Pernahkah Anda bertanya-tanya apa yang tersisa jika semua organel sel dihilangkan? Jawabannya mungkin mengejutkan: selain membran plasma dan sitoplasma, masih ada struktur rumit yang menjadi kerangka sel—sitoskeleton.

Lebih dari Sekadar Cairan: Komponen Penting dalam Sitoplasma

Jika semua organel diambil dari dalam sel, membran plasma dan sitoplasma bukanlah satu-satunya komponen yang tersisa. Di dalam sitoplasma masih terdapat ion, molekul organik, dan yang paling penting—jaringan serat protein yang membentuk sitoskeleton. Jaringan rumit ini berfungsi untuk:

• Mempertahankan bentuk sel
• Menahan organel pada posisi tertentu
• Memungkinkan pergerakan sitoplasma dan vesikel dalam sel
• Memungkinkan sel dalam organisme multiseluler untuk bergerak

Tiga Jenis Serat Sitoskeleton

Sitoskeleton terdiri dari tiga jenis serat protein yang berbeda:

1. Mikrofilamen – melapisi bagian dalam membran plasma
2. Filamen intermediate – membentuk jaringan di seluruh sel yang menahan organel
3. Mikrotubulus – memancar dari pusat sel

1. Mikrofilamen: Penggerak Sel

Filamen Aktin terletak di bawah membran plasma sel hewan, memberikan kekuatan dan bentuk pada lapisan lipid yang tipis. Mereka juga membentuk berbagai jenis tonjolan permukaan sel. Beberapa di antaranya adalah struktur dinamis, seperti lamelipodia dan filopodia, yang digunakan sel untuk menjelajahi wilayah sekitarnya dan menarik diri untuk bergerak. Cincin kontraktil (contractile ring) yang kaya aktin memungkinkan sel membelah diri dengan mencubit bagian tengahnya.

Susunan yang lebih stabil memungkinkan sel menopang diri pada substrat dan memungkinkan otot untuk berkontraksi. Bundel teratur stereocilia pada permukaan sel rambut di telinga bagian dalam mengandung bundel filamen aktin yang stabil yang bergetar kaku sebagai respons terhadap suara. Demikian pula, mikrovili pada permukaan sel epitel usus sangat meningkatkan luas permukaan sel untuk meningkatkan penyerapan nutrisi.

Mikrofilamen adalah serat tersempit dalam sitoskeleton dengan diameter sekitar 7 nm. Terdiri dari dua untai protein globular yang saling melilit yang disebut aktin, mikofilamen sering disebut juga sebagai filamen aktin.

Mikrofilamen berperan dalam:

• Pergerakan seluler: ATP menggerakkan aktin untuk membentuk bentuk filamen yang berfungsi sebagai jalur untuk pergerakan protein motorik myosin
• Pembelahan sel pada sel eukariotik
• Aliran sitoplasma (gerakan melingkar sitoplasma dalam sel tumbuhan)
• Kontraksi otot ketika filamen aktin dan myosin meluncur melewati satu sama lain

Mikrofilamen juga memberikan kekakuan dan bentuk pada sel. Kemampuannya untuk cepat melakukan depolimerisasi (pembongkaran) dan reformasi memungkinkan sel mengubah bentuk dan bergerak. Sel darah putih memanfaatkan kemampuan ini untuk bergerak ke tempat infeksi dan memfagositosis patogen.

2. Filamen Intermediate: Penopang Struktural

Filamen Intermediet melapisi bagian dalam selubung inti, membentuk ‘sangkar’ pelindung untuk DNA sel; di dalam sitosol, mereka dipelintir menjadi kabel kuat yang dapat menyatukan lembaran-lembaran sel epitel atau membantu sel saraf memperpanjang akson yang panjang dan kuat. Mereka juga memungkinkan kita untuk membentuk appendages yang keras seperti rambut dan kuku.

