Sitoskeleton: Fungsi dan Struktur Lengkap

Sitoskeleton adalah rangka sel yang terletak pada sitosol. Sitoskeleton terdiri dari jaringan protein filamen pendukung membran plasma dengan fungsi menyokong stabilitas bentuk sel. Protein filamen tersebut terdiri atas filamen tengah (intermediet), mikrofilamen (filamen aktin), dan mikrotubulus. Filamen aktin dengan ukuran diameter 8 nm, mikrotubulus dengan ukuran diameter 25 nm, dan filamen intermediet dengan ukuran diameter 10 nm. Selain berfungsi sebagai kerangka sel, sitoskeleton juga berperan dalam memberikan kekuatan mekanik pada sel serta membantu pergerakan substansi dari satu bagian sel ke bagian yang lain. Protein penyusun serabut pada sitoskeleton terdiri dari aktin, tubulin, atau vimentin.

Sitoskeleton: Fungsi dan Struktur Lengkap

Sitoskeleton terdapat dalam semua sel, meskipun pada awalnya para ahli menganggap bahwa organel ini hanya terdapat pada sel eukariotik. Barulah kemudian setelah pengamatan dilakukan, sitoskeleton ditemukan juga pada sel prokariotik. Sitoskeleton ini terdiri jaring-jaring berkas protein. Sitoskeleton ini bertanggung jawab dalam hal mengokohkan bentuk sel, mengatur posisi organel, merayap di permukaan, dan berenang.

gambar sitoskeleton

1. Sitoskeleton Sel Eukariota

Sitoskeleton pada sel eukariota terdiri dari tiga jenis filamen, yaitu mikrofilamen, filamen intermediet, dan mikrotubulus. Ketiga filamen ini saling berkoordinasi dan terhubunga satu sama lain. Sitoskeleton memberikan bentuk dan struktur pada sel, dan molekul makro dari beberapa sitosol yang berfungsi menambah tingkat berhimpunnya molekul makro di dalam kompartemen. Membran seluler saling berinteraksi erat dengan unsur-unsur sitoskeletal. Beberapa bagian kecil molekul obat-obatan sitoskeletal melakukan interaksi dengan aktivitas mikrotubulus. Secara klinis, senyawa tersebut berguna untuk diaplikasikan dan membantu dalam studi tentang sitoskeleton.
komponen bagian sitoskeleton

1.1. Filamen Aktin (Mikrofilamen)

Filamen aktin atau mikrofilamen adalah filamen paling tipis dari sitoskeleton. Filamen aktin bentuknya menyerupai tongkat solid yang terbuat dari protein globular yang disebut actin. Inilah sebabnya sehingga mikrofilemen ini dinamakan filamen aktin. Aktin pada filamen berperan dalam pembentukan permukaan sel. Dalam pengamatan, mikrofilamen ini membentuk jaring-jaring trimata yang kaku karena sifatnya yang saling terikat dengan protein pengikat silang (cross linking). Mikrofilamen, strukturnya di atur oleh rho untuk kontraksi filamen akton-miosin. Pada bakteri, beberapa di antaranya mampu bergerak dengan filamen aktin, contohnya Listriea monocytogenes yang melakukan penyebaran dari sel ke sel dengan menginduksi penyusunan filamen aktin pada sitosol sel inang. 

Filamen aktin atau mikrofilamen seringkali berbentuk jaring atau gel karena sifatnya yang fleksibel. Mikrofilamen hampir menyerupai mikrotubulus, hanya saja lebih lembut dan banyak terdapat di dalam sel eukariotik. Filamen aktin terdiri dari polimer linear dari subunit mikrovili yang memproduksi kekuatan melalui perpanjangan di salah satu ujung filamen yang bergabung dengan penyusutan di bagian lainnya, sekaligus mengakibatkan pergerakan untai intervensi. Filamen aktin atau mikrofilamen juga berfungsi sebagai jalur bagi gerakan molekul miosin yang melekat di mikrofilamen dan berjalan di bagiannya.

