Protoplasma: sejarah, karakteristik, komponen, fungsi

protoplasma adalah bahan sel hidup. Struktur ini pertama kali diidentifikasi pada tahun 1839 sebagai cairan yang dapat dibedakan dari dinding. Itu dianggap sebagai zat transparan, kental dan dapat diperluas. Itu ditafsirkan sebagai struktur tanpa organisasi yang jelas dan dengan banyak organel.

Protoplasma telah dianggap sebagai semua bagian sel yang ada di dalam membran plasma. Namun, beberapa penulis telah memasukkan dalam protoplasma membran sel, nukleus dan sitoplasma.

Sel eukariotik hewan. Sumber: Oleh Nikol valentina romero ruiz [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], dari Wikimedia Commons

Saat ini, istilah protoplasma tidak banyak digunakan. Sebaliknya, para ilmuwan lebih suka merujuk langsung ke komponen seluler.

Indeks artikel

Sejarah

Istilah protoplasma dikaitkan dengan ahli anatomi Swedia Jan Purkyne pada tahun 1839. Itu digunakan untuk merujuk pada bahan formatif embrio hewan.

Namun, pada awal tahun 1835 ahli zoologi Felix Dujardin menggambarkan zat di dalam rhizopoda. Ini memberinya nama sarcoda dan menunjukkan bahwa ia memiliki sifat fisik dan kimia.

Kemudian, pada tahun 1846, ahli botani Jerman Hugo von Mohl memperkenalkan kembali istilah protoplasma untuk merujuk pada zat yang ada di dalam sel tumbuhan.

Pada tahun 1850 ahli botani Ferdinand Cohn menyatukan istilah tersebut, menunjukkan bahwa baik tumbuhan maupun hewan memiliki protoplasma. Peneliti menunjukkan bahwa pada kedua organisme, zat yang mengisi sel adalah serupa.

Pada tahun 1872, Beale memperkenalkan istilah bioplasma . Pada tahun 1880, Hanstein mengusulkan kata protoplas , istilah baru untuk menyebut seluruh sel, tidak termasuk dinding sel. Istilah ini digunakan oleh beberapa penulis untuk menggantikan sel.

Pada tahun 1965, Lardy memperkenalkan istilah sitosol , yang kemudian digunakan untuk merujuk pada cairan di dalam sel.

teori protoplasma

Ahli anatomi Max Schultze mengusulkan pada akhir abad ke-19 bahwa dasar fundamental kehidupan adalah protoplasma. Schultze mengemukakan bahwa protoplasma adalah zat yang mengatur aktivitas vital jaringan pada makhluk hidup.

Karya Schultze dianggap sebagai titik awal teori protoplasma. Teori ini didukung oleh usulan Thomas Huxley pada tahun 1868 dan oleh ilmuwan lain pada waktu itu.

Teori protoplasma menyatakan bahwa protoplasma merupakan dasar fisik kehidupan. Sedemikian rupa sehingga studi zat ini akan memungkinkan kita untuk memahami fungsi makhluk hidup, termasuk mekanisme pewarisan.

Dengan pemahaman yang lebih baik tentang struktur dan fungsi sel, teori protoplasma telah kehilangan validitasnya.

Karakteristik umum

Protoplasma terdiri dari berbagai senyawa organik dan anorganik. Zat yang paling melimpah adalah air, yang merupakan hampir 70% dari total beratnya dan berfungsi sebagai pembawa, pelarut, termoregulasi, pelumas dan unsur struktural.

Selain itu, 26% dari protoplasma terdiri dari makromolekul umumnya organik. Ini adalah molekul besar yang dibentuk oleh polimerisasi subunit yang lebih kecil.

Di antara ini kita menemukan karbohidrat, makromolekul terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen, yang menyimpan energi untuk sel. Mereka digunakan dalam berbagai fungsi metabolisme dan struktural protoplasma.

Demikian pula, terdapat berbagai jenis lipid (lemak netral, kolesterol dan fosfolipid), yang juga berfungsi sebagai sumber energi bagi sel. Selain itu, mereka adalah bagian penyusun membran yang mengatur berbagai fungsi protoplasma.

Protein membentuk hampir 15% dari komposisi protoplasma. Di antaranya kita memiliki protein struktural. Protein ini membentuk perancah protoplasma, berkontribusi pada organisasi dan transportasi selulernya.

Protein lain yang ada dalam protoplasma adalah enzim. Mereka bertindak sebagai katalis (zat yang mengubah kecepatan reaksi kimia) dari semua proses metabolisme.

Demikian juga, berbagai ion anorganik hadir yang hanya sesuai dengan 1% dari komposisinya (kalium, magnesium, fosfor, belerang, natrium dan klorin). Ini membantu menjaga pH protoplasma.

Komponen

Protoplasma terdiri dari membran plasma, sitoplasma, dan nukleoplasma. Namun, hari ini, berkat kemajuan mikroskop elektron, diketahui bahwa struktur sel bahkan lebih rumit.

Selain itu, ada sejumlah besar kompartemen subseluler, dan konten seluler yang sangat kompleks secara struktural. Selain organel, yang termasuk di sini sebagai bagian dari sitoplasma.

Membran plasma

Membran plasma atau plasmalemma terdiri dari sekitar 60% protein dan 40% lipid. Susunan strukturalnya dijelaskan oleh caral mosaik fluida. Dalam hal ini, membran menyajikan lapisan ganda fosfolipid tempat protein tertanam.

Semua membran sel dianggap memiliki struktur yang sama. Namun, plasmalemma adalah membran paling tebal di dalam sel.

