Biologi Perkembangan (Tumbuhan)Biologi Perkembangan (Tumbuhan)

Karakteristik SelTumbuhan yang Penting dalamP k bPerkembangan

1

Adi Rahmat1. Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, UPI2. Program Studi Pendidikan IPA, Sekolah Pascasarjana, UPI

Topik Kajian

1 Membran Sel1. Membran Sel2. Dinding Sel

Si k l Mik b l3. Sitoskeleton: Mikrotubul4. Plasmodesmata: Penghubung Symplastg g y p

2

Membran SelMembran Sel

Berperan penting dalam menjalankan fungsi selBerperan penting dalam menjalankan fungsi sel1. Sifat selective permeable mempertahankan

k d l d t l k lkandungan sel dengan mengontrol keluar-masuknya molekulB i d k b i ‘ d li ’ l2. Bertindak sebagai ‘mata dan telinga’ selkarena reseptor yang ada pada membran

i i l d d imemonitor signal yang datang darilingkungan luar

3

Struktur Membran1. Lipid bilayer bersifat fluida dengan protein integral dan

periferal yang tersusun dalam pola mosaik

2 Lipid bersifat2. Lipid bersifatamfipatik, terdiri atasbbagianhidrofilik danhidrofobik

3. Protein membran jugamembran jugaterdiri atasbagianh d f l k dhidrofilik danhidrofobik4

4. Protein membran (protein integral) berperan penting dalam transport aktif

5. Beberapa protein membran merupakan reseptor hormon dan 5. Beberapa protein membran merupakan reseptor hormon dan molekul-molekul lain yang memberikan informasi kepada sel tentang lingkungannya

6 Cell membrane behaves like a thin layer of fluid6. Cell membrane behaves like a thin layer of fluid

5

Dinding Selg

1. Dinding sel sebagian besard d l lterdiri dari selulosa yang

tersusun multilapis2. Terdiri dari tiga bagian:

a. Lamela tengah, terusun daripektin (gluelikepolysaccharide), melekatkandua dinding (primer) sel yang g (p ) y gberdekatan

b. Dinding primer, tersusun atasselulosa yang direkatkan satusama lain oleh hemiselulosasama lain oleh hemiselulosa

c. Dinding sekunder, sangat kuatkarena selulosa banyak dantersusun hampir tegak lurussatu sama lain Pada dindingsatu sama lain. Pada dindingsekunder ini juga didepositkanlignin6

Jalinan mikrofibril selulosa pada dindingi (1) d k d (2)primer (1) dan sekunder (2)

1 2

7

3. Selulosa tidak dalam keadaan molekultunggal tetapi membentuk ikatan: sekitar 40 molekul selulosa bergabungsekitar 40 molekul selulosa bergabungmelalui ikatan hidrogen membentukkristal linier yang disebut mikrofibril

4. Mikrofibril digabungkan satu sama lain 4. Mikrofibril digabungkan satu sama lain melalui dimer Rhamnogalaturonan

5. Diantara mikrofibril juga terdapatprotein yang terikat pada polisakaridanon-selulosa (primer)

8

Bagaimana mikrofibril selulosa disintesis dandidepositkan pada dinding?

1. Selulosa disintesis oleh enzimselulose sintetase yang tertanam dalam membrantertanam dalam membranplasma, membentuk komplekroset.

d2. Senyawa intermedietpembentuk selulosa adalahgula nukleotida: uridinegdiphosphat glucose (UDPG) yang terdapat padasitoplasma di bawahsitoplasma di bawahmembran

9

1. Setiap komplek roset mensekretkan satu mikrofibril selulosaberdiameter 5 nm

2. Pada deposit dinding sekunder, sejumlah 5 nm mikrofibrilbergabung membentuk 20 nm mikrofibril

10

Sitoskeleton: MikrotubulSitoskeleton: Mikrotubul

Sitoskeleton terdiri dari tiga struktur filamen:

