Sitoskeleton

Sitoskeleton berasal dari dua kata, yaitu “sito’ yang berarti sel dan “skeleton” yang artinya kerangka. Sitoskeleton atau kerangka sel sendiri merupakan jaring berkas-berkas protein yang menyusun sitoplasma khususnya di dalam sel eukariota.
Ada tiga macam tipe dasar dari jaring-jaring atau sitoskeleton ini, yaitu:

1. Mikrofilamen
2. Mikrotubulus
3. Dan intermediate filamen

Masing-masing filamen di atas seling berhubungan antara satu sama lain. Selain berhubungan, ketiga filamen tersebut juga saling berkoordinasi. Sitoskeleton dengan struktur yang padat dan kuat membuat sel memiliki bentuk yang kokoh. Sitoskeleton juga menjamin sel dapat berubah bentuk, sel juga bisa mengatur posisi organel. Untuk sel-sel di dalam air, sitoskeleton membuat sel tersebut bisa berenang, sedangkan untuk sel yang melakukan gerak amoeboid, sitoskeleton menjadikan sel mampu merayap di permukaan.

Hal ini membuktikan bahwa sitoskeleton bukan hanya memperkuat sel namun juga terlibat dalam beberapa jenis motilitas atau gerak sel. Mengapa digunakan istilah motilitas? Motilitas berarti bisa termasuk perubahan tempat sel maupun pergerakan bagian sel tertentu yang sangat terbatas.

Apa yang dimaksud motilitas sel ini secara umum memerlukan hubungan atau interaksi antara sitoskeleton dengan sejumlah protein.Protein-protein yang membantu motilitas sel disebut juga dengan molekul motor. Protein-protein inilah yang bisa menyebabkan sel otot mampu mengalami kontraksi. Kontraksi ini membantu vesikula untuk berjalan ke tujuannya dalam sel di sepanjang jalut yang disediakan oleh sitoskeleton. Organel sitoskeleton kemudian memanipulasi struktur membran plasma sehingga mampu membentuk vakuola makanan selama terjadinya proses fagositosis. Ini adalah salah satu bukti fungsi sitoskeleton terhadap gerak sel. Contoh lainnya tampak pada aliran sitoplasma yang membuat materi dan organel di dalam sel tumbuhan bisa bersirkulasi dengan lancar. Ini merupakan gerak seluler lain hasil dari peranan berbagai komponen sitoskeleton di dalam sel.

Fungsi Sitoskeleton

Sitoskeleton mempunyai peranan yang besar di dalam sel, beberapa diantaranya adalah:

1. Menjadikan sel memiliki kekuatan mekanik dan mempertahankan keseimbangan bentuk sel.

2. Menjadi kerangka sel yang membuat sel tetap kokoh.

3. Membantu gerakan-gerakan intrasel, termasuk pergerakan sitoplasma yang mengedarkan nutrisi dari satu bagian sel ke bagian yang lain.

4. Membantu proses metabolisme dan aktivitas biokimia dalam sel.

Struktur Sitoskeleton

Sitoskeleton tersusun atas 3 jenis serabut yang membentuknya, yaitu:

Mikrotubula

Sesuai dengan namanya, “mikro” yang berarti sangat kecil dan “tubula” yang bermakna tabung, maka mikrotubula sebenarnya adalah tabung yang tersusun atas mikrotubulin dan mempunyai struktur yang lebih kokoh dari aktin.

Mikrotubula sendiri mempunyai dua macam ujung yaitu:

a. Ujung negatif. Ujung ini terhubung dengan pusat pengatur organel mikrotubula.
b. Ujung positif. Ujung ini letaknya sangat dekat dengan membran plasma.

Mikrotubula membantu organel untuk mencapai posisi yang berbeda dan tepat di dalam sel, dengan menyediakan semacam jalur sehingga organel tersebut dapat mengikutinya dengan mudah. Hal ini tampak jelas di saat pembelahan sel.

Mikrotubula dapat dijumpai dalam sitoplasma hampir semua sel eukariotik (sel dengan membran inti). Strukturnya berupa tubula, yaitu batang yang lurus namun berongga di bagian tengahnya. Diameter tiap-tiap tubula sekitar 25 nm dengan panjang sekitar 200 nm hingga 25 µm. Masing-masing dinding tabung berongga atau tubula tersebut tersusun atas protein globular yang disebut juga dengan tubulin. Ada dua macam protein tubulin yang menyusun mikrotubula, yaitu protein tubulin α dan protein tubulin β.

Fungsi mikrotubula di dalam sel diantaranya, yaitu:

a. Sebagai tubular kokoh yang memberi bentuk dan mendukung struktur sel.

b. Membantu pengaturan posisi berbagai organel di dalam sel.

c. Memberikan jalur yang dapat digunakan organel khususnya yang dilengkapi dengan molekul motor untuk dapat bergerak bebas dan menuju tempat yang ditentukan.

d. Membantu proses pembelahan sel dengan berperan dalam pergerakan kromosom.

e. Membantu pembentukan sentriol untuk pembelahan sel, serta flagela dan silia untuk pergerakan sel.

Tentang Sentrosom dan Sentriol

Apa hubungan sentrosom, sentrio dengan mikrotubula? Dari banyak penelitian, disebutkan bahwa mikrotubula berasal dan tumbuh dari sentrosom. Salah satu fungsi mikrotubula adalah sebagai sistem penahan tekanan terhadap sitoskeleton.
Di dalam sentrosom sel hewan terdapat sentriol yang berjumlah dua buah atau sepasang. Setiap sentriol terdiri atas sembilan pasang triplet mikrotubula. Masing-masing pasangan mirkotubula membentuk sebuah struktur berbentuk cincin. Andaikata terjadi pembelahan sel, maka setiap sentriol akan mereplikasikan diri untuk membentuk benang-benang gelendong inti yang membantuk proses penarikan kromosom ke kutub masing-masing sel anakan.

Apa sebenarnya sentriol itu? Sentriol merupakan organel kecil dengan struktur berbentuk tabung. Sentriol terbentuk dari mikrotubulus. Lebar sentriol sekitar 0,2 μm dan panjangnya kurang lebih 0,4 μm. Fungsi sentriol adalah untuk membentuk benang-benang  spindel yang membantu proses pemisahan kromosom pada saat pembelahan sel.

Tentang Silia dan flagela

Apaitu silia? Silia merupakan alat gerak sel berupa benang tipis dengan ketebalan kurang lebih 0,25 μm. Silia mempunyai bundel mikrotubulus di bagian intinya. Struktur dinding silia tersusun atas 9 pasang mikrotubulus. Pada bagian tengah silia terdapat dua mikrotubulus yang tidak berpasangan. Oleh karena itu struktur silia seringkali disebut dengan "Struktur 9+2". Fungsi dari silia sendiri sebenarnya adalah untuk menggerakkan fluida di permukaan sel dan menggerakkan sel di dalam fluida.
Lalu apa itu flagella? Flagella mempunyai lebar berdiameter yang sama dengan silia, akan tetapi ukurannya lebih panjang daripada silia.Flagella berukuran panjang 10 hingga 200 µm. Berbeda dengan silia yang bisa berjumlah ratusan, flagella biasanya hanya berjumlah satu atau beberapa saja untuk setiap sel. Mikrotubula berperan besar untuk menggetarkan flagela dan silia sehingga sel bisa bergerak.

Mikrofilamen atau filamen aktin

Struktur yang kedua dari sitoskeleton adalah Mikrofilamen. Mikrofilamen merupakan rantai ganda protein yang sangat tipis, dimana kedua rantai saling bertaut. Mikrofilamen terdiri dari dua macam protein yang disebut juga dengan aktin dan miosin. Aktin merupakan protein globular. Sedangkan miosin adalah salah satu protein penyusun jaringan otot. Diameter mikrofilamen sepanjang 5 hingga 6 nm. Mikrofilamen mempunyai fungsi membantu pergerakan sel k dan juga peroksisom.
Mikrofilamen tidak bekerja sendirian, organel ini senantiasa bertautan dengan sejumlah organel lain. Mikrofilamen juga banyak mengandung enzim oksidase serta katalase, yang secara umum banyak disimpan dalam sel-sel hepar atau hati.

Mikrofilamen berperan sebagai alat kontraksi sel otot. Sepanjang sel otot ribuan filamen aktin disusun sejajar satu sama lain. Filamen-filamen sejajar tersebut kemudian diselilingi dengan filamen yang lebih tebal. Filamen yang lebih teba inilah yang disebut miosin. Terjadinya kontraksi sel otot akibat filamen aktin dan miosin yang meluncur dan saling  melewati satu sama lain. Proses ini akan memperpendek masing-masing sel. Pergerakan kedua protein baik aktin maupun miosin membantu aliran sitoplasma pada sel tumbuhan seperti gerak siklosis, maupun gerak amoeboid pada sel Protozoa.

Filamen Intermediat

Struktur ketiga adalah filamen intermediat. Struktur ini diberi nama sesuai dengan diameternya yang berukuran antara  8 hingga 12 nm. Filamen intermediat berbentuk pembuluh dan terdiri atas 4 hingga 5 protofilamen. Masing-masing protofilamen disusun melingkar. Protofilamen sangat liat dan stabilkarena dibentuk dari protein fibrosa. Filamen intermediat berfungsi untuk menyokong dan menjaga bentuk sel beserta inti sel. Filamen intermediat padaumumnya berada di sekitar inti.
Di sel epitel atau sel yang berbatasan dengan dunia luar, seperti sel kulit, filamen intermediat membentuk anyaman yang meminimalisir berbagai tekanan dari luar. Beberapa macam filamen intermediat antara lain adalah kertin, vimentin, neurofilamen, lamina nuklear, beserta keratin.

Filamen intermediat menurut penelitian mempunyai bahan-bahan penyusun organel yang lebih permanen daripada mikrofilamen maupun mikrotubula. Mikrofilamen dan mikrotubula mempunyai struktur tubuh yang seringkali dibongkar-pasang dalam berbagai macam bagian sel. Filamen intermediat mampu memberi kekuatan mekanis pada sel, hal ini membantu sel tahan terhadap tekanan, peregangan, maupun gesekan yang terjadi di sekitar daerah dinding sel. Artinya filamen intermediat memberi kekuatan pada dinding sel. Filamen intermediat menjaga posisi nukleus sehingga tetap di posisi semula, hal ini karena adanya cabang-cabang filamen yang membentang dari nukleus ke dalam sitoplasma.

Filamen intermediat dibentuk dengan proses polimerisasi filamen. Proses ini melibatkan dua monomer filamen yang bergabung membentuk struktur coil. Dua monomer yang disebut dimer ini akan bergabung dengan dimer lainnya, dan kemudian membentuk tetramer. Meski membentuk tetramer akan tetapi posisi masing-masing dimer tidak paralel. Ketidakparalelan ini menjadikan tetramer bisa tetap berkoneksi dengan tetramer lain. Contoh mudahnya adalah ketika kita melihat bagaimana batubata disusun. Tetramer-tetramer yang telah bergabung akan membentuk sebuah array heliks yang sangat kokoh.

Fungsi Sitoskeleton

Untuk mengetahui apa saja fungsi sitoskeleton secara langsung, para peneliti seringkali melakukan pengamatan fungsi mikrotubul. Caranya adalah dengan mengamati gerak pada Paramaecium maupun Chlamydomonas. Perlu diketahui, Paramaecium mempunyai silia dan organisme inilah yang dipelajari untuk melihat gerak silia. Sedangkan Chlamydomonas diamati untuk melihat gerak pada flagela sehingga fungsi sitoskeleton bisa diketahui.

Dari sejumlah riset, didapat kesimpulan bahwa fungsi Sitoskeleton adalah sebagai berikut:

1. Mampu memberi kekuatan mekanik pada sel sekaligus mempertahankan bentuk sel.
2. Menjadi kerangka sel yang membuat bentuk sel menjadi kokoh.
3. Membantu pergerakan substansi sel dari satu bagian sel ke bagian yang lain.
Membantu proses metabolisme berupa aktivitas biokimia dalam sel.

Sumber