Aku Suka Kamu, Sel Tumbuhan

"Seperti sel yang membelah diri, demikian hati saya akan membelah jika tak ada yang menengahi "  

Pertanyaan pertama yang pernah muncul dalam pikiran saya mengenai tubuh saya, mengapa saya bisa bertumbuh besar, mengapa saya bisa dari bayi hingga menjadi besar seperti ini. Ternyata, semua itu karena sel. Berdasarkan pernyataan Theodore Schwann, seorang ilmuwan di bidang biologi, menuturkan bahwa sel merupakan unit dasar kehidupan. Memang benar bahwa tubuh kita ini tersusun dari ribuan sel, bahkan semua tubuh mahluk hidup, baik yang mikroskopis dan makroskopis ,sama-sama tersusun dari sel. Sel dibedakan  menjadi dua, yaitu sel prokariotik( belum memiliki membran inti), dan eukariotik( sudah memiliki membran inti). Kelompok animalia, dan plantae, sudah jelas masuk ke dalam kelas eukariotik. Selain membran inti, ada beberapa  organel-organel( organ-organ yang ada di dalam sel) yang memiliki peran-peran penting. Organel-organel itu bersifat mutualisme, sehingga mereka saling menguntungkan satu dengan yang lain. 

Namun, di balik organel-organel itu ada struktur penyusun kimiawi sel, karbohidrat, yang terdiri atas monosakarida, disakarida, polisakarida, itu merupakan salah satu contoh penyusun kimiawinya. Salah satu struktur penyusun sel yang akan dibahas yaitu membran plasma atau membran sel. Sebenarnya apa itu membran sel? Apa pula yang membuat membran sel ini berperan sangat penting dalam sel? Membran plasma ialah struktur selaput tipis yang menyelubungi sebuah sel dan berfungsi memisahkan sel dengan lingkungan di luar sel, sekaligus juga memelihara perbedaan-perbedaan pokok antara isi sel dengan lingkungannya.  

Sel tumbuhan dan sel hewan sama-sama memiliki membran plasma, tapi hanya sel tumbuhan yang memiliki dinding sel. Dinding sel adalah pelindung sel tumbuhan, contohnya fungi, memiliki dinding sel selulosa dan kitin. Organel lain adalah nukleus, yang di dalamnya terdapat nukleoplasma dan nukleoulus atau anak inti. Jumlah nukleus bervariasi, dapat berjumlah dua atau lebih, dan berfungsi untuk menyintesis protein ribosom. Tetapi disini yang akan dibahas lebih lanjut mengenai transportasi sel yang terjadi di membran plasma.

Interaksi sel berguna untuk kelangsungan hidup sel tersebut. Jadi proses transportasi sel adalah suatu bagian yang sangat penting dalam interaksi sel itu pula. Transportasi sel pula yang melalui membran plasma, memiliki berbagai tujuan, antara lain :

"memasukkan gula, asam amino, dan nutrien lain yang diperlukan sel, memasukan oksigen dan mengeluarkan karbbon dioksida pada proses respirasi sel , lalu mengatur konsentrasi ion organik di dalam sel, membuang sisa-sisa metabolisme yang bersifat racun, menjaga kestabilan tingkat keasaman(pH) dan menjaga konsentrasi suatu zat untuk mendukung kerja enzim"(Irnaningtyas.Biologi SMA X. Erlangga:Jakarta)

Sel hewan dan sel tumbuhan merupakan sel eukariotik tetapi keduanya memiliki perbedaan struktur maupun fungsi-fungsinya. Umumnya, sel tumbuhan berukuran lebih besar dibandingkan sel hewan. Dalam ilmu ekologi, tumbuhan berperan sebagai produsen yang mampu membuat makanannya sendiri, sedangkan hewan berperan sebagai konsumen atau pemakan. Perbedaan peranan tersebut terjadi karena sel tumbuhan memiliki organel-organel sel yang tidak dimilki oleh hewan, begitu pun sebaliknya dengan hewan. Perbedaam struktur sel tumbuhan dengan sel hewan diantara adalah sel tumbuhan tidak memiliki sentriol dan lisosom, yang dimana keduanya dimiliki oleh sel hewan. Sedangkan sel hewan tidak memliki dinding sel, vakuola, dan plastida, dimana ketiganya hanya dimiliki sel tumbuhan.

Pada sel eukariotik, membran sel yang melindungi organel-organel di dalamnya terdiri dari senyawa fosfolipid antaranya fosfatidil etanolamina dan kolesterol, yang membentuk susunan dua lapisan(bilayer).Satu unit fosfolipid terdiri atas fosfat di bagian kepala, dan asam lemak di bagian ekor. Kepala tersebut bersifat hidrofilik , yang berarti suka dengan air, sebaliknya dengan ekor, yang  bersifat hidrofobik yang berarti tidak suka dengan air, dari situ mengapa letak ekor berada di dalam. Struktur mosaik fluida di dalam membran plasma pertama kali dikemukakan oleh  Seymour Jonathan Singer dan Garth Nicholson yang disusun berdasarkan hukum-hukum termodinamika. Termodinamika sendiri adalah suatu konsep mekanika perpindahan energi. 

Pada model mosaik fluida tersebut, dapat dikatakan bahwa membran plasma bersifat dinamis. Pada model ini, protein penyusun membran dijabarkan sebagau kelompok molekul yang tersusun dalam struktur amfipatik yang bersifat polar, dan gugus atau cabang yang bersifat non-polar menghadap ke interior membran yang disebut matriks fosfolipid atau ekor.Di dalam membran plasma, juga terdapat protein-protein , yang terdiri atas protein integral dan protein periferal. Protein integral bersifat tegak, tertanam di antara bilayer fosofolipid, dan protein satu lagi adalah protein periferal atau tepi, yang terikat secara longgar pada permukaan membran.Protein integra pula memiliki domain membentang di luar sel dan di sitoplasma. Sitoplasma adalah cairan koloid sel yang mengandung nutrien, ion-ion, garam, dan molekul organik. Selain kedua protein tersebut adapula protein di dalam membran plasma yang bernama protein transmembran. Protein ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid.

Transportasi pada sel dipecah menjadi dua sub yang besar, transportasi sel pasif dan transportasi sel aktif. Transportasi sel aktif ialah transportasi sel yang membutuhkan energi atau ATP (adenosin triphosphat) yang digunakan untuk melawan gradien konsentrasi, molekul yang besar, dan polaritas yang berbeda. Transpor aktif meliputi pompa ion, kotranspor, dan endositosis-eksositosis. Tujuan dari transport aktif sendiri ialah memelihra keseimbangan molekul kecil di dalam sel. Transport aktif mempunyai beberapa faktor , salah satunya ialah muatan listrik. Jika saja sel mengalami keracunan atau kehabisan energi , maka begitu pula dengan transport aktif yang akan berhenti.

"Pompa ion adalah transpor ion melalui membran dengan cara melakukan pertukaran ion dari dalam sel dengan ion 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 sehingga terjadi perubahan konformasi pada protein transpor. Perubahan konformasi tersebut membuat ion dapat diikat atau dilepaskan." Jadi pompa ion dapat dibedakan menjadi tiga yaitu unipor, simpor, dan antipor. Unipor adalah macam pompa ion yang memompa 1 jenis senyawa ion dalam 1 arah, contohnya memompa ion natrium ke arah dalam sel ( 1 arah ).

Simpor adalah macam pompa ion yang memompa 2 senyawa ion dalam 1 arah yang sama, contohnya memompa ion natrium dan kalsium ke arah dalam sel ( 1 arah sel ).Antipor adalah macam pompa ion yang memompa 2 jenis senyawa ion dalam 2 arah yang berbeda, contohnya pada sel hewan yaitu pompa ion natrium -- kalium.Sel hewan memiliki konsentrasi ion kalium jauh lebih tinggi dan ion natrium jauh lebih rendah dibandingkan dengan lingkungannya. Membran sel mempertahankan konsentrasi ion dengan memompa ion natrium ke luar sel dan ion kalium ke dalam sel.

Tidak hanya pompa ion saja, namun ada pula transport aktif yang lain yaitu kontraspor, yang berarti   trasnspor aktif dari zat tertentu yang dapat menginisisasi transpor zat lainnya. Kontraspor sendiri dilakukan oleh dua protein transpor dengan menggunakan energi(ATP).  Transpor aktif yang lainnya adalah endositosis dan eksositosis. Endositosis dan eksositosis termasuk dalam makromolekul, makromolekul sendiri yang berarti molekul yang besar. Contohnya adalah lipid dan hemoglobin. Seperti pada katanya "endo" yang berarti dalam. Jadi dapat disimpulkan bahwa arti endositosis adalah ketika makromolekul dikelilingi oleh membran plasma yang melipat membentuk vesikula, kemudian vesikula tersebut masuk ke dalam sel atau bahasa lebih mudahnya adalah proses masuknya senyawa melalui membran dengan cara pembungkusan senyawa dan cairan akstraselular dengan pelekukan ke dalam sebagian membran. 

