Sitoskeleton, seperti namanya, adalah rangka pada sel. Sitoskeleton memiliki tiga jenis, yaitu Actin Filament (AF), Intermediate Filament (IF) dan Microtubule (MT). Karena ketiganya juga memiliki komposisi yang berbeda, maka ketiga fungsi sitoskeleton tersebut juga berbeda.
Apa yang dimaksud dengan Sitoskeleton ?
Sitoskeleton (kerangka sel) adalah jaring berkas-berkas protein yang terdapat di dalam sitosol dan mengelilingi inti sel (nukleus) yang menyusun sitoplasma eukariota. Sitoskeleton memiliki peranan penting dalam pengorganisasian struktur dan aktivitas sel.
Fungsi utama dari sitoskeleton adalah untuk memberikan dukungan mekanis pada sel dan mempertahankan bentuknya. Sitoskeleton merupakan tempat bergantung banyak organel bahkan molekul enzim sitosol. Sitoskeleton lebih dinamis dari pada rangka hewan.
Sitoskeleton juga terlibat dalam beberapa jenis motilitas (gerak) sel. Motilitas sel di sini mencakup perubahan tempat sel maupun pergerakan bagian sel yang lebih terbatas. Motilitas membutuhkan interaksi sitoskeleton dengan protein yang disebut motor. Molekul motor sitoskeleton menggoyangkan silia dan flagela. Molekul ini juga menyebabkan semua otot berkontraksi.
Vesikula mungkin berjalan ke tujuannya dalam sel disepanjang mono-rel yang disediakan oleh sitoskeleton, dan sitoskeleton memanipulasi membran plasma untuk membentuk vakuola makanan selama fagositosis. Aliran sitoplasma yang mensirkulasi materi dalam banyak sel tumbuhan besar merupakan jenis lain gerak seluler yang disebabkan oleh komponen sitoskeleton.
Sitoskeleton eukariota dibagi atas tiga jenis bagian serabut yang berbeda, yaitu: mikrotubulus, filamen intermediet, dan mikrofilamen.
Tabel Bagian-bagian sitoskeleton
Mikrotubula adalah tabung yang disusun dari mikrotubulin dan bersifat lebih kokoh dari aktin. Mikrotubula merupakan serabut penyusun sitoskeleton terbesar dengan diameter kira-kira 25 nm yang tersusun atas bola-bola molekul yang disebut tubulin dan dapat membentuk organel berupa sentriol ( berbentuk silindris dan disusun oleh mikrotubulus dengan sangat teratur, saat membelah akan membentuk benang-benang gelendong inti ), silia dan flagella ( merupakan tonjolan yang dapat bergerak bebas dan dijulurkan ).
Mikrotubula memiliki dua ujung yaitu ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubula, dan ujung positif yang berada di dekat membran plasma. Organel dapat meluncur di sepanjang mikrotubula untuk mencapai posisi yang berbeda di dalam sel, terutama saat pembelahan sel. Mikrotubula ditemukan dalam sitoplasma semua sel eukariotik.
Struktur Mikrotubulus
Struktur Mikrotubulus berupa batang lurus dan berongga (diameter sekitar 25 nm dan panjang 200 nm-25 µm). Dinding tabung berongga dan dibangun dari protein globular yang disebut tubulin. Ada dua jenis protein tubulin penyusun tubulin, yaitu tubulin α dan tubulin β.
Gambar Struktur Mikrotubulus
Silia dan Sentriol
Silia adalah benang tipis setebal 0,25 μm dengan bundel mikrotubulus di bagian intinya. Dinding dari silia adalah 9 pasang mikrotubulus dan bagian tengah dari benang ini adalah 2 mikrotubulus yang tidak berpasangan, yang biasa disebut axoneme. Struktur ini sering disebut sebagai “Struktur 9+2”. Silia berfungsi menggerakkan fluida di permukaan sel dan menggerakkan sel di dalam fluida.
Sentriol adalah struktur berbentuk tabung yang terbentuk dari mikrotubulus dengan lebar 0,2 μm dan panjangnya 0,4 μm. Sentriol berfungsi membentuk benang spindel untuk memisahkan kromosom. Mikrotubulus berkelompok membentuk 3 mikrotubulus yang tersusun secara paralel. Sembilan kelompok semacam ini membentuk dinding sentriol. Tiap kelompok tidak tegak lurus dengan inti tabung, tetapi agak miring.
Filamen antara (Filamen Intermediet) merupakan serabut penyusun sitoskeleton berupa rantai molekul protein yang berbentuk untaian yang saling melilit. Disebut serabut antara karena berukuran diantara ukuran mikrotubulus dan mikrofilamen Melintang membentuk tubulus dan setiap tubulus di bangun oleh 4 atau 5 protofilamen.
