Dinding Sel Tumbuhan

DINDING SEL TUMBUHAN

A.    Sejarah Dinding Sel

Struktur tumbuhan tersusun atas banyak sel dan jaringan. Diantaranya komponen penyusun utama pada sel tumbuhan yaitu dinding sel, sitoplasma, dan inti sel. Di dalam sitoplasma terdapat retikulum endoplasma, badan golgi, mitokondria, plastida, badan mikro, ribosom, sfreosom, mikrotubula, dan vakuola. Dalam hal ini penulisan difokuskan pada komponen terluar dari struktur tumbuhan yaitu, dinding sel.

 Pada abad ke 17 pertama kali ditemukannya dinding sel, sehingga sejak itu ada banyak penelitian dengan berbagai metode untuk mendukung kemajuan dalam bidang ini. Adanya dinding sel pada tumbuhan adalah ciri utama sebagai pembeda dari sel hewan (Mulyani, 2006).

B.    Pengertian Dinding Sel dan Fungsinya

Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan yang sifatnya lebih kaku karena banyak mengandung selulosa sehingga dinding sel dapat memberi bentuk pada tumbuhan dan sebagai penyokong tumbuhan.

Dinding sel merupakan satu bentuk perluasan dari matriks ekstraseluler yang melindungi sel tanaman diluar membran sel. Umumnya dinding sel pada tumbuhan bersifat lebih tebal, kuat dan lebih kaku dibandingkan dinding sel hewan (Subowo, 1995).

Dinding sel terletak pada bagian terluar dari sel tumbuhan yang tersusun atas selulosa, hemielulosa, pektin dan protein struktural lainnya. Dinding sel berfungsi dalam menautkan antara sel satu dengan sel yang lainnya yang berdekatan sehingga dapat membentuk suatu tumbuhan yang utuh dan kompleks.  Selain itu, dinding sel juga berfungsi memberikan perlindungan bagi organel-organel sel didalamnya dan sebagai pemberi bentuk pada tumbuhan yang dianalogikan sebagai rangka serta berguna dalam transport cairan didalam sel (Santoso, 2016 ).

Dinding sel memiliki fungsi sebagai penyokong organ bagi tumbuhan yang berperan penting dalam proses metabolisme diantaranya penyerapan, transpirasi, translokasi dan sekresi tumbuhan (Mulyani, 2006).

C.     Struktur Dinding Sel

Komposisi utama penyusun dinding sel terdiri dari selulosa, hemiselulosa, pektin dan protein struktural. Bahan utama penyusun dinding sel adalah selulosa yang merupakan polisakarida. Molekul ini adalah rantai glukosa yang memiliki panjang 4 mm yang membentuk berkas disebut mikrofibril selulosa.selulosa akan  bergabung dengan polisakarida yang lain yaitu hemiselulosa. Hemiselulosa adalah kelompok molekul polisakarida heterogen yang berikatan kuat di setiap mikrofibril sehingga membentuk jalinan kompleks yang bersilang antar lamela. Jalinan mikrofibril selulosa dan hemiselulosa diperkut oleh pektin. Pektin ialah polisakarida heterogen yang banyak mengandung residu asam galakturonat yang bermuatan negatif. Oleh sebab itu,  pektin dapat mengikat air dan dikelilingi kation. Adapun senyawa lain yang terdiri dari bahan organic seperti kutin yang terdapat pada epidermis, suberin terdapat pada jaringan pelindung sekunder yang dikenal dengan sebutan gabus dan lilin yang merupakan lapisan gabungan antara kutin dan suberin yang menutup dinding luar epidermis.