Filamen intermediate terdiri dari beberapa untai protein fibrosa yang terpilin bersama. Dinamakan “intermediate” karena diameter mereka (8-10 nm) berada di antara mikrofilamen dan mikrotubulus.

Berbeda dengan mikrofilamen, filamen intermediate tidak berperan dalam pergerakan sel. Fungsi mereka murni struktural:

• Menahan tegangan sehingga mempertahankan bentuk sel
• Menjangkarkan nukleus dan organel lain pada tempatnya
• Membentuk perancah pendukung di dalam sel

Filamen intermediate adalah kelompok paling beragam di antara unsur sitoskeletal. Beberapa jenis protein fibrosa terdapat dalam filamen intermediate, termasuk keratin yang memperkuat rambut, kuku, dan epidermis kulit.

3. Mikrotubulus: Jalan Raya Sel

Mikrotubulus adalah tabung kecil berongga dengan diameter sekitar 25 nm, menjadikannya komponen sitoskeleton terlebar. Dinding mikrotubulus terdiri dari dimer yang dipolimerisasi dari α-tubulin dan β-tubulin, dua protein globular.

Mikrotubulus, yang sering ditemukan dalam susunan seperti bintang memancar dari pusat sel (pada fase interfase), dapat dengan cepat menyusun ulang diri mereka untuk membentuk gelendong mitosis (mitotic spindle) yang bipolar selama pembelahan sel. Mereka juga dapat membentuk cambuk yang dapat digerakkan disebut silium dan flagelum pada permukaan sel, atau bundel yang sejajar rapi yang berfungsi sebagai ‘rel’ untuk mengangkut material di sepanjang akson neuron yang panjang. Pada sel tumbuhan, susunan mikrotubulus yang teratur membantu mengarahkan pola sintesis dinding sel.

Fungsi mikrotubulus meliputi:

• Membantu sel menahan kompresi
• Menyediakan jalur untuk pergerakan vesikel dalam sel
• Menarik kromosom yang telah direplikasi ke ujung yang berlawanan dari sel yang membelah
• Seperti mikrofilamen, mikrotubulus dapat dengan cepat melakukan pembongkaran dan reformasi

Mikrotubulus juga merupakan elemen struktural dari flagela, silia, dan sentriol. Pada sel hewan, sentrosom adalah pusat pengorganisasian mikrotubulus.

Flagela dan Silia: Mesin Gerak Sel

Flagela (tunggal: flagelum) adalah struktur panjang seperti rambut yang memanjang dari membran plasma dan memungkinkan seluruh sel untuk bergerak (misalnya pada sperma, Euglena, dan beberapa prokariota). Sel biasanya memiliki satu atau beberapa flagela.

Silia (tunggal: silium) adalah struktur pendek seperti rambut yang hadir dalam jumlah banyak sepanjang seluruh permukaan membran plasma. Mereka menggerakkan seluruh sel (seperti pada paramecia) atau zat di sepanjang permukaan luar sel.

Baik flagela maupun silia memiliki pengaturan struktural mikrotubulus yang sama yang disebut “susunan 9 + 2” – sebuah cincin yang terdiri dari sembilan mikrotubulus ganda yang mengelilingi satu mikrotubulus ganda di tengah.

Kesimpulan: Keajaiban Organisasi Sel

Sitoskeleton mengungkapkan kompleksitas dan keindahan organisasi internal sel. Jaringan rumit ini tidak hanya memberikan dukungan struktural tetapi juga memungkinkan pergerakan dan transportasi yang penting untuk kehidupan sel. Dari kontraksi otot hingga pergerakan sel sperma, dari transportasi vesikel hingga pembelahan sel—sitoskeleton adalah bukti kecanggihan desain alam pada tingkat mikroskopis.

Pemahaman tentang sitoskeleton tidak hanya fundamental dalam biologi sel tetapi juga memiliki implikasi penting dalam penelitian medis, termasuk memahami penyakit neurodegenerative dan mengembangkan terapi kanker yang menargetkan pembelahan sel.