1.1.1. Fungsi Filamen Aktin (Mikrofilamen)

Fungsi utama filamen aktin atau mikrofilamen adalah:
  1. Memutus galur pada sitokinesis He
  2. Pergerakan fagositosis dan amuboid
  3. Proses kontraksi otot, di mana filamen aktin membentuk protein motor dalam jaringan otot secara bergantian dengan serat tebal dari myosin.
  4. Bertanggung jawab dalam perubahan bentuk sel kontraksi otot
  5. Bertanggung jawab membentuk jaringan sub membran plasma untuk mendukung bentuk sel
  6. Menahan gaya tarik (tegangan)
  7. Mempertahankan bentuk sel 

1.2. Filamen Intermediet

Filamen intermediet berbentuk serat menyerupai tali, memiliki ukuran diameter 10 nm, dan sifatnya lebih stabil dari mikrovili karena sangat terikat. Filamen ini terletak di dalam inti sel dan sitoplasma yang terdapat pada sel hewan. Sebagaimana fungsi filamen lainnya, filamen intermediet berperan dalam menjaga bentuk sel. Filamen intermediet menjadi pengatur struktur internal sel, penahan organel, dan berfungsi sebagai bagian struktur lamina nuklir dan sarkomer. Filamen intermediet juga berfungsi untuk memberikan kemampuan mekanis pada sel menjadikan sel tahan terhadap peregangan dan tekanan yang terjadi pada dinding sel. Hal ini berarti, filamen intermediet dapat memberikan kekuatan pada dinding sel.

Polimerasi filamen menjadi dasar pada pembentukan filamen intermediet. Dua monomer filamen bersatu untuk membentuk struktur coil. Dimer ini akan bersatu dengan dimer lainnya membentuk tetramer, tetapi letaknya tidak paralel. Akibat ketidakparalelannya, menjadikan tetramer dapat bergabung dengan tetramer lain (menyerupai struktur penyusun batu bata). Akhirnya, para tetramer tersebut akan bergabung membentuk sebuah array heliks.

1.3. Mikrotubulus

Mikrotubulus tersusun dari mikrotubulin, berbentuk silinder berongga dengan diameter sekitar 23 nm. Mikrotubulus terdiri atas alfa tubulin, beta tubulin, dan 13 protofilamen. Kedua protein ini memiliki berat molekul sekitar 54.000 dalton yang memiliki kaitan dengan urutan dan struktur asam amino yang kemungkinan berasal dari leluhur protein pada masa awal evolusi. Mikrotubulus memiliki sifat kokoh daripada aktin. Mikrotubulus juga sangat dinamis, yakni mengikat GTP untuk melakukan polimerasi. Sentrosom menjadi penggerak dari mikrotubulus ini.

1.3.1 Fungsi Mikrotubulus

Fungsi utama dari mikrotubulus adalah sebagai berikut:
  1. Melakukan sintesis dinding sel pada tumbuhan
  2. Migrasi vakuola endositas
  3. Menjadi tempat pembentukan flagela, silia, dan sentrosol
  4. Pergerakan kromosom dalam pembelahan sel
  5. Mitosis spindle
  6. Mendukung dan memberi bentuk sel
  7. Berfungsi sebagai transportasi intraseluler, yaitu terhubung dengan kinesins dan dyneins, keduanya mengangkut organel seperti vesikel dan mitokondria.
  8. Sebagai jalur yang dapat dipakai organel yang dilengkapi dengan molekul motor untuk dapat bergerak.
  9. Menjadi pengatur posisi organel dalam sel. Organel dapat meluncur pada sepanjang mikrotubulus untuk mencapai posisi yang berbeda dalam sel, khususnya pada pembelahan sel.

2. Sitoskeleton pada Dinding Sel Tanaman

Dinding sel tanaman berbentuk matriks ekstraselulur yang kokoh. Dinding sel tersusun atas mikrofibrilis dalam banyak matriks glikoprotein dan polisakarida (sebagian besar hemiselulosa dan pektin) yang saling silang. Terdapat array mikrotubulus yang menentukan posisi mikrofibrilis pada bagian korteks dari dinding sel. Arah perkembangan dinding sel, pola pembelahan sel, dan bentuk akhir sel ditentukan oleh penyusunan mikrofibrilis ini. Mikrofibrilis selulosa saling bersilangan dalam jaringan yang diikat oleh hemiselulosa dalam susunannya pada dinding sel. Jaringan tersebut saling ekstensif dengan jaringan polisakarida pektin. Jaringan hemiselulosa-selulosa memberikan kemampuan tegangan sementara jaringan pektin melawan tekanan. Secara kasar, pada dinding sel utama jumlah ketiganya sama, namun jumlah lebih banyak pektin terdapat pada lamela tengah untuk merekatkan sel yang berdekatan.