1. Mikrotubul, dibentuk dari protein tubulin (α dan β)2. Mikrofilamen, dibentuk dari protein aktin (G-aktin

dan F-aktin)3. Filamen intermediat, terbentuk dari sejumlah

protein filamen, misalnya lamin yang bertanggungj b d l di i t i d b t k k b lijawab dalam disintegrasi dan pembentukan kembalimembran inti ketika pembelahan sel

11

MikrotubulMikrotubul

1 Dibentuk melalui self1. Dibentuk melalui self-assembly protein tubulin

2. Protein tubulin adalahh t di t di i d iheterodimer, terdiri daripolipeptida α- dan β-tubulin

3. Pembentukan mikrotubuldapat terganggu olehbeberapa senyawa alkaloid p yhasil metabolismesekunder, misalnyacolchicine yang mengikaty g gdimer tubulin

12

Mikrotubule menunjukkan satu polaritas pada setiapujungnya (ujung positif dan ujung negatif); berperanujungnya (ujung positif dan ujung negatif); berperandalam mengarahkan pergerakan vesikula (vesicle) yang dibentuk oleh aparatus Golgiyang dibentuk oleh aparatus Golgi

13

Mikrotubul berperan penting dalam pembelahanit imitosis

1. Pada saat interfase mikrotubul tersusun dibawah membranl li k i b j lplasma, melingkari sumbu perpanjangan sel

2. Menjelang pembelahan sel, mikrotubul terikat bersamadibagian tengah sel, membentuk pita praprofase(preprophase band; PPB) (preprophase band; PPB) mengelilingi sel pada tempatdimana papan sel (dindingsel baru) akan dibentuksel baru) akan dibentuksetelah sitokinesis.

3. Ketika memasuki mitosis (profase), PPB mengalami disassembly (p ) g ydan digantikan dengan spindel mitosis

14

4. Ketika metafase salah satu ujungelemen spindel terikat keelemen spindel terikat kekromosom pada kinetokor, ujunglainnya tertanam pada kutubspindelp

5. Selama anafase elemen spindeltetap melekat pada kromosom, tetapi pada bagian kinetokorp p gmikrotubul mengalamidisassembly yang menyebabkankromosom bergerak ke arahkutub spindel

6. Pada telofase spindel yang terikatpada kromosom telah mengalamidisassembly sempurna, tetapispindel yang tidak terikatkromosom tetap ada dan

b t k h l t dmembentuk phragmoplast padadaerah equator

15

7. Phragmoplast terdiri daridua set mikrotubul yang melintasi daerah dimanapapan sel akan dibentuk

8. Selanjutnya mikrotubulh l tphragmoplast secara

progresif bergumpal kearah tepi sel, guna

lmemperluaspembentukan papan sel

9 Mikrotubul phragmoplast berfungsi dalam mengarahkan pergerakan9. Mikrotubul phragmoplast berfungsi dalam mengarahkan pergerakanvesikula dari aparatus Golgi yang membawa bahan papan sel (dinding)

10. Setelah papan sel terbentuk sempurna, mikrotubul phragmoplastmengalami disassembly dan kembali tersusun dibawah membran

16

mengalami disassembly dan kembali tersusun dibawah membranplasma, melingkari sumbu perpanjangan sel

Plasmodesmata: Penghubung symplast

Pergerakan air, signal, dansubstansi lain pada jaringansubstansi lain pada jaringantumbuhan terjadi melaluidua jalur:

1. Apoplast: hubunganantar sel melalui dinding

2 Symplast hubungan2. Symplast: hubunganantar sel melaluisitoplasma

Pada symplast ada struktur khusus yang menghubungkan sitoplasma selsatu dengan yang lainnya: Plasmodesmata.

Pl d t dib t k k tik it ki i ( b t k di di ) d

17

Plasmodesmata dibentuk ketika sitokinesis (pembentukan dinding) padatempat retikulum endoplasma sel induk berada