Hal ini dapat terjadi pada organisme uniselular dan sel darah putih. Jika yang dimasukkan berupa senyawa padat disebut fagositosis, sedangkan jika berupa larutan disebut pinositosis. Fagositosis sendiri merupakan proses fagosit yang terjadi saat sel menelan partikel padat dengan membran sel dan membentuk fagosom internal. Fagositosis sendiri juga menggunakan pseudopodia(kaki semu), contohnya adalah amoeba yang sedang makan. Umpannya itu akan masuk dalam fagosom atau vakuola dengan menggunakan pseudopodia. Sedangkan pinositosis adalah proses dimana sel memakan fluida ekstraseluler, pinosistosis sendiri dapat meregulasi berbagai macam proses seperti pengambilan nutrisi dan lain-lain.

Kebalikan dengan endo, eksositosis adalah pengeluarkan molekul-molekul yang tidak dapat melewati membran sel karena terlalu besar. Pengeluaran ini dilakukan dengan penggabungan membran vesikel yang berisi molekul dan membran plasma. Vesikel adalah kantung-kantung kecil yang tertutup membran, vesikel-vesikel ini dapat melingkupi molekul dan menelannya. Vesikel ini kemudian pergi menuju membran sel dan menempel ke membran sel. Setelah itu, membran vesikel menyatu dengan membran sel, molekul yang sebelumnya terdapat di dalam vesikel kemudian tumpah ke luar sel.  Jadi, proses endositosis dan eksositosis adalah kebalikan dari satu sama lain, keduanya merupakan mekanisme yang sangat penting.

Sekarang kita akan beralih menuju transpor pasif, seperti yang sudah disinggung tadi transpor pasif tidak membuthkan energi(ATP), memang benar karena trasnpor pasif tidak melawan gradien konsntrasi sel. Lalu apa saja yang termasuk transpor pasif? Transpor pasif dibedakan menjadi tiga . Pertama, difusi. Bayangkan ketika tenggorokan anda sakit, lalu anda mengambil obat , obat itu berbentuk bulat, dan ketika anda mencemplungkannya ke air putih, lalu sektika pula obat yang tadinya padat berubah menjadi cair dan partikel-partikel penyusunnya itu menyebar ke seluruh permukaan air putih tadi. Intinya difusi adalah proses pergerakan partikel-partikel  cairan dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah atau lebih mudanya dari pekat ke encer. Sedangkan kebalikanya adalah osmosis, yang kedua. 

Osmosis adalah proses pergerakan partikel-partikel dari yang berkonsentrasi rendah ke konsentrasi yang tinggi  atau istilahnya dari encer ke pekat, dan harus melewati membran semipermeable. Dalam sel hewan keadaan hipertonik atau terlalu banyak partikel pekat di dalam sel dapat menyebabkan sel hewan tersebut krenasi atau mengerut sedangkan di sel tumbuhan bernama plasmolisis atau membran plasma yang terlepas dan hancur. Sedangkan jika keadaan di dalam sel sedikit partikel pekatnya, sehingga air yang masuk memenuhi batas maksimum sel, sel itu akan berhemolisis atau hancur pada sel hewan, namun jika terjadi pada sel tumbuhan akan bernama turgid atau merenggang. Lalu yang terakhir adalah filtrasi, contoh paling sederhana adalah proses penyaringan yang terjadi di dalam ginjal manusia. Air dan zat terlarut dipaksa melewati membran dengan cairan atau tekanan hidrostatik. Masih ada cabang dari proses difusi, yaitu adalah difusi yang terfasilitasi. Difusi yang terfasilitasi adalah difusi yang dapat dipermudah oleh protein spesifik yang memebntuk saluran protein dan protein transpor pada membran sel. Mekanisme difusi terfasilitasi adalah sebagai berikut.