3. Sitoskeleton Sel Prokariota

Para ilmuwan menganggap bahwa sitoskeleton hanya terdapat pada sel eukariotik, namun penelitian terbaru membuktikan protein utama sitoskeleton terdapat juga di dalam sel prokariota. Hanya saja, protein ini sedikit berbeda, tetapi secara fungsi dan struktur memiliki kesamaan yaitu untuk mempertahankan bentuk sel. Sedangkan pada bakteri, beberapa struktur dari sitoskeleton belum berhasil diidentifikasi.

3.1. Kresetin

Protein kresentin (crescentin) terdapat pada bakteri Caulobacter crescentus, yang memiliki hubungan dengan filamen di antara sel eukariotik lainnya. Kresentin juga berfungsi dalam mempertahankan bentuk sel, seperti bentuk vibrioid bakteri dan heliks, tetapi cara kerjanya belum jelas hingga saat ini.

3.2. Ftsz

Protein sitoskeleton yang mula-mula berhasil diidentifikasi adalah protein FtsZ. FtsZ berbentuk filamin, mirip dengan tubulin, namun filamen tersebut tidak termasuk dalam kelompok tubulus. Pada proses pembelahan sel, protein FtsZ menjadi yang pertama pindah ke masing-masing bagian, selanjutnya mengantar protein lainnya yang melakukan sintesis dinding sel antara sel-sel pembagi.

3.3. MreB dan ParM

Mreb adalah protein prokariotik yang terlibat dalam pemeliharaan bentuk sel. Semua bakteri dengan bentuk tidak bulat mempunyai gen untuk mengkode aktin seperti protein. Selanjutnya, protein ini membentuk jaringan heliks di bawah membran sel yang berfungsi dalam biosintesis protein. Sementara itu, ParM adalah sejenis protein yang terlibat dalam penyandian sistem partisi oleh beberapa plasmida. Filamen ParM menunjukkan ketidakstabilan dinamis, dan kemungkinan partisi plasmid DNA ke dalam sel pemisah dengan cara kerja yang mirip seperti yang digunakan oleh mikrotubulus dalam proses mitosis pada sel eukariotik.  

4. Fungsi Sitoskeleton

Semua komponen bagian sitoskeleton yang telah dipaparkan di atas (mikrotubulus, mikrofilamen, dan filamen intermediet) secara fungsional saling bekerja sama atau berinteraksi dalam membangun bentuk sel dan menyokong berbagai aktivitasnya. Salah satu contohnya adalah pengenalan antar sel dan adhesi. Sitoskeleton mempunyai beberapa fungsi, yaitu:
  1. Berfungsi mengatur gerakan kromosom ke arah kutub ketika sel membelah secara mitosis maupun meiosis
  2. Berfungsi mengatur gerakan sel, contohnya pada Amoeba, aktin dan miosin pada sel otot
  3. Berfungsi sebagai rangka sel, yang memberi dan menjaga bentuk sel.
  4. Berfungsi selama proses pembelahan sel
  5. Sitoskeleton berperan dalam hal pergerakan sel dan pergerakan eksternal sel seperti pergerakan amuboid dari sel-sel darah putih dan migrasi sel selama perkembangannya.
  6. Selama prose siklosis, organela digerakkan di sepanjang saluran sitoskeletal di dalam sitosol
  7. Berfungsi membantu pergerakan substansi dari satu bagian sel ke bagian sel yang lain.
  8. Sitoskeleton berperan dalam motilitas di dalam sel, contohnya siklosis dan kontraksi otot, serta pergerakan internal dari sitoplasma.
  9. Berfungsi sebagai kerangka sel
  10. Menghasilkan kekuatan mekanik pada sel
  11. Menjadi pengatur distribusi dan tingkah laku dinamis dari filamen.
Demikianlah penjelasan tentang Sitoskeleton: Fungsi dan Struktur Lengkap, semoga bermanfaat. 


EmoticonEmoticon