Vakuola

Struktur dan Fungsi Vakuola

Vakuola atau rongga sel dapat diamati hanya dengan mikroskop cahaya biasa. Ada beberapa perbedaan pendapat yang dialami oleh para ahli, sebagian menyebut bahwa vakuola merupakan organel sel. Namun sebagian yang lain tidak memasukkan vakuola sebagai organel. Pendapat terkuat adalah yang memasukkan vakuola sebagai organel sel. Vakuola sendiri merupakan bagian dari sitoplasma yang berisi cairan. Vakuola dibatasi oleh membran atau selaput. Selaput tersebut menjadi pembatas antara vakuola dengan cairan sitoplasma. Membran ini disebut juga dengan istilah tonoplas.

Fungsi vakuola atau rongga sel ini sendiri adalah:

1. Sebagai kelengkapan sel untuk memelihara tekanan osmotik sel.
2. Sarana penyimpanan hasil sintesa metabolism sel, misalnya glikogen.
3. Mampu memfasilitasi proses sirkulasi zat dalam sel

Ada berbagai zat maupun molekul yang mengisi vakuola, diantaranya adalah:

1. Berbagai macam gas seperti oksigen dan karbondioksida.

2. Asam amino, baik yang merupakan hasil metabolisme maupun sisa metabolisme.

3. Garam-garam organik yang disimpan atau dibuang ke luar sel.

4. Glikosida.

5. Tanin atau zat penyamak.

6. Minyak atsiri, zat yang menimbulkan aroma pada tumbuhan seperti roseine pada mawar dan zingiberine pada jahe.

7. Zat-zat alkaloid, seperti kafein yang terdapat pada biji kopi, nikotin dalam daun tembakau, tein yang ditemukan di kandungan daun teh, teobromin pada biji coklat, solanin yang terdapat pada umbi kentang, dan sebagainya.

8.    Berbagai enzim.

9.    Dan sejumlah butir-butir pati.

Sel tumbuhan memiliki vakuola yang besar dan berkembang karena adanya penggabungan dari vakuola-vakuola yang lebih kecil. Vakuola-vakuola tersebut merupakan bagian dari retikulum endoplasma dan aparatus golgi. Sehingga dengan proses yang berkelanjutan ini, vakuola merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sistem endomembran sel.

Untuk sel hewan vakuola dibagi menjadi dua, di beberapa spesies dikenal adanya vakuola kontraktil dan juga vakuola non kontraktil. Pada se yang mirip seperi hewan misalnya Protista, terdapat vakuola kontraktil atau vakuola berdenyut yang menetap dan seterusnya berada di dalam sel. Vakuola kontraktil sendiri memiliki fungsi sebagai osmoregulator. Apa itu osmoregulator? Yaitu sebuah organel yang mengatur keseimbangan nilai osmotik sel atau ekskresi sel. Sedangkan vakuola non kontraktil atau vakuola makanan mempunyai fungsi mencerna makanan kemudian mengedarkan hasil pencernaan ke seluruh bagian sel.

Badan Mikro

Berbeda dengan vakuola, sesuai namanya organel Badan mikro memiliki ukuran yang sangat kecil. Badan mikro sendiri terbadi menjadi 2 macam, yaitu : badan mikro yang yang berisi enzim katalase dan oksidase. Badan mikro ini disebut juga dengan nama peroksisom. Badan mikro peroksisom sebagian besar terdapat dalam sel hewan. Yang kedua adalah badan mikro yang berisi sebagian atau seluruh enzim daur glioksilat. Ini masih ditambah dengan enzim katalase dan oksidase. Badan mikro yang ini disebut juga dengan glioksisom, biasanya terdapat pada sel tumbuhan.

Struktur Badan Mikro

Badan mikro sangat mudah dibedakan dari organel-organel yang lain. Mengapa? Tidak lain karena badan mikro mengandung banyak katalase. Dalam jaringan hewan, badan mikro tersebar merata di dalam sel,akan tetapi akan mempunyai jumlah yang lebih banyak ketika berada di sekitar retikulum endoplasma. Dengan pewarnaan menggunakan 3,3 diamino benzidine (DAB) dan diamati di bawah mikroskop elektron, katalase akan nampak sebagai area yang sedikit lebih gelap dibanding bagian-bagian yang lain di dalam sel. Pengamatan berikutnya menunjukkan bahwa pada jaringan tertentu, matriks dari badan mikro terlihat mengandung kristal urat-oksidase. Sesuai namanya urat-oksidase merupakan enzim.

Komposisi Kimia Badan Mikro

Jika dibandingkan dengan membran plasma sel, membran badan mikro lebih tipis dari pada membran plasma yang berukuran 6 hingga 8nm. Membrane badan mikro lebih mirip dengan membran retikulum endoplasma dan membran luar mitokondria. Selain itu analisa dari enzim yang terkandung dalam badan mikro menunjukkan bahwa, badan mikro mempunyai 2 enzim aktif yang merupakan protein integral. Enzim tersebut juga dimiliki oleh membran RE. Kedua enzim tersebut adalah sitokrom-b 5 dan NADH sitokrom-b 5. Ada pula enzim lain yang merupakan protein perifer yaitu sitrat, malat sintetase, malat dan 3-hidroxyacetil CoA dehydrogenase serta crotonase. Sejumlah riset menyimpulkan bahwa enzim-enzim ini sukar dipisahkan dari membran karena beberapa sebab diantaranya :

1. Kepadatan atau densitasnya hampir sama dengan densitas membran.
2. Enzim-enzim tersebut melekat erat pada membran.

Struktur lipid membran badan mikro hampir sama dengan mikrosom, namun berbeda dengan membran mitokondria. Perbedaannya terletak pada kandungan kardiolipin di membrane mitokondria yang lebih tinggi dari pada membran badan mikro. Perneabilitas membran badan mikro terhadap berbagai molekul sangat identik dengan permeabilitas mikrosom, tentu saja karena kedua membrane tersebut mempunyai komposisi yang hampir sama.

