Biologi Sel

Sitoskeleton atau rangka sel tersusun atas tiga jenis serabut yang berbeda yaitu, mikrofilamen, mikrotubulus, dan filamen intermediar.

1) Mikrofilamen
Mikrofilamen adalah rantai ganda protein yang bertaut dan tipis. Mikrofilamen tersusun atas dua macam protein, yaitu aktin dan miosin. Mikrofilamen banyak terdapat pada sel-sel otot. Mikrofilamen mempunyai diameter 7 nm sehingga pengamatannya harus menggunakan mikroskop elektron.

2) Mikrotubulus
Mikrotubulus adalah rantai-rantai protein yang membentuk spiral. Spiral ini membentuk tabung berlubang yang panjangnya mencapai 2,5 mm dengan diameter 25 nm. Mikrotubulus tersusun atas protein yang dikenal sebagai tubulin. Mikrotubulus merupakan penyusun sitoskeleton yang terbesar. Mikrotubulus terdapat pada gelendong sel, yaitu berupa benang-benang spindel yang menghubungkan dua kutub sel pada waktu sel membelah. Gerakan kromosom dari daerah ekuator ke kutub masing-masing pada anafase dikendalikan oleh mikrotubulus. Dengan demikian, mikrotubulus mempunyai fungsi mengarahkan gerakan komponen-komponen sel, mempertahankan bentuk sel, serta membantu dalam pembelahan mitosis.

3) Filamen Intermediar
Filamen intermediar adalah rantai molekul protein yang membentuk untaian yang saling melilit. Filamen ini berdiameter 8 – 10 nm. Disebut serabut intermediar karena ukurannya di antara ukuran mikrofilamen dan mikrotubulus. Serabut ini tersusun atas protein yang disebut fimentin, tetapi tidak semua sel filamen intermediarnya tersusun atas fimentin. Misalnya sel kulit filamennya tersusun atas protein keratin. Perhatikan Gambar untuk mengetahui susunan sitoskeleton.

Bio Info

Mikrofilamen Protozoa

Pada sel-sel Protozoa, misalnya Amoeba sp., mikrofilamen berperan dalam pembentukan psudopodia, gerakan sel, dan gerakan-gerakan sitoplasma. Selain itu, mikrofilamen berperan dalam pembelahan sel, yakni terbelahnya sel menjadi dua sel anakan karena ditarik oleh mikrofilamen yang menghubungkan membran.

B. Mikrofilamen

Ada 3 macam menurut besarnya :

1. filamen aktin

2. filamen sedang

3. filamen miosin

filamen aktin diameter 6 nm, banyak terdapat pada otot polos dan sel-sel yang memiliki tonjolan gerak. Filamen sedang diamter 7 – 10 nm, banyak terdapat pada desmosom dan sel saraf. Pada sel saraf disebut neurofilamen. Filamen miosin diameter > 10 nm, banyak terdapat pada otot llurik dan sel-sel yang memiliki tonjolan gerak. Ketiga macam mikrofilamen itu membina rangka sel (sitoskelet), dan bersama mikrotubul berperan penting untuk segala hal yang menyangkut gerakan atau pergerakan.

Amoeba, yang bergerak dengan pseudopoidia, juga karena adanya mikrofilamen dalam sitoplasma. Amoeba memiliki 2 macam filamen. Keduanya membuat sitoplasma tampak di bawah mikroskop, mengalir ke Pseudopodia ketika bergerak.

Pollard (1976) membagi protein sitoplasma yang kontraktil (dapat berkerut) atas 3 golongan : 1) protein pembangkit tenaga, 2) protein pengontrol, 3) protein struktur.

Protein pembangkit tenaga terdiri dari aktin dan miosin. Protein pengontrol terdiri dari tropomiosin, tropodin-C, kofaktor dan kinase. Protein struktur terdiri dari spektrin, protein pengikat aktin, alfa-aktinin, dan beta-aktinin.

Semua sel eukaryota mengandung aktin dan miosin. Miosin dalam kadar rendah, aktin dalam kadar tinggi. Aktin menangani masalah pergerakan sel, (bersama miosin) serta membina rangka sel yang pertama. Suatu sel dapat kontraktif jika aktin dan miosin berinteraksi, dan ini oleh kehadiran zat lain yang disebut di atas, plus ion Ca.

Protein kelompok dua berperan untuk mengatur interaksi aktin-miosin. Sedangkan protein kelompok tiga berperan dalam masalah struktur sel. Protein pengikat aktin membuat rantai silang dengan aktin, sehingga terbentuk jalinan, mengakibatkan terbentuknya suasana yang stabil dalam sel. Spektrin dikira mengakibatkan aktin ke membran sel, terutama ke junctional complex (desmosom). Alfa-aktinin terdapat dalam garis Z serat otot, sedangkan pada sel bukan-otot ia membantu interaksi membran-filamen. Alfa-aktinin terdapat pada ujung mikrovili jonjot usus halus. Beta-aktinin penyebab fragmentasi protein kontraktif. Aktin dan miosin sel bukan-otot sama sifatnya dengan aktin dan miosin yang membina serat otot sendiri

Semua miosin memiliki dua sifat :

1. berikatan dengan aktin secara reversibel (dapat kembali terurai)

2. sebagai katalisator hidrolisa ATP : untuk ini perlu kehadiran aktin.

Miosin adalah bipolar, memiliki dua kepala yang bundar dan satu ekor yang panjang. Kepala mengandung tempat melekat aktin (actin-binding site) dan tempat enzim ATPase. Ekor perlu untuk membentuk filamen. Jala mikrofilamen dalam sitoplasma terdiri dari aktin. Jala ini suatu ketika dapat lepas-lepas jadi filamen, jika terjadi reaksi dengan beta-aktinin, seperti jika sel berkerut (bergerak).

Mikrofilamen berperan dalam pergerakan sel dan peroksisom (Badan Mikro). Organel ini senantiasa berasosiasi dengan organel lain, dan banyak mengandung enzim oksidase dan katalase (banyak disimpan dalam sel-sel hati).

B. MIKROFILAMEN

1. Pengertian

Mikrofilamen adalah dua untaian aktin yang saling terjalin. Banyak mikrofilamen membentuk kumpulan atau jaringan pada berbagai tempat dalam sel. Adanya hal itu digabungkan dengan gerak sel. Bila sel hewan membelah menjadi dua, misalnya terbentuklah seberkas mikrofilamen dan memisahkan kedua sel anak tersebut.

Gambar 4: Sitoskeleton membuat sel mempunyai bentuk, merupakan tempat tertambatnya beberapa organel dan mengarahkan gerakan yang lain, dan mungkin membuat seluruh sel dapat bertukar bentuk atau bergerak. Sitoskeleton bahkan mungkin mempunyai pengatur yang penting, dengan secar mekanis menghantarkan sinyal dari permukaan sel ke bagian dalamya. Dalam mikrograf electron ini, yang dipersiapkan dengan metode yang dikenal sebagai pengetsaan-dalam (deep-etching), tampak mikrotubula dan mikrofilamen. Komponen ketiga, filament intermediet, tidak terlihat di sini.

2. Karakteristik

Ø Serat tipis (berupa aktin)

Ø Panjang diameternya 7 nm

Ø Aktin merupakan 10-15% dari protein total semua sel

Ø Di dalam sel bukan otot aktin biasanya terdapat dalam bentuk jaringan mikrofilamen (dengan diameter 5-7nm)

3. Komposisi

Ø Sub unit protein (aktin)

Gambar 5: F-Actin; surface representation of 13 subunit repeat based on Ken Holmes' actin filament model

4. Fungsi

Ø Mempertahankan bentuk sel (unsur penahan tarikan)

Ø Perubahan bentuk sel

Ø Kontraksi otot

Ø Pengaliran sitoplasma

Ø Motilitas sel (seperti pada pseudopodia)

Ø Pembelahan sel (pembentukan alur pembelahan)

Gambar 6: memperlihatkan fungsi dari mikrofilamen yaitu sebagai rangka sel sehingga dapat mempertahankan bentuk sel (unsur penahan-tarikan)

5. Mekanisme kerja

Mikrofilamen peranannya dalam pergerakan sel, khususnya sebagai bagian alat kontraksi sel otot. Kontraksi sel otot terjadi akibat filament aktin dan myosin yang saling meluncur melewati yang lain, yang akan memperpendek selnya. Dalam sel jenis lain, misalnya sabuk mikrofilamen yang berkontraksi akan membentuk alur pembelahan, sehingga sel tersebut terbagi menjadi dua sel anak. Kontraksi setempat yang disebabkan aktin dan myosin juga memainkan peran dalam gerakan ameboid (amoeba), dimana suatu sel merangkak sepanjang permukaan dengan cara memanjang dan mengalir ke dalam pemanjangan seluler yang disebut pseudopodia.

Gambar 7: agregat aktin-miosin bertanggung jawab atas kontraksi sabuk mikrofilamen yang berkontraksi akan membentuk alur pembelahan yang menjepit suatu sel hewan yang sedang membelah diri, sehingga sel tersebut akan terbagi menjadi dua bagian.