Komposisi utama penyusun dinding sel

( Sumber : Fakhri, 2014)

Komposisi Membran Plasma

(Sumber : Apbiomaedahs.webly.com)

Berdasarkan perkembangan dan struktur jaringan tumbuhan terdapat tiga lapisan dinding sel yaitu:

1. Lamela tengah atau lapisan antar sel, lapisan ini terletak diantara dua dinding primer yang mengandung pektin dan enzim pektinase sebagai pelarut pektin yang menyebabkan penguraian jaringan menjadi sel individual. Pada lapisan ini pula terdapat lignin yang kompleks. Lapisan ini berfungsi sebagai pereka pada sel yang lain yang berdekatan.
2. Dinding primer, lapisan ini merupakan lapisan sel pertama yang berkembang sebagai sel baru. Berfungsi sebagai lapisan yang aktif membelah selama sel berkembang maka lapisan ini sel terus melakukan pertumbuhan.
3. Dinding sekunder,  lapisan ini terbentuk disebelah dalam dinding primer. Didalam lapisan sekunder terdiri dari tiga lapisan yaitu lapisan luar, lapisan tengah dan lapisan dalam. berfungsi sebagai penyokong pada tumbuhan karena pada lapisan ini sel mengalami penabalan oleh zat lignin melalui proses lignifikasi sehingga menjadi keras dan kaku. (Mulyani, 2006).

Lapisan pada Dinding Sel

(Sumber :E-Learning Unsri) 

D.    Noktah

Noktah adalah bagian dinding sel yang tipis yang terbentuk setelah dinding sel sekunder. Noktah sebagai celah tempat senyawa yang lewat dari sel satu ke sel yang lainnya. Setiap noktah memiliki pasangan yang berhadapan pada dinding sel tetangganya. Selaput yang dibentuk oleh lamela tengah dan dinding primer akan memisahkan dua ruang noktah yang disebut selaput noktah. Sedangkan celah pada sisi dalam dinding sel tersebut disebut celah noktah.

Ada dua tipe noktah yaitu noktah biasa dan noktah berhalaman. Noktah biasa tidak  dapat mengalami pertumbuhan dinding sekunder. Noktah buta  ialah noktah yang tidak memiliki pasangan dan terdapat ruang antar sel didepannya. Dua noktah yang berpasangan dengan noktah besar disebut noktah majemuk unilateral. Terdapat noktah biasa bercabang yang merupakan ruang noktah yang berdiameter sama dengan dinding bagian dalam yang membentuk saluran bercabang menuju permukaan dinding sel bagian luar, noktah ini terbentuk dari beberapa peleburan noktah yang bertambah dari lapisan dinding sekunder kearah sentripetal.

Pada noktah berhalaman, dinding sekunder akan mengalami perkembangan melalui ruang noktah untuk membentuk lengkungan. Lengkungan dinding sekunder akan membentuk bagian dari ruang noktah dan celah noktah. Saluran noktah akan dibentuk oleh dinding sekunder yang tebal terletak di antara lumen sel dan ruang noktah. Saluran noktah yang menghadap ujung lumen disebut celah dalam dan celah yang berdekatan dengan ruang noktah disebut celah luar. Penebalan selaput noktah yang berada dibagian tengah dari noktah berpasangan akan membentuk seperti cakram yang disebut torus

Noktah

( Sumber : Mulyani, 2016 )

E.    Plasmalemma

Plasmalemma adalah lapisan atau selaput tipis yang tersusun atas senyawa kimia lipoprotein atau gabungan dari senyawa lemak atau lipid. Penyusun selaput plasma atau plasmalemma atau biasa dinamakan membran sel yang terletak dibagian luar. Lipoprotein terdiri atas tiga lapisan yaitu protein, lipid dan trilaminer layer. Lemak bersifat hidropobik merupakan senyawa yang tidak larut dalam air dan protein bersifat hidrofilik yaitu senyawa yang dapat larut dalam air. Oleh sebab itu, plasmalemma ini bersifat selektif permeabel atau semi permeabel.  Selektif permeabel adalah hanya beberapa senyawa tertentu saja yang dapat masuk atau melewatinya.