Pada sel epidermis disebut tonofilamen, dan pada sel saraf disebut neurofilamen filamen antara berukuran 8-12 nm, yang dapat berbentuk tunggal / kelompok. Filamen antara tersusun atas protein yang disebut fimentin.
Filamen merupakan peralatan sel yang lebih permanen daripada mikrotubulus dan mikrofilamen yang sering dibongkar pasang dalam berbagai macam keadaan sel. Perlakuan kimiawi yang memindahkan mikrotubulus dan mikrofilamen dari sitoplasma meninggalkan jalinan filamen intermediet dalam bentuk aslinya.
Filament inermediet sangat resisten terhadap peregangan dan tidak terlalu sensitive terhadap agen kimia serta lebih sulit untuk dilarutkan. Karena sifat tidak larutnya inilah filament intermedia dianggap memiliki struktur yang cenderung permanen dan tidak berubah- ubah. Bagaimanapun juga sebuah penemuan menyatakan bahwa ketika sub unit keratin disuntikkan dalam kultur sel kulit, ternyata sub unit tersebut tidak bergabung di ujung filament akan tetapi sub unit tersebut berada di interior filament.
Beberapa tipe dari Filamen Intermediet dapat dilihat pada tabel berikut ini,
Fungsi filamen intermediet antara lain :
Memperkuat bentuk sel dan posisi organel tertentu.
Misalnya nukleus yang umunya terletak dalam suatu tempat yang terbuat dari filamen antara, tetap berada ditempatnya karena adanya cabang- cabang filamen yang membentang ke dalam sitoplasma.
Pembentukan laminan nukleus
Filamen antara yang lain membentuk lamina nukleus yang melapisi bagian dalam selubung nukleus.
Filamen antara mendukung sel
Uluran panjang ( akson ) dari sel saraf yang menghantarkan impuls diperkuat oleh satu kelas filamen antara.
Mikrofilamen adalah rantai ganda protein yang saling bertaut dan tipis, terdiri dari protein yang disebut aktin. Mikrofilamen berdiameter antara 5-9 nm dan diameter dirancang untuk menanggung sejumlah besar ketegangan. Dalam asosiasi dengan myosin, mikrofilamen membantu untuk menghasilkan kekuatan yang digunakan dalam kontraksi sel dan gerakan sel dasar. Filamen juga memungkinkan sebuah sel membagi untuk menggentas menjadi dua sel dan terlibat dalam gerakan amoeboid jenis tertentu dari sel.
Tidak seperti mikrotubulus yang biasanya memperpanjang keluar dari sentrosom di sel, mikrofilamen biasanya berinti pada membran plasma. Oleh karena itu, pinggiran (tepi) dari sel umumnya mengandung konsentrasi tertinggi mikrofilamen. Sejumlah faktor eksternal dan sekelompok protein khusus mempengaruhi karakteristik microfilament, sehingga memungkinkan mereka untuk membuat perubahan yang cepat jika diperlukan, bahkan jika filamen harus benar-benar dibongkar di satu wilayah sel dan dipasang kembali di tempat lain. Ketika ditemukan langsung di bawah membran plasma, mikrofilamen dianggap sebagai bagian dari korteks sel, yang mengatur bentuk dan gerakan permukaan sel. Akibatnya, mikrofilamen memainkan peran kunci dalam pengembangan berbagai proyeksi permukaan sel.
Struktur Mikrofilamen
Rantai-rantai filamen ini tersusun atas bola-bola molekul protein yang disebut aktin.
Aktin dibangun oleh suatu protein struktural aktin yang mempunyai dua bentuk, yakni :
Mikrofilamen tersusun dari elemen fibrosa dengan diameter 60 Angstrom terdiri dari protein aktin dan juga mikrofilamen miosin dan tropomiosin yang banyak di sel otot. Aktin adalah protein globuler dengan BM 42.000 Dalton. Merupakan protein terbanyak yang terdapat dalam sel eukariota hampir 5% dari seluruh protein sel. Dalam bentuk monomer disebut aktin G, jika terkait dalam bentuk filamen disebut aktin F. Aktin sifatnya labil artinya mudah terkait dan mudah terurai. Aktin diketahui merupakan protein kontraktil yang terlibat dalam proses- proses yang terjadi di dalam sel antara lain sitokinesis, aliran plasma, gerakan sel, gerakan mikrofili intestinal.
Fungsi Mikrofilamen
Mikrofilamen mempunyai beberapa fungsi, yaitu :
Oleh karena itu, secara keseluruhan, fungsi-fungsi dari sitoskeleton adalah :