Berbagai Enzim pada matriks Badan Mikro

Enzim yang mendominasi isi dari badan mikro adalah enzim katalase dan enzim oksidase. Sedangkan pada badan mikro tumbuhan atau peroksisom, khusunya di organel daun, terdapat enzim untuk melancarkan metabolism jalur glikolat. Sedangkan pada glioksisom endosperma biji tumbuhan, terkandung enzim yang digunakan untuk daur glioksilat serta oksidasi asam lemak.

Berikut adalah daftar enzim yang terkandung di dalam badan mikro :

1. Enzim katalase
2. Hidroksi piruvat reduktase
3. Serine-glioksilat tranferase
4. Glutamate-oksaloasetat amino tranferase
5. NADP-isositrat dehidrogenase
6. NAD gliserol fosfat dehidrogenase
7. Akonitase
8. Fathyl acyl-CoA Synthetase
9. Tiolase
10. Alantoinase
11 .NAD-malat dehidrogenase
12 .Glioksilat oksidase
13. Zantin dehidrogenase
14. Malat sintetase
15. Isositrat liase
16. Enzim oksidase
17. Urakise
18. Oksidase asam amino

Fungsi Badan Mikro

Apa fungsi badan mikro? Ternyata fungsinya bukan mikro, namun makro, sangat berarti bagi sel. Beberapa fungsi badan mikro adalah:

Proses oksidasi substrat pada mamalia

Terjadinya prose reaksi oksidasi dari perioksisom khususnya pada jaringan mamalia karena keberadaan enzim oksida flavin. Enzi mini menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron yang kemudian membentuk kandungan peroksida. Hidrogen peroksida yang terbentuk sangat beracun dan berbahaya bagi sel. Oleh karena itu hydrogen peroksida akan segera diubah oleh enzim katalase menjadi H2O2 + O2. Proses ini terjadi di dalam peroksisom.

Salah satu reaksi yang terjadi adalah asam D-amino sewaktu memasuki peroksisom. Asam amino tersebut mengalami ketika memasuki peroksisom karena proses deaminasi. Proses ini terjadi akibat terjadinya oksidasi dengan enzim oksidase FAD.
Selain di badan mikro, enzim FADH juga terdapat dalam mitokondria. Di badan mikro, enzim ini langsung bereaksi dengan oksigen sehingga menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2). Hal ini tidak terjadi di mitokondria karena pada mitokondria enzim tersebut bereaksi lagi dengan akseptor lain, yaitu ko-enzim O.

Proses β-oksidasi asam lemak pada mamalia

Ada sejumlah pendapat yang menyatakan bahwa lipica netral yang terdapat dalam sitosol melalui proses hidrolisis oleh lipase menjadi asam lemak bebas. Hasil metabolism yang berupa asam lemak bebas ini kemudian diangkut oleh “carrier” ke dalam mitokondria. Tujuannya untuk dioksidasi dan diubah menjadi asetil ko-enzim A.

Asetil Ko-A yang dihasilkan kemudian diangkut ke mitokondria kembali. Selanjutnya asetil ko-A akan masuk ke dalam daur Krebs. Andai asetil ko-A tetap tinggal di dalam sitosol, maka  akan berubah menjadi asam lemak. Ini akan menetralkan kembali asam lemak yang dihasilkan sebelumnya.

Proses oksidasi yang terjadi di badan mikro ini mempunyai persamaan dengan yang terjadi dalam mitokondria. Perbedaannya adalah, pada mitokondria, flavin dehidrogenase menyumbang elektron yang dimilikinya ke rantai respirasi dan kemudian tidak lagi bereaksi dengan molekul oksigen. Sebaliknya pada badan mikro, enzim dehidrogenase langsung bereaksi dengan oksigen dan menghasilkan hydrogen peroksida. Selain itu, mitokondria tidak mengandung enzim katalase.

Proses β-oksidasi asam lemak pada endosperm tumbuhan

Untuk proses oksidasi β-oksidasi asam lemak diperlukan berbagai enzim. Sejumlah enzim terdapat di badan mikro. Meski demikian, enzim-enzim tersebut awalnya ditemukan dalam glikosisom endosperm tumbuhan. Penemunya adalah Cooper dan Beevers. Keduanya meneliti bahwa jalur metabolisme oksidasi pada peroksisom mamalia tidak jauh berbeda dengan glioksisom tumbuhan.

Endosperm tumbuhan merupakan cadangan lemak jaringan yang diperlukan untuk proses perkecambahan. Sumber energi yang dibutuhkan oleh tanaman untuk perkecambahan adalah karbohidrat. Maka terjadi proses pengubahan lemak menjadi karbohidrat. Proses inilah yang memerlukan bantuan dari enzim-enzim di dalam glioksisom. Hasil dari proses oksidasi asam lemak berupa asetil KoA. Hasil metabolism ini digunakan untuk membentuk asam dengan atom C4 di dalam glioksisom. Proses ini mengikuti jalur glioksilat.