Plasmalemma tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Baru pada akhir 50-an abad ke-20 strukturnya dapat dirinci.

sitoplasma

Sitoplasma didefinisikan sebagai semua materi sel yang ada di dalam plasmalemma, tidak termasuk nukleus. Sitoplasma mencakup semua organel (struktur seluler dengan bentuk dan fungsi yang ditentukan). Demikian juga, zat di mana komponen seluler yang berbeda direndam.

sitosol

Sitosol adalah fase cair dari sitoplasma. Ini adalah gel yang hampir cair yang mengandung lebih dari 20% protein di dalam sel. Sebagian besar adalah enzim.

Sitoskeleton

Sitoskeleton merupakan kerangka protein yang membentuk kerangka seluler. Ini terdiri dari mikrofilamen dan mikrotubulus. Mikrofilamen sebagian besar terdiri dari aktin, meskipun ada protein lain.

Filamen ini memiliki komposisi kimia yang berbeda dalam berbagai jenis sel. Mikrotubulus adalah struktur tubular yang pada dasarnya terbuat dari tubulin.

organel

Organel adalah struktur seluler yang memenuhi fungsi tertentu. Masing-masing dibatasi oleh membran. Beberapa organel hanya memiliki satu membran (vakuola, diktiosom), sementara yang lain dibatasi oleh dua membran (mitokondria, kloroplas).

Membran organel memiliki struktur yang sama dengan plasmalemma. Mereka lebih tipis dan komposisi kimianya berbeda tergantung pada fungsi yang mereka penuhi.

Berbagai reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim tertentu terjadi di dalam organel. Di sisi lain, mereka dapat bergerak dalam fase berair sitoplasma.

Dalam organel ada reaksi berbeda yang sangat penting untuk fungsi sel. Di dalamnya terjadi sekresi zat, fotosintesis dan respirasi aerobik, antara lain

Nukleoplasma

Nukleus adalah organel sel yang berisi informasi genetik sel. Di dalamnya, proses pembelahan sel terjadi.

Tiga komponen nukleus dikenali: selubung nukleus, nukleoplasma, dan nukleolus. Selubung nukleus memisahkan nukleus dari sitoplasma dan terdiri dari dua unit membran.

Nukleoplasma adalah zat internal yang dibatasi secara internal oleh amplop nuklir. Ini merupakan fase air yang mengandung sejumlah besar protein. Terutama mereka adalah enzim yang mengatur metabolisme asam nukleat.

Kromatin ( DNA dalam fase terdispersinya) terkandung dalam nukleoplasma . Selain itu, nukleolus disajikan, yang merupakan struktur yang dibentuk oleh protein dan RNA.

Fitur

Semua proses yang terjadi di dalam sel berhubungan dengan protoplasma, melalui berbagai komponennya.

Membran plasma adalah penghalang struktural selektif yang mengontrol hubungan antara sel dan lingkungan yang mengelilinginya. Lipid mencegah lewatnya zat hidrofilik. Protein mengontrol zat yang dapat melewati membran, mengatur masuk dan keluarnya ke dalam sel.

Berbagai reaksi kimia terjadi di sitosol, seperti glikolisis. Ini terlibat langsung dalam perubahan viskositas sel, gerakan amoeboid dan siklosis. Demikian juga, sangat penting dalam pembentukan gelendong mitosis selama pembelahan sel.

Dalam sitoskeleton, mikrofilamen berhubungan dengan pergerakan dan kontraksi sel. Sedangkan mikrotubulus terlibat dalam transportasi sel dan membantu membentuk sel. Mereka juga berpartisipasi dalam pembentukan sentriol, silia dan flagela.

Transportasi intraseluler, serta transformasi, perakitan dan sekresi zat, adalah tanggung jawab retikulum endoplasma dan diktiosom.

Proses transformasi dan akumulasi energi terjadi pada organisme fotosintetik yang memiliki kloroplas. Mendapatkan ATP melalui respirasi seluler terjadi di mitokondria.

Sifat fisiologis

Tiga sifat fisiologis yang terkait dengan protoplasma telah dijelaskan. Ini adalah metabolisme, reproduksi, dan lekas marah.

Di protoplasma semua proses metabolisme sel berlangsung. Beberapa proses bersifat anabolik dan terkait dengan sintesis protoplasma. Yang lain bersifat katabolik, dan terlibat dalam disintegrasinya. Metabolisme meliputi proses seperti pencernaan, respirasi, penyerapan, dan ekskresi.

Semua proses yang terkait dengan reproduksi dengan pembelahan sel, serta pengkodean untuk sintesis protein yang diperlukan dalam semua reaksi seluler, terjadi di inti sel, yang terkandung di dalam protoplasma.

Iritabilitas adalah respons protoplasma terhadap stimulus eksternal. Ini mampu melepaskan respons fisiologis yang memungkinkan sel beradaptasi dengan lingkungan yang mengelilinginya.

Referensi

  1. Liu D (2017) Sel dan protoplasma sebagai wadah, objek dan zat: 1835-1861. Jurnal Sejarah Biologi 50: 889-925.
  2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M lvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez dan M Miguel (1997) Sitologi dan histologi tumbuhan dan hewan. Biologi sel dan jaringan hewan dan tumbuhan. Edisi kedua. McGraw Hill-Interamericana dari Spanyol. Madrid, Spanyol. 960 hal.
  3. Welch GR dan J Clegg (2010) Dari teori protoplasma ke biologi sistem seluler: refleksi 150 tahun. Am.J.Fisiol. Fisiol Sel. 298: 1280-1290.
  4. Welch GR dan J Clegg (2012) Sel versus protoplasma: sejarah revisionis. Sel Biol.Int.36:643-647.