Transportasi Sel Tumbuhan vs Sel Hewan

Kita pasti sering mendengarkan apa itu sel? Sebenarnya kita memahami benar tidak mengenai sel? Pertama -- tama mari kita kenal apa arti dari sel itu sendiri. Sel berasal dari Bahasa Latin yaitu Cella yang berarti ruangan kecil. Pengertian sel secara umum adalah unit dasar (baik struktural , fungsional , dan hereditas) dari suatu mahkluk hidup. Pengertian sel dapat juga berarti susunan terkecil kehidupan yang sifatnya membelah diri dan sering disebut sebagai "building blocks of life". Berdasarkan ada tidaknya membran inti, sel dibagi menjadi dua jenis, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel prokariotik adalah tipe sel yang tidak memiliki membran inti sehingga sel tipe ini memiliki materi inti yang tidak dibatasi oleh sistem membran, tidak memiliki organel yang dibatasi oleh sistem membran. Sedangkan Sel eukariotik adalah tipe sel yang memiliki membran inti, sehingga organel terpisah bagian-bagian inti selnya. Sel eukariotik dibedakan lagi menjadi 2 yaitu ada sel hewan dan sel tumbuhan. Adapun perbedaan sel hewan dan tumbuhan yaitu :

1. Sel Hewan

• Ukurannya lebih kecil dari sel tumbuhan (vakuolanya kecil bahkan ada yang tidak ada)
• Tidak punya plastida
• Tidak punya dinding sel , punyanya sitoskeleton
• Punya lisosom
• Punya sentrosom
• Vakuolanya kecil, bahkan ada yang tidak ada vakuolanya
• Bentuk selnya berbagai macam, dapat berubah ubah bentuk dan tidak kaku
• Jarang ada glioksisom bahkan ada yang tidak ada

2. Sel Tumbuhan 

• Ukurannya lebih besar dari sel hewan (karena vakuolanya besar)
• Punya plastida (maka bisa berfotosintesis)
• Punya dinding sel, makanya bersifat kaku
• Tidak punya lisosom
• Tidak punya sentrosom
• Punya vakuola, besar ukurannya
• Bentuk sel tumbuhan kaku, jarang berubah bentuk
• Punya glioksisom

Struktur sel (berfokus pada dinding sel, membran plasma, dan sitoplasma) :

• Dinding Sel

Dinding sel adalah struktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar. Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan, bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan kelengkapannya berbeda.

Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel tumbuhan. Namun, hal ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat memberikan dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri. Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel.

Pada tumbuhan, dinding-dinding sel sebagian besar terbentuk oleh polimerkarbohidrat (pektin, selulosa, hemiselulosa, dan lignin sebagai penyusun penting).

Fungsi dinding sel adalah untuk memberi bentuk sel tumbuhan, melindungi bagian dalam sel dari pengaruh lingkungan dan menjaga sl tumbuhan agar tidak pecah akibat masuknya air secara berlebihan.

• Membran plasma

Membran sel adalah struktur umum yang dimiliki oleh semua jenis sel berupa lapisan antarmuka yang disebut membran plasma, yang memisahkan sel dengan lingkungan di luar sel, terutama untuk melindungi inti sel dan sistem kelangsungan hidup yang bekerja di dalam sitoplasma. Komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.

• Sitoplasma

Adalah cairan sel yang terletak di dalam sel, di luar inti sel dan organel sel. Bentuknya cairan koloid homogen yang jernih, serta mengandung nutrein , ion , garam , molekul organik. Fungsinya sebagai tempat organel sel dan sitoskeleton , memungkinkan terjadi reaksi metabolisme , memungkinkan pergerakan sel , untuk menyimpan senyawa organik.

Selanjutnya, kita akan mendalami lagi tentang transportasi senyawa organik dan anorganik pada membran sel hewan dan tumbuhan. Transportasi dibagi menjadi 2, ada transpor aktif dan transpor pasif :

•  Transpor Aktif

Transpor aktif adalah transpor zat yang melewati membran yang melawan gradien konsentrasi (dari konsentrasi rendah ke yang lebih tinggi) , sehingga memerlukan energi, berupa ATP (adenosis trifosfat). Transfer aktif dibedakan menjadi 3 macam, yaitu pompa ion, kontranspor, makromolekul (endositosis -- eksositosis). Transpor aktif memiliki ciri khas yaitu molekulnya besar , melawan gradien berkonsentrasi , dan polaritasnya beda.

1. Pompa ion

Tranpor ion melalui membran dengan melakukan pertukaran ion yang ada di dalam sel dengan ion yang ada di luar sel. Transpor dilakukan oleh protein transpor yang tertanam dalam membran plasma, menggunakan sumber energi berupa ATP. ATP dapat mentransfer gugus fosfat terminalnya ke protein transpor, menyebabkan terjadinya perubahan konformasi pada protein transfer yang menyebabkan ion dapat diikat dan dilepas. Pompa ion dibagi menjadi 3, yaitu Unipor (hanya bisa dilalui 1 senyawa karena 1 arah) , Simpor (dilewati 2 senyawa tetapi tetap satu arah(, dan Antipor (dilewat 2 senyawa dengan arah yang berkebalikan dalam waktu yang bersamaan)

Setiap membran plasma memiliki potensial membran, yaitu energi potensial listrik yang timbul akibat distribusi anion dan kation yang tidak sama pada sisi membran yang berlawanan. Sitoplasma bermuatan negatif, sedang fluida ekstraseluler bermuatan positif. Potensial membran bertindak sebagai sumber energi yang memengaruhi transpor substansi bermuatan. Misalnya, pompa ion Natrium -- Kalium pada sel hewan. Sel hewan memiliki konsentrasio ion K+lebih tinggi dan konsentrasi ion Na+jauh lebih rendah dari lingkungannya. Maka dari itu, membran sel hewan mempertahankan konsentrasi ion melawan gradien konsentrasi dengan memompa ion Na+ke luar dan ion K+masuk ke dalam sel.

2. Konstranspor

Transpor aktif dari zat tertentu yang dapat meginisiasi transpor zat terlarut lainnya.

3. Eksositosis dan Endositosis

Transpor partikel dan molekul besar yang dilakukan melalui pelipatan membran plasma atau pembentukan vesikula

a. Eksositosis

Vesikula yang berisi makromolekul dari badan golgi dipindahkan sitoskeleton untuk bergabung dengan membran plasma. Lalu, vesikula menumpahkan isinya ke luar sel. Eksositosis dilakukan oleh sel sekretori , misal vesikula yang mengeluarkan karbohidrat untuk pembentukan dinding sel tumbuhan

b. Endositosis

Makromolekul dikelilingi membran plasma yang melipat membentuk vesikula, lalu masuk ke sel. Endositosis sel hewan meliouti fagositosis (penelanan partikel dan membentuk vakuola besar) , pinositosis (membentuk vakuola kecil) , endositosis yang diperantai reseptor (tujuannya memperoleh substansi dalam jumlah besar , misalnya penyerapan kolestrol dalm sintesis membran)

Persamaan ekositosis dan endositosis adalah vesikula -- vesikula yang hendak meninggalkan sel / menuju sel harus selalu dalam wujud bungkusan, kalau tidak akan dianggap antigen oleh lisosom.

• Transpor Pasif

Transport pasif merupakan transport ion, molekul, dan senyawa yang tidak memerlukan energi untuk melewati membran plasma. Transpor pasif dapat terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi zat di dalam sel dan luar sel. Transport pasif mencakup difusi , difusi dipermudah , osmosis

1. Difusi Sederhana

Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi (pekat) ke bagian yang berkonsentrasi rendah (encer) untuk mencapai suatu keseimbangan. Molekul hidrofobik dan molekul  polar tidak bermuatan yang berukuran kecil dapat berdifusi menuruni gradien konsentrasubya secara spontan melalui membran ganda fosfolipid pada sel. Perbedaan konsentrasi yang ada pada dua larutan disebut gradien konsentrasi. Contoh yang sederhana adalah sirup dengan air. Lambat laun air akan menjadi manis. Contoh lain adalah peristiwa masuknya oksigen dan keluarnya karbon dioksida pada respirasi sel.

Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi,yaitu:

• Luas suatu area. Semakin kecil luas area, semakin lambat kecepatan difusinya.
• Suhu. Semakin rendah suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak semakin lambat. Maka, semakin lambat pula kecepatan difusinya.
• Jarak. Semakin kecil jarak antara dua konsentrasi, semakin cepat kecepatan difusinya.
• Ukuran partikel. Semakin besar ukuran partikel, semakin lambat partikel itu akan bergerak, sehingga kecepatan difusi semakin rendah
• Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

2. Osmosis.

Osmosis adalah kasus khusus dari transpor pasif, di mana molekul air berdifusi melewati membran yang bersifat selektif permeabel. Dalam sistem osmosis, dikenal larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut tinggi), larutan hipotonik (larutan dengan konsentrasi terlarut rendah), dan larutan isotonik (dua larutan yang mempunyai konsentrasi terlarut sama). Jika terdapat dua larutan yang tidak sama konsentrasinya, maka molekul air melewati membran sampai kedua larutan seimbang.

Dalam proses osmosis, pada larutan hipertonik, sebagian besar zat pelarut terikat (tertarik) ke zat terlarut, sehingga hanya sedikit molekul air yang bebas dan bisa melewati membran. Ini menyebabkan sel hewan akan berkrenasi (mengerut), sedangkan sel tumbuhan akan mengalami plasmolisis (dimana plasma akan pecah). Pada larutan hipotonik, memiliki lebih banyak zat pelarut yang bebas (tidak terikat oleh molekul terlarut), sehingga lebih banyak molekul air yang melewati membran yang menyebabkan hemolisis pada sel hewan dan turgid pada sel tumbuhan. Sel tumbuhan bisa mengalami turgid karena adanya dorongan air (zat pelarut) yang sangat besar yang menyebabkan ketegangan.

Proses osmosis juga terjadi pada sel hidup. Perubahan bentuk sel terjadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Sel akan menerima dan kehilangan air dalam jumlah sama. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo- atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi. Contoh peristiwa osmosis adalah air laut yang meskipun memiliki beragam jenis zat terlarut, molekul airnya tetap akan bergerak ke larutan gula yang konsentrasinya sangat tinggi

3. Difusi terfasilitasi

Adalah difusi yang dibantu oleh protein kotranspor (protein pembawa) atau dengan saluran protein

a. Difusi dipermudah dengan saluran protein

Protein yang membentuk saluran ini merupakan protein integral. Senyawa bisa masuk melewati saluran ini asal ukurannya sesuai. Senyawa dengan bentuk apapun bisa masuk karena proteinnya berbentuk saluran.

b. Difusi dipermudah dengan protein pembawa

Proses difusi ini melibatkan protein yang membentuk suatu saluran dan mengikat substansi yang ditranspor. Protein ini disebut protein pembawa. Protein pembawa biasanya mengangkut molekulpolar, misalnya asam amino dan glukosa. Saluran ini memiliki bentuk tertentu, sehingga pada molekul yang bentuknya berbeda dengan saluran ini tidak bisa masuk. Jadi, saluran ini hanya bisa dimasuki oleh senyawa yang bentuknya sama. Pada penyakit turunan sistinuria, sel ginjal tidak memiliki protein yang mentranspor sistein dan asam amino lain sehingga di dalam sel ginjal terjadi akumulasi asam amino yang kemudian akan mengkristal menjadi batu ginjal.

