Dinding Sel
Tumbuhan memiliki bentuk dan ukuran yang beragam, mulai dari pohon yang menjulang tinggi hingga rerumputan. Akan tetapi tidak seperti manusia, tumbuhan tidak memiliki tulang untuk menopangnya. Jadi, apa yang membuat tumbuhan memiliki struktur yang mencegah tumbuhan tidak roboh? Jawabannya terletak pada dinding sel tumbuhan!
Mengapa kertas bisa kuat?
Kantung kertas yang digunakan sehari-hari dapat membawa barang belanja. Padahal kantung kertas tersebut sangat ringan tetapi dapat menahan beban yang berat. Tetapi, ketika terkena air, kantung menjadi lembek dan mudah untuk disobek. Bagaimana bisa?
Pertanyaan dan Merencanakan Penyelidikan
Berdasarkan masalah di atas, fokuskan pertanyaan dengan membuat daftar pertanyaan yang ingin Anda selidiki!
Berdasarkan masalah di atas, fokuskan pertanyaan dengan membuat daftar pertanyaan yang ingin Anda selidiki!
Dinding Sel
Dinding sel merupakan bagian sel tumbuhan yang terletak paling luar. Dinding sel merupakan bagian sel tumbuhan yang memiliki fungsi penting seperti memberi bentuk sel untuk membentuk jaringan dan organ, menyeleksi bahan makanan, serta memberikan batas antara sel dan lingkungannya. Dinding sel juga membantu dalam komunikasi antar sel karena sel tumbuhan yang saling berdekatan satu sama lain. Letak dinding sel paling luar menyebabkan dinding sel memiliki peran penting dalam melindungi sel dari agensi perusak.
Umumnya, sel muda memiliki dinding yang tipis, sedangkan sel dewasa memiliki dinding yang tebal. Dinding sel terdiri dari tiga lapisan pokok (dari terluar hingga terdalam) yaitu lamela tengah, dinding primer, dan dinding sekunder. Lapisan dinding sel dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Lamela Tengah
Lamela tengah berada di antara dua dinding primer sel yang berdekatan. Lamela tengah merupakan pembatas antar sel satu dengan sel yang berdekatan, contohnya pada Pistia stratiotes L. yang dapat dilihat pada Gambar 2.2. Lamela tengah tersusun dari senyawa pektin sedangkan pada jaringan berkayu, lamela tengah biasanya mengandung lignin. Pektin bertindak sebagai perekat untuk menyatukan sel-sel yang berdekatan. Sebagian besar lamela tengah terdiri dari air sehingga bersifat lentur.
Dinding Primer
Dinding primer merupakan bagian dinding sel yang baru terbentuk dari hasil pembelahan sel. Dinding primer tersusun atas selulosa, pektin, hemiselulosa, protein, dan glikoprotein. Komponen utama dari dinding primer adalah selulosa. Selulosa merupakan homopolisakarida linier yang tersusun dari rantai residu glukosa berulang. Setiap molekul mengandung glukosa dalam jumlah tak terbatas, kadang-kadang lebih dari 10.000 unit glukosa. Polisakarida tersebut tersusun dalam struktur kristal, terjalin dalam benang-benang lebih besar menjadi sejumlah berkas yang disebut dengan mikrofibril. Mikrofibril ini membentuk struktur dinding sel, dan saling dihubungkan oleh hemiselulosa dan pektin. Komponen dinding primer dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Dinding Sekunder
Setelah sel berkembang dewasa, maka terjadi penebalan berikutnya yaitu terbentuk dinding sel baru yang disebut dinding sekunder. Dinding sekunder dibentuk di sebelah dalam dinding primer. Dinding sekunder merupakan dinding suplemen atau tambahan. Dinding sekunder tersusun dari tiga komponen utama yaitu selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Proses penambahan lignin disebut lignifikasi. Lignifikasi memodifikasi dinding sel seperti kehilangan elastisitas, kekerasan yang meningkat secara drastis, dan penurunan permeabilitas air. Lignin sendiri dapat dideteksi dengan ditetesi fluroglusin dan HCl. Sel yang mengandung dinding sekunder akan berubah menjadi warna merah. Biasanya dinding sekunder dapat ditemukan pada sel dewasa misalnya pada trakeid dan trakea xilem. Pada trakeid protoxylem, penebelan dinding sel sekunder dapat berbentuk cincin, heliks, dan sabuk spiral (Gambar 2.4).