Membran sel berfungsi sebagai transportasi zat yang keluar masuk dari sel satu ke sel yang lain. Selain itu, sel tumbuhan mempunyai hubungan interseluler (hubungan antar sel) yang dikenal dengan plasmodesmata. Plasmodesmata adalah saluram halus yang berdiameter 20-40nm berfungsi sebagai jembatan penghubung yang menghubungkan sitoplasma antarsel yang bersebelahan. Plasmodesmata terbentuk dari perpanjangan arah luar membran sel-sel yang bersebelahan (Santoso, 2016).

Plasmalemma

(Sumber : Physiology plus)

F.      Pembentukan dan Perkembangan Dinding Sel

Ada beberapa pendapat mengenai teori pertumbuhan atau penebalan dinding sel, antara lain :

1.    Pertumbuhan dilakukan dengan aposisi, ialah penambahan lapisan baru ke arah sentripetal. Penebalan lapisan baru seolah melekat pada dinding sel yang lama yang sudah terbentuk pada lapisan pertama. Pelekatan ini akan membuat dinding sel tampak berlapis seperti lamella penebalan, sehingga terbentuk suatu ruang sel atau lumen yang sempit.

2.    Pertumbuhan mozaik, yaitu pertumbuhan yang terjadi karena adanya tekanan turgor yang membuat tekstur serabut dalam daerah dinding sel menjadi longgar lalu diperbaiki dengan menimbun mikroserabut baru dalam celah karena desakan. Pertumbuhan ini melibatkan hormon, protein dan enzim yang terdapat dalam dinding sel.

3.    Pertumbuhan multinet, merupakan menebal dan meningkatnya permukaan dinding primer melalui pemisahan mikroserabut melintang, yang mulanya transversal berubah jadi memanjang.

Semua sel berkembang dari pembelahan sel induk. Pada masa pembelahan sel tumbuhan memiliki proses yang kompleks, selama masa pembelahan sel dinding sel belum terbentuk, membran sel dan substansi interseluler belum dapat dibedakan. Namun setelah pembelahan sel selesai, dinding sel mulai dapat dilihat pada bagian luar membran sel (Hidayat, 1995).

Adapun masa pertumbuhan dinding sel pada tumbuhan diikuti atas dua proses, yaitu proses pembelahan sel dan proses pemanjangan sel. Pada proses pembelahan sel terjadi pada jaringan meristematik (embrionik) yaitu jaringan muda yang masih aktif membelah seperti pada ujung akar. Selanjutnya pada proses pemanjangan sel jaringan muda tadi akan mengalami diferensiasi dibantu oleh hormon auksin sehingga tumbuh menjadi jaringan dewasa dan kehilangan sifat embrionalnya.

Proses pembentukan dinding sel dimulai dari tahap pembelahan sel secara mitosis tepatnya pada tahap telofase. Pada tahap ini fragmoplas akan meluas dan membuat barisan atau deretan. Fragmoplas adalah gelendong plasma yang terlihat pada pembelahan mitosis yang menyatu menuju kutub sel. Pada saat yang sama, dibidang ekuator  terbentuk cawan sel yang dibentuk oleh protoplas. Protoplas adalah sel tumbuhan yang tidak memiliki dinding sel atau sudah tereduksi. Protoplas akan membentuk fragmoplas dibagian dalam, namun pada bidang ekuator mikrotubula fragmoplas tidak tampak. Cawan sel yang semakin meluas akan membuat mikrotubula fragmoplas bergerak mendekati dinding sel yang membelah. Mikrotubula atau mikrotubulus berfungsi sebagai pembentuk sel saraf muda yang pada akhirnya akan mendukung pertumbuhan dan pemanjangan sel ke arah tertentu. Dalam pembentukan dinding inti dan anak inti sel muda akan mencapai tahap tertentu pada waktu cawan sel belum mencapai pembelahan dinding sel. Fragmoplas akan lenyap saat cawan sel sudah sampai disemua bagian dinding sel yang membelah, cawan sel akan berubah bentuk menjadi senyawa antar sel atau lamela tengah dengan lebih kental. Terdapat lamela tipis yang dihasilkan oleh protoplas sel anak yang berada dikedua sisi lamela tengah. Proses ini adalah tahap awal dalam perkembangan dinding baru sel anak. Mikro-serabut yang mengandung selulosa dan matriks yang terdiri dari senyawa pektin dan hemiselulosa merupakan struktur dinding sel anak. Serabut selulosa dalam berhubungan dengan plasmalemma yang berorientasi pada tepi mikrotubula sitoplasma. Dinding primer sel induk akan memisahkan lamela tengah lama dan baru sehingga terdapat suatu rongga yang terus membesar mencapai lamela tengah sel induk sehingga terjadi hubungan antara lamela tengah baru dan lamela tengah sel induk. Apabila senyawa antar sel tidak mengisi rongga tersebut akan terbentuk rongga antar sel yang dinamakan plasmodesmata.

