Dinding sel adalah lapisan yang mengelilingi beberapa jenis sel. Dinding sel strukturnya kuat, fleksibel, namun terkadang kaku. Dinding sel terletak di luar membran sel dan melindungi sel, disamping bertindak sebagai penyaring. Fungsi utama dari dinding sel adalah sebagai penahan tekanan berlebihan ketika air memasuki sel. Dinding sel ditemukan pada sel tumbuhan, bakteri, jamur, alga, dan beberapa archaebacteria. Sel hewan dan protozoa tidak memiliki dinding sel.
Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel tumbuhan. Namun demikian, hal ini berakibat positif karena dinding-dinding sel dapat memberikan dukungan, perlindungan dan penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri. Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk ke dalam sel.
Kandungan di dalam dinding sel bervariasi antar spesies, dan dapat juga berbeda tergantung pada jenis sel dan tahap perkembangannya. Dalam bakteri, peptidoglikan membentuk dinding sel. Dinding sel pada archaea terdiri dari berbagai komposisi, dan dapat dibentuk dari lapisan glikoprotein, pseudopeptidoglika, atau polisakarida. Jamur memiliki dinding sel yang terbuat dari polimer glukosamin kitin. Dan dinding sel pada ganggang biasanya terbuat dari glikoprotein dan polisakarida. Biasanya, diatom memiliki dinding sel yang tersusun dari silika biogenik. Seringkali, molekul-molekul tambahan ditemukan di dinding sel.
1. Struktur Dinding Sel
Dinding sel memberikan kekakuan dan kekuatan pada sel, serta memberikan perlindungan terhadap tekanan mekanik. Dalam organisme multiseluler, sifat ini memungkinkan organisme untuk melakukan morphogenesis. Dinding sel juga membatasi masuknya molekul yang mungkin beracun bagi sel. Hal ini memungkinkan penciptaan lingkungan osmosis yang stabil dengan mencegah osmosis lisis dan menahan air. Komposisi, sifat, dan bentuk dinding sel mungkin berubah selama siklus sel dan tergantung pada kondisi pertumbuhannya.
1.1. Kekakuan Dinding Sel
Kekakuan dindng sel seringkali berlebihan. Dalam kebanyakan sel, dinding sel bersifat fleksibel. Ini berarti bahwa dinding sel dapat membungkuk daripada menjaga bentuk yang tetap, tetapi memiliki kekuatan menarik yang cukup. Kekakuan ini diciptakan oleh tekanan turgor hidrolik. Fleksibilitas dinding sel terlihat ketika tumbuhan layu, sehingga batang dan daun mulai terkulai. Ini disebabkan karena dinding sel kekurangan air sehingga tekanan turgor menurun.
Pada tumbuhan, dinding sel sekunder adalah tambahan lapisan selulosa yang meningkatkan kekakuan pada dinding sel. Lapisan tersebut dapat ditemukan di dinding sel pembuluh kayu dan di dinding sel gabus. Senyawa ini kaku dan tahan air, yang membuat dinding sekunder menjadi kaku. Diatom membangun frustule dari silika yang diekstrak dari air di sekitarnya. Banyak ganggang hijau, seperti dasycladales menyelimuti sel-sel mereka dengan kerangka yang tersusun dari kalsium karbonat. Dalam beberapa kasus, dinding kaku dan pada dasarnya anorganik. Jadi, dinding sel merupakan komponen sel yang tidak hidup.
1.2. Permeabilitas
Kebanyakan dinding sel pada tumbuhan adalah semi permeabel dan memberikan akses terhadap molekul yang kecil dan protein kecil. Nutrisi penting, khususnya air dan karbon dioksida, didistribusikan di seluruh tumbuhan dari dinding sel melalui aliran apoplastik. pH adalah faktor penting untuk mengatur transportasi molekul melalui dinding sel.
2. Dinding Sel pada Tumbuhan
Dinding sel pada tumbuhan harus memiliki kekuatan tarik yang cukup untuk menahan tekanan osmosis yang dihasilkan dari perbedaan dalam konsentrasi zat terlarut antara sel interior dan air di bagian ekstraseluler. Dinding sel memiliki ukuran tebal sekitar 0,1 µm.
2.1. Lapisan Dinding Sel
Dinding sel pada tumbuhan terdiri dari tiga lapisan yaitu:
- Lamela tengah, merupakan lapisan yang kaya pektin. Lapisan terluar ini berfungsi sebagai penghubung antara sel-sel tanaman yang berdekatan dan saling menempelkannya.
- Dinding sel primer, umumnya tipis dan fleksibel. Dinding sel primer terbentuk sementara sel tumbuh.
- Dinding sel sekunder, merupakan lapisan tebal yang terbentuk dalam dinding sel utama setelah sel menjadi dewasa. Dinding sel sekunder tidak ditemukan di dalam semua jenis sel dan hanya ditemukan di dalam pembuluh kayu.
Berikut adalah tabel perbedaan antara dinding sel primer dan dinding sel sekunder:
| Karakteristik | Dinding Sel Primer | Dinding Sel Sekunder |
| Fleksibilitas dan ekstensibilitas | Tinggi | Rendah |
| Ketebalan | Dinamis | Statis |
| Susunan mikrofibril | Acak | Sejajar |
| Kadar selulosa | Rendah | Tinggi |
| Kadar hemiselulosa | 50% | 25% |
| Kadar lipid | 5-10% | Sedikit / tidak ada |
| Kadar protein | 5% | Rendah |
| Pertumbuhan | Multinet | Aposisi |
2.2. Komposisi Dinding Sel
Di dalam dinding sel primer pada tumbuhan mengandung sebagian besar karbohidrat, selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Selulosa mikrofibril terhubung untuk membentuk jaringan selulosa, yang tertanam dalam matriks pektin. Hemiselulosa yang paling umum di dinding sel adalah xyloglukan. Di dalam sel rumput, xyloglukan dan pektin berkurang dan digantikan oleh glukoranarabinoksilan, yang merupakan jenis lain dari hemiselulosa. Dinding sel tumbuh dengan mekanisme yang disebut asam pertumbuhan. Bagian luar dinding sel epidermis tumbuhan biasanya diresapi dengan cutin dan lilin, membentuk penghalang permeabilitas yang dikenal sebagai kutikula tumbuhan.
Dinding sel sekunder berisi berbagai macam senyawa tambahan yang mengubah sifat mekanik dan permeabilitas. Membentuk kayu yang meliputi:
- Selulosa, 35-50%
- Xylan, 20-35%, sejenis hemiselulosa
- Lignin, 10-25%, yang merupakan polimer fenolik kompleks yang menembus ruang di dinding sel antara selulosa, hemiselulosa, dan komponen pektin. Fungsinya untuk mengendalikan air dan memperkuat dinding.
Dinding sel tumbuhan juga mengandung banyak enzim seperti glukosida yang tergolong dalam enzim esterase. Dinding sel-sel gabus dalam batang pohon diresapi dengan suberin, dan suberin juga membentuk penghalang permeabilitas di akar utama yang dikenal sebagai Casparian strip. Dinding sel dalam jaringan tanaman beberapa juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan untuk pertumbuhan kebutuhan tanaman dan karbohidrat yang dapat dipecah dan proses untuk memasok metabolik.
3. Dinding Sel pada Ganggang
Seperti tumbuhan, alga juga memiliki dinding sel. Dinding sel pada ganggang mengandung polisakarida dan berbagai glikoprotein. Dimasukannya tambahan polisakarida di dinding sel selalu dijadilan dasar untuk taksonomi ganggang. Senyawa lainnya yang mungkin terkandung di dalam dinding sel ganggang adalah sporopollenin dan ion kalsium.
Kelompok ganggang yang dikenal sebagai diatom mensintesis dinding sel mereka sendiri dari asam silisik. Di dalam ganggang coklat, phlorotannis mungkin sebagai penyusun dinding sel.
4. Dinding Sel pada Jamur
Ada beberapa kelompok organisme yang mungkin disebut jamur. Beberapa kelompok telah dikeluarkan dari kerajaan jamur, sebagian karena perbedaan mendasarkan biokimia dalam komposisi dinding sel. Kebanyakan jamur memiliki dinding sel yang terdiri dari kitin dan polisakarida. Jamur tidak memiliki selulosa di dinding sel mereka. Dinding sel jamur terdiri dari beberapa lapisan yaitu:
- Lapisan kitin
- Lapisan β-1,3-glucan
- Lapisan mannoprotein
5. Fungsi Dinding Sel
Secara ringkas, fungsi dinding sel adalah sebagai berikut:
- Mempertahankan dan menentukan bentuk sel (analog dengan sebuah kerangka eksternal untuk setiap sel).
- Membedakan sel tumbuhan dan sel hewan. Dimana pada sel hewan tidak terdapat dinding sel.
- Dukungan dan kekuatan mekanik (memungkinkan tanaman untuk dapat tumbuh tinggi, membuat helaian daun yang tipis dapat diposisikan secara baik untuk mendapatkan cahaya).
- Dinding sel mengandung berbagai enzim dan memainkan peran penting dalam penyerapan, transportasi, dan sekresi zat dalam tumbuhan.
- Mengontrol tekanan turgor.
- Mencegah membran sel meledak saat berada di dalam medium hipotonik (yaitu, tahan tekanan air).
- Penyimpan karbohidrat.
- Dinding sel memainkan peran dalam pertahanan terhadap bakteri dan jamur patogen dengan menerima dan pengolahan informasi dari permukaan patogen dan mengirimkan informasi ini untuk membran plasma sel inang.
- Mengendalikan laju dan arah pertumbuhan sel dan mengatur volume sel.
- Bertanggung jawab dalam desain dan mengendalikan morfogenesis tanaman sejak dinding tanaman berkembang hingga penambahan sel.
- Memiliki peran metabolisme (yaitu, beberapa protein di dinding sel adalah enzim-enzim untuk transportasi, sekresi).
- Penghalang fisik untuk: (a) patogen, dan (b) air dalam sel bergabus. Namun, harus diingat pula bahwa dinding sel sebenarnya sangat berpori dan memungkinkan molekul kecil, termasuk protein hingga 60.000 MW dapat bebas. Pori-pori pada dinding sel berukuran sekitar 4 nano meter.
Penyimpanan karbohidrat - komponen dinding ini dapat digunakan kembali dalam proses metabolisme lainnya (terutama dalam biji). Dengan demikian, di satu sisi dinding sel dapat berfungsi sebagai repositori penyimpanan untuk karbohidrat. - Sinyal - fragmen dinding, disebut oligosakarin, bertindak sebagai hormon. Oligosakarin, yang didapat dari hasil perkembangan normal atau karena serangan patogen, melakukan berbagai fungsi termasuk: (a) merangsang sintesis etilen, (b) mendorong sintesis fitoaleksin (pertahanan kimia yang diproduksi sebagai respon terhadap infeksi jamur / bakteri), (c) merangsang enzim kitinase dan (d) meningkatkan kadar kalsium sitoplasma dan (d) menyebabkan "ledakan oksidatif". Ledakan ini menghasilkan hidrogen peroksida, superoksida dan oksigen aktif lain yang dapat menyerang patogen secara langsung atau menyebabkan peningkatan lintas-hubungan di dinding sel, membuat dinding lebih keras untuk ditembus.
Sumber:
| Judul | Alamat |
| 1. Cell wall | /search?q=sel-artikel-lengkap-biologi |
| 4. Fungsi Dinding sel Tumbuhan | /search?q=sel-artikel-lengkap-biologi |
Semoga bermanfaat, Tetap Semangat! | Materi Pelajaran