Penebalan Dinding Sel
Penebalan dinding sel dapat terjadi pada dinding sekunder maupun primer. Terdapat dua cara proses penebalan yaitu dengan cara aposisi dan intususepsi. Aposisi yaitu penebalan dilakukan dengan melapisi dinding lama dengan substansi yang baru, sedangkan intususepsi yaitu penebalan dilakukan dengan menyisipkkan pada dinding yang lama. Proses penebalan dinding sel dapat dilihat pada Gambar 2.5. Angka 1 menunjukkan lapisan dinding pertama kali hingga angka 5 yang menunjukkan lapisan dinding yang terbaru.
Arah penebalan dinding sel secara aposisi secara sentripetal (penebalan ke arah dalam), misalnya terdapat pada sel epidermis daun beringin (Ficus elastica L.) pada pembentukan sistolit. Arah penebalan dinding lainnya adalah secara sentrifugal (penebalan ke arah luar), misalnya pada dinding luar butir polen dan spora lainnya, yaitu dalam pembentukan eksin. Contoh lain pada rambut daun (trikomata) daun keluwih (Artocarpus camansi Blanco). Penebalan sentrifugal ini dapat berlangsung secara intususepsi.
Penebelan dinding sel dapat beragam bentuk, tergantung dari fungsi sel itu sendiri. Contoh sel yang mengalami penebalan bentuk yaituh sel xilem. Penebalan sel xilem dapat berbentuk cincin, heliks, atau spiral. Penebalan penting untuk memperkuat sel dan tubuh tumbuhan, tetapi komponen penyusun penebalan kedap terhadap air sehingga mencegah pertukaran za tantara sel dengan lingkungannya. Oleh karena itu terdapat bagian dinding sel yang tidak mengalami penebalan yang disebut dengan noktah.
Noktah
Noktah adalah bagian dinding sel yang tidak mengalami penebalan. Noktah memfasilitasi transportasi antar air dan zat terlarut. Selain itu, pada noktah ditemukan benang-benang plasma yang disebut plasmodesmata. Noktah biasanya terletak saling berhadap pada dua sisi dinding sel yang berlawanan yang sering disebut dengan pasangan noktah. Terdapat dua bagian utama noktah yaitu ruang noktah dan membran noktah. Membran noktah terdiri dari lamela tengah dan dua dinding primer sel yang bertetangga.
Noktah bervariasi dalam ukuran dan struktur, tetapi terdapat dua jenis utama yang umumnya ditemukan pada sel tumbuhan yaitu noktah sederhana dan noktah halaman/ladam. Noktah yang yang salurannya dari ruang antar noktah menuju ke lamela tengah tetap lebarnya atau pasangan noktah yang terdiri dari dua noktah yang semuanya tanpa atap noktah disebut noktah sederhana. Noktah yang salurannya dari ruang noktah menuju ke lamela tengah melebar sehingga berbentuk seperti corong atau pasangan noktah yang terdiri dari dua noktah yang keduanya memiliki atap noktah dinamakan noktah halaman atau noktah ladam.
Perbedaan antara noktah sederhana dan noktah halaman yaitu pada noktah halaman, dinding sekunder melengkung di atas rongga noktah dan mempersempit pembukaannya ke lumen sel. Dinding sekunder yang melengkung disebut pembatas (border) karena membatasi antara ruang noktah dengan lumen sel. Pada noktah halaman bagian rongga yang tertutup oleh pembatas disebut ruang noktah, dan bukaan di pembatas disebut mulut noktah. Pada noktah sederhana, tidak ada bagian seperti itu. Noktah sederhana dan noktah halaman dapat dilihat pada Gambar 2.6
Dalam sel yang berdekatan, noktah dapat berpasangan satu sama lain dan memiliki membran noktah yang sama. Bentuk seperti itu dikatakan sebagai pasangan noktah. Kombinasi dari noktah sederhana disebut pasangan noktah sederhana, dan dari dua noktah halaman disebut pasangan noktah halaman. Kombinasi antara noktah sederhana dan noktah berbatasan, disebut dengan pasangan noktah setengah ladam yang biasanya ditemukan di xilem. Noktah sederhana ditemukan pada sel hidup seperti sel parenkim dan beberapa serat. Noktah halaman ditemukan pada sel kayu yang menghantarkan air, yang mati pada saat dewasa (trakeid dan vessel). Selain itu, noktah terjadi hanya pada salah satu dinding dari dua sel yang bertetangga disebut noktah tunggal. Ada juga noktah yang berbatasan dengan ruang antar sel, noktah tersebut dinamakan noktah buta.