Dinding sekunder  tersusun atas mikro-serabut-selulosa yang merupakan matriks yang terdiri dari polisakarida, hemiselulosa, lignin, suberin, kutin, lilin, tannin, garam anorganik dan senyawa lainnya. Perkembangan dinding sekunder terjadi pada permukaan dalam dinding primer.  Struktur dinding sekunder sama dengan struktur dinding primer yaitu terdiri atas mikroserabut selulosa dan matriks non selulosa.

Dinding primer sel muda akan mengalami ketebalan dan perentangan pada bagian permukaan selama sel tumbuh. Pada dinding primer tertentu yang tidak mengalami penebalan maka dikatakan noktah primer. Sifat khas dari noktah primer ini ialah ada untaian protoplasma yang tipis yang disebut plasmodesmata yang berfungsi menghubungkan protoplas sel satu dengan protoplas sel tetangga. Plasmodesmata terletak didalam noktah primer dan khusus pada sel hidup dewasa dinding sekunder sejumlah besar plasmodesmata terdapat pada selaput noktah. 

Noktah Berhalam

(Sumber : Pusat Biologi.com)

DAFTAR PUSTAKA

Aryulina, Diah. 2007. Biologi 1 SMA dan MA untuk Kelas XI. Jakarta ; Esis.

Fahn, A. 1989. Plant Anatomy of Seed Plants. New Delhi: Bhattacharya for Wiley Eastern Limited.

Firmansyah, Rikky. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Biologi. Jakarta ; Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Hidayat, Estiti. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbiji. Bandung : ITB.

Mulyani, Sri. 2006. Anatomi Tumbuhan. Yogyakarta : Kasinus.

Nugroho, Hartanto. 2006. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan. Jakarta : Penebar Swadaya.

Santoso, Maria Lusi. 2016. Biologi Molekuler Sel. Jakarta : Salemba Teknika.

Subowo. 1995. Biologi Sel. Bandung : Angkasa.

Sutrian, Yayan. 2011. Pengantar Anatomi Tumbuh-Tumbuhan Tentang Sel dan Jaringan. Jakarta : Rineka Cipta.

Starr, Cecie, Ralph Taggart, C. Evers dan Lisa Starr. 2012. Biologi” Kesatuan dan Keragaman Makhluk Hidup Edisi 12 Buku 1. Jakarta : Salemba Teknika.

Apbiomaedash. Weebly.com.

Ask. Learncbse. In. Structure of the Cell Wall.

Fakhri, M. 2014. Definisi Biokima dan Sel. Lecture.ub.ac.id.

Physiologiplus.com.

Saefudin. Biologi Sel. Jurnal Pendidikan Biologi. FMIPA. Upi.edu.

Widayah, Sri. 2012. Selaput Plasma S( Plasmalemma ). g.excess.com.