganisme berbahaya serta dapat membuat dinding sel menjadi lebih kaku dan tidak mudah untuk ditembus. Dengan kata lain, dinding sel bertindak sebagai sumber signal molekul biologis aktif.



20



BAB III PENUTUP



A.



Kesimpulan Matriks ekstraseluler adalah sekumpulan protein fibrosa yang melekat pada gel polisakarida terhidrasi. Adapun matriks ekstraseluler ada dua yaitu matriks ekstraseluler hewan dan matriks ekstraseluler tumbuhan. Matriks ekstraseluler hewan, terdiri atas serabut-serabut dan substansi dasar. Sedangkan substansi dasarnya terdiri atas proteoglikan dan glikoprotein. Adapun matriks ekstraseluler sel hewan berfungsi dalam penyanggah, perekatan, pergerakan, dan pengaturan. Sedangkan matriks ekstraseluler tumbuhan terdiri atas serabut atau serat yang dikelilingi oleh substansi dasar. Serabut penyusun tumbuhan adalah selulosa, sedangkan substansi dasar yang mengelilingi terdiri atas kelompok karbohidrat dan glikoprotein. Dinding sel memiliki struktur sangat kaku dan berfungsi untuk mempertahankan bentuk sel dan melindungi dari lisis osmotik. Dinding sel tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya langsung. Adapun fungsi dinding sel Menentukan bentuk,



kekuatan,



serta



dukungan



pada



tumbuhan,



melakukan



pengontrolan terhadap tekanan turgor, sebagai lalu lintas zat-zat penting bagi tumbuhan, melindungi dari ancaman bahaya, tempat menyimpan karbohidrat, dan sebagai sumber signal. B.



Saran Matriks Ekstraseluler dan dinding sel merupakan sel yang sangat khusus baik dari segi struktur dan fungsinya. Oleh karena itu perlu pengkajian yang mendalam mengenai materi ini. Semoga makalah mengenai matriks ekstraseluler dan dinding sel ini dapat menjadi salah satu bahan referensi untuk menambah pengetahuan mengenai matriks ekstraseluler dan dinding sel.



21



DAFTAR PUSTAKA



Campbell, N.A., J.B. Reece, & L. G. Mitchell. 2010. Biologi Edisi ke-8 Jilid 1. Jakarta: Erlangga. Gendron R, dkk. 1999. Inhibition of the activities of MMP 2, 8 and 9 by chlorhexidine. Clin Diag Lab Immuno. Lestari, Tika. Dinamika Struktur Dinding Sel Bakteri. Surabaya: CV. Jakad Media Publishing. Mulyani, S. 2006. Anatomi Tumbuh-Tumbuhan. Yogyakarta: PT Kanisius. Nifsi, Rizki Ramdhini, dkk. 2021. Anatomi Tumbuhan. Lampung: Yayasan Kita Menulis. Sari, Maya. 2015. 6 fungsi dinding sel pada tumbuhan. https://dosenbiologi.com/ tumbuhan/fungsi-dining-sel-pada-tumbuhan/amp. (Online) . diakses pada tanggal 3 September 2021. Sari, Poppy Diana, dkk. 2019. Delignifisikasi Bahan Lignoselulosa. Jawa Timur: CV. Penerbit Qiara Media. Sumadi, Marianti Aditya. 2007. Biologi Sel. Yogyakarta: Graha Ilmu. Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kulliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1 Fakultas Bioeksakta. Jakarta: Buku Kedokteran EGC.