Sel yang memiliki dinding sekunder yang sangat tebal, noktah dapat berbentuk sangat panjang. Misalnya brakisklereid buah pir (sel batu) noktah muncul dalam bentuk penampang sepanjang saluran radial melalui dinding sel sekunder, memanjang dari satu sel ke sel lainnya (Gambar 2.7).
Pasangan noktah halaman, membran noktah bagian tengah menebal yang disebut dengan torus (jamak: tori), yang diameternya agak lebih besar dari mulut noktah. Torus dikelilingi oleh bagian tipis dari membran noktah yang disebut margo. Margo terdiri dari serat mikro selulosa dan sebagian besar memancar dari torus. Aliran cairan dari sel ke sel melewati margo. Noktah halaman biasanya ditemukan pada tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae), salah satu contohnya yaitu sel trakea Pinus (Gambar 2.8 A dan B). Bentuk torus dan margo pada Metasequoia glyptostroboides Hu & W.C Cheng dan Pinus L. dapat dilihat pada Gambar 2.8 C, D, dan E.
Plasmodesmata
Plasmodesmata berukuran kecil (30-60 nm), interseluler, perpanjangan sitoplasma antara sel-sel yang berdekatan dan dilapisi dengan membran plasma dari dua sel yang berdekatan. Plasmodesma adalah saluran berlapis membran plasma yang biasanya dilalui oleh untai tubular dari retikulum endoplasma yang menyempit yang disebut desmotubule (Gambar 2.9). Plasmodesmata mengontrol perpindahan molekul besar antar sel dan komunikasi antar sel.
Plasmodesmata dapat melewati pori-pori kecil pada dinding sel primer dan lamela tengah di antara sel-sel yang berdekatan, sehingga protoplas kedua sel dapat berhubungan. Konsentrasi plasmodesmata membentang melintasi pada area dinding sel yang disebut noktah. Seperti yang telah dijelaskan, noktah dari sel yang berdekatan biasanya sejajar satu sama lain sehingga dua dinding sel primer dan lamela tengah membentuk membran noktah yang selektif permeabel dan dapat ditembus oleh beberapa plasmodesmata.
Plasmodesmata terbentuk selama sitokinesis sebagai untaian retikulum endoplasma tubular terperangkap dalam papan sel yang sedang berkembang. Plasmodesmata yang terbentuk saat sitokinesis disebut plasmodesmata primer sedangkan plasmodesmata yang terbentuk setelah dinding sel terbentuk disebut plasmodesmata sekunder.
Terdapat berbagai macam bentuk plasmodesmata yaitu plasmodesmata sederhana (simple plasmodesmata), plasmodesmata corong (funnel plasmodesmata), pori plasmodesmata (pore-plasmodesmata unit), plasmodesmata bercabang (branched plasmodesmata), plasmodesmata bercabang yang kompleks (branched plasmodesmata complex) (Gambar 2.10).
Solusi
Buatlah minimal empat solusi yang mungkin untuk menyelesaikan masalah berdasarkan hasil informasi yang Anda dapat!
Pilihlah salah satu solusi yang paling efektif untuk menyelesaikan masalah dengan cara mengevaluasi kelebihan dan kekurangan masing-masing solusi!
Klik tautan berikut untuk mengetahui lebih lanjut mengenai dinding sel. Anda juga dapat mencari dan membaca informasi lain di internet.
Daftar Rujukan
Crang, R., Lyons-Sobaski, S., dan Wise, R. 2018. Plant Anatomy: A Concept-Based Approach to The Structure of Seed Plants. Gewerbestrasse: Springer.
Dute, R. 2015. Development, Structure, and Function of Torus–Margo Pits in Conifers, Ginkgo and Dicots. Switzerland: Springer.
Evert, R. 2006. Esau’s Plant Anatomy Third Edition. New Jersey: John Wiley & Sons.
Peters, W. Jensen, K. H., Stone, H. A., & Knoblauch, M. 2021. Plasmodesmata and The Problems with Size: Interpreting The Confusion. Journal of Plant Physiology. DOI: 10.1016/j.jplph.2020.153341.
Sulisetijono & Saptasari, M. 2019. Bahan Ajar Struktur & Perkembangan Tumbuhan 1 (Anatomi Tumbuhan). Malang: UM.
Credit
Icon made by Freepik from storyset.com