Sekarang saatnya kita membahas senyawa anorganik dan organik apa saja yang ditransportasikan. Pertama, senyawa organik adalah golongan senyawa kimia yang molekulnya terdapat karbon, kecuali oksida karbon , karbonat , dan karbida. Senyawa organik seperti lemak , gula , protein sangat diperlukan oleh tumbuhan dan hewan. Sedangkan senyawa anorganik misalnya air. Semua senyawa baik anorganik dan organik dibutuhkan tumbuhan untuk proses fotosintesis dan respirasi, sedang di hewan digunakan untuk proses pencernaan.

Sekarang, saya akan menjelaskan mengapa saya setuju bahwa transportasi senyawa organik dan anorganik pada sel tumbuhan lebih lambat dibandingkan sel hewan. Alasan pertama, teori yang paling mendasar dari pendapat saya yang pertama adalah bahwa sel hewan dan sel tumbuhan memiliki banyak perbedaan yang mencolok. Bisa kita lihat dari organel -- organel yang dimiliki masing -- masing sel. Dalam teori diatas disebutkan bahwa sel hewan tidak memiliki dinding sel, sedangkan sel tumbuhan punya. Dinding sel terletak di lapisan terluar pada tumbuhan. Dinding sel sendiri memiliki sifat yang kuat , kaku , dan padat. Dapat dibayangkan bahwa senyawa akan sulit untuk menembus dinding sel karena sifatnya yang kuat out. Dinding sel tumbuhan terbuat dari selulosa , jaringan yang dewasa / tua / mati terdiri dari lignin. Fungsi dari dinding sel sendiri adalah untuk melindungi sel , mempertahankan bentuk sel , mengizinkan air , oksigen , CO2untuk masuk dan keluar sel , dan mencegah penyerapan air yang berlebihan. Nah guys, dari teori dan penjabaran di atas, kita dapat membayangkan bahwa senyawa organik dan anorganik yang akan memasuki sel tumbuhan harus menerobos dinding sel yang kaku terlebih dahulu. Maka dari itu, pasti dibutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan senyawa organik dan anorganik pada sel hewan yang hanya menerobos membran plasma. Senyawa yang menembus sel tumbuhan harus bekerja 2x lebih esktra dibanding yang menembus sel hewan. Apalagi setelah sel tumbuhan sudah dewasa, sel tersebut akan membentuk dinding sel sekunder dari bahan selulosa yang kaku di antara membran plasma dan dinding primer. Jadi, menurut teori tersebut, akan lebih susah lagi saat senyawa menembus sel tumbuhan yang sudah dewasa karena semakin kuat.

Setelah berhasil menembus dinding sel, senyawa tersebut harus menembus membran plasma lagi. Membran plasma terdapat di kedua sel, baik sel tumbuhan dan sel hewan. Letak membran plasma di sel tumbuhan berada di dalam dinding sel, sedangkan yang ada di sel hewan menjadi lapisan paling luar dari sel hewan. Membran plasma memiliki sifat hidrofilik pada bagian fosfatnya (kepala) dan hidrofobik pada bagian lipid (ekor). Fungsi membran sel sendiri adalah sebagai penyokong , perlindungan , kontrol pergerakan material yang masuk sel , penghalang antara sel dengan lingkungan luar , serta menjaga homeostatis. Dari penjabaran fungsi itu, kita dapat memahami bahwa tidak semua senyawa dengan mudahnya masuk melalui membran plasma. Maka dari itu, membran plasma memiliki sifat yang selektif permeable guna melindungi sel dari benda -- benda asing yang dapat merugikan.  Jadi dapat kita pahami bahwa senyawa yang menerobos sel tumbuhan harus menerobos dinding sel dan membran plasma yang keduanya sama -- sama susah untuk ditembus karena fungsi mereka sebagai pelindung, sedangkan senyawa yang melewati sel hewan hanya harus menembus membran sel.

Alasan yang kedua, dapat kita ketahui dari teori di atas bahwa proses transportasi sel sangat beragam. Mulai dari transport aktif dan transport pasif.  Transpor aktif pun dipecah lagi menjadi makromolekul dan pompa ion. Transpor pasif dibagi lagi menjadi difusi (sederhana , osmosis , dan terfasilitasi) dan filtrasi. Transpor aktif membutuhkan banyak energi untuk transportasinya, sedangkan transpor pasif tidak butuh karena hanya terjadi perpindahan larutan dari encer ke pekat ataupun dari pekat ke encer. Ini menyebabkan transpor aktif memerlukan banyak energi. Baik sel tumbuhan maupun sel hewan, energi sangat dibutuhkan. Di dalam sel, mitokondria berperan dalam proses respirasi sel yang dapat menghasilkan ATP. ATP itu sendiri adalah energi. Mitokondria dapat melakukan respirasi bila ada sumber bahan yang berasal dari sitoplasma. Proses pengumpulan bahan senyawa untuk disebarkan ke organel -- organel sel pasti sudah lama. Apalagi proses pemgirimannya dari sitoplasma. Sitoplasma akan mengirimkan senyawa ke organel sel. Berdasarkan teori di atas, ukuran sel tumbuhan lebih besar dari sel hewan yang otomatis jumlah organelnya lebih banyak dan ukuran organelnya (terutama vakuola) lebih besar. Bila jumlah organel sel tumbuhan lebih banyak, maka dibutuhkan waktu yang lebih lama dalam proses transportasinya. Ini menjadi alasan kedua mengapa transportasi sel tumbuhan lebih lambat dari sel hewan. Ditambah lagi di teori di atas disebutkan bahwa semakin besar ukuran partikelnya, maka transportasi akan semakin melambat. Contoh konkretnya adalah vakuola. Vakuola pada sel tumbuhan besarnya hampir 100 kalinya vakuola sel hewan, bahkan ada sel hewan yang tidak ada vakuolanya. Apalagi bila ukuran organelnya semakin besar akan dibutuhkan senyawa yang lebih banyak, akan dibutuhkan waktu yang lama lagi dalam pengumpulan zatnya.

Lanjut lagi yang berhubungan dengan energi, kita tahu bahwa hewan itu bergerak sedang tumbuhan itu tidak. Ya sebenarnya tumbuhan itu bergerak, namun hanya bergerak pasif. Logikanya, semakin banyak sesuatu itu bergerak, pasti akan semakin banyak membutuhkan energi. Benar tidak? Nah guys, berdasarkan teori di atas semakin semakin energi meningkat, maka laju transportasinya akan semakin cepat. Ini menjadi poin plus lagi untuk sel hewan karena pasti hewan butuh lebih banyak energi daripada tumbuhan. Seperti halnya, bila manusia yang lebih banyak bekerja atau bergerak pasti akan lebih banyak butuh makanan (asupan energi) daripada yang hanya bersantai. Maka dari itu, laju transportasi sel hewan meningkat menjadi lebih cepat karena banyaknya energi yang dibutuhkan. Ini menjadi alasan ketiga mengapa transportasi sel tumbuhan lebih lambat dari sel hewan.

Asal kita ketahui bahwa arah transportasi dari sel tumbuhan adalah ke atas, sedangkan sel hewan arah transportasi bisa ke atas dan ke bawah. Kita tahu sebagaimana yang ditemukan oleh Isaac Newton bahwa arah gaya gravitasi itu ke arah bawah menuju pusat bumi. Sulit bagi kita untuk melawan arah gravitasi, seperti bila kita melempar apel ke atas maka apel itu juga akan jatuh kembali ke tanah. Sama halnya dengan sel bahwa bila arah transportasi sel tumbuhan hanya ke atas, arah tersebut melawan arah gravitasi. Ini akan membuat transportasinya menjadi lebih lama karena lebih susah dalam prosesnya, sedangkan yang pada sel hewan arahnya bisa kebawah yang arahnya sama dengan gaya gravitasi. Ini menjadi alasan keempat mengapa transportasi sel tumbuhan lebih lambat dari sel hewan.