Difusi yang dipermudah oleh saluran protein

Banyak molekul polar yangberukuran besar(mislanya, asam amino dan glukosa) dan ion (misalnya K+) tertahan oleh membran ganda fosfolipid, tetapi dapat berdifusi melalui saluran yang dibentuk oleh protein. Protein yang biasanya membentuk saluran adalah protein integral. Saluran protein dapat membuka dan menutup karena adanya rangsangan listrik atau kimiawi, contohnya saat molekul neurotransmiter dapat membuka saluran protein pada membran sel saraf sehingga ion Na+ dapat masuk ke dalam sel.

Difusi yang dipermudah oleh protein transpor

Protein transpor memiliki sifat seperti enzim, yaitu bersifat spesifik terhadap zat dan tempat pengikatan molekul yang diangkutnya. Protein transpor dapat berubah bentuk saat mengikat dan melepas molekul yang dibawanya. Proetein transpor pada membran memudahkan difusi molekul asam amino dan glukosa. 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.

Setelah membahas beberapa teori yang akan membantu kita, sekarang akan kembali ke pernyataan awal. Apakah transportasi pada sel tumbuhan lebih lambat daripada transportasi pada sel hewan? Jelas sekali saya setuju dengan pernyataan tersebut. Mengapa?

Sel tumbuhan memiliki dinding sel dan membran plasma, sedangkan sel hewan hanya memiliki membran plasma. Pernyataan tersebut sebenarnya sudah jelas untuk membuktikan pernyataan saya tadi. Seperti yang sudah saya bahas di awal pembhasan bahwa transportasi selpada sel tumbuhan melalui dua bagian pelindung pada sel, yaitu dinding sel dan membran plasma, otomatis harus melewati dinding sel terlebih dahulu. Tetapi disini dinding sel memiliki ketebalan sekitar 10nM sehingga cukup tebal .

 Beda dengan sel hewan yang tidak memiliki dinding sel , dan hanya memiliki membran plasma. Dinding sel pada sel tumbuhan berfungsi sebagai penyokong sebagai pemberi bentuk pada sel. Selain itu dinding sel juga berfungsi sebagai filtrasi atau penyaring pada sel tumbuhan. Sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga bisa bergerak bebas tidak terikat oleh penyokong dinding sel , karena dinding sel bersifat solid, beda dengan membran plasma yang bersifat liquid(cairan). Selain itu, dinding sel juga  menutupi spermukaan membranplasma sehingga jalan  untuk keluar ataupun untuk masuk ke dalam sel akan terasa lebih susah, dan pastinya memakan waktu yang lebih lama daripada sel hewan yang tidak memiliki dinding sel. Keduanya sama-sama berfungsi untuk menyeleksi molekul-molekul yang bisa keluar masuk sel. Makanya dari itu, sangat susah untuk menembus membran yang semipermeable, apalagi dinding sel untuk beberapa molekul. Hal inilah yang membuat sel tumbuhan lembih lambat transportasinya dibandingkan sel hewan.

Lalu alasan selanjutnya adalah, secara begini, untuk memperoleh energi baik sel tumbuhan maupun sel hewan sama-sama membutuhkan cahaya matahari untuk memecah ion H+ dari air untuk membentuk suatu energi yang diperlukan untuk bergerak. Hal ini yang juga berpengaruh dalam sel, apalagi untuk molekul yang berukuran besar akan terasa sangat sulit dan membutuhkan energi yang sangat besar untuk menembus pelindung sel. Dibutuhkan energi inilah yang erat hubungnnya dengan gerak. Bayangkan saja kita manusia, dengan tanaman anggrek. Apa yang terlintas dalam pikiran kita? Kita manusia, memiliki gerak aktif, atau gerak-gerak yang didasarkan atas keinginan kita sendiri(umumnya), tetapi jika sel tumbuhan(anggrek) termasuk dalam organisme dengan pergerakan yang pasif. Pergerakan-pergerakan inilah yang memebedakan dengan penggunaan cahaya matahari sebagai sumber energi. Pergerakan aktif tentu lebih banyak menyerap matahari daripada pergerakan yang pasif. Hal ini yang membuat energi yang dihasilkan tentu lebih banyak pada sel hewan, yang membuat pergerakan atau transportasi senyawa organik dan anorganik pada sel hewan terasa lebih mudah dan cepat daripada sel tumbuhan.  Atau mungkin pada saat kita berolahraga, tentu kita mudah kehabisan energi dan ingin segera mendapatkan energi, nah transpor energi inilah yag dibutuhkan secara cepat oleh sel hewan.

Demikian essay saya semoga bermanfaat