Sudah Tahu Apa Itu Plasmolisis? Simak Tulisan Berikut

Abstrak. Plasmolisis adalah respons khas sel-sel tumbuhan yang terpapar oleh stres hiperosmotik. Hilangnya turgor menyebabkan lepasnya protoplas dari dinding sel. Proses plasmolitik terutama diinisiasi oleh vakuola. Plasmolisis bersifat reversibel (deplasmolisis) dan bersifat khas bagi sel tanaman hidup. Jelas, perubahan struktural dramatis diperlukan untuk memenuhi siklus plasmolitik. Dalam makalah ini, perubahan pada mikrotubulus kortikal dan mikrofilamen aktin didokumentasikan sepanjang siklus plasmolitik dalam sel-sel hidup protein fluorescent hijau (GFP) yang ditandai pada Arabidopsis. Sementara mikrotubulus menjadi bergelombang dan melipat selama plasmolisis, filamen aktin kortikal tetap berada di dekat membran plasma yang melapisi tempat-tempat plasmolisis cekung dan menyesuaikan dengan mudah dengan ukuran protoplas yang berkurang. Selama deplasmolisis, pengorganisasian kembali mikrotubulus kortikal berkembang perlahan dan membutuhkan waktu hingga 24 jam untuk menyelesaikan pemulihan pola pra-plasmolitik semula. Mikrofilamen aktin, sekali lagi, pulih lebih cepat dan gerakan organel tetap utuh selama seluruh proses. Singkatnya, kerangka hidrostatik yang dihasilkan dari keadaan osmotik vakuola tanaman "mengesampingkan" stabilisasi oleh elemen sitoskeletal kortikal. 

Resume:

Terdapat dua teori keadaan sel saat plasmolisis.

Gambar a menunjukkan bahwa plasmolisis menyebabkan keseluruhan membrane plasma terlepas dari dinding sel. Sedangkan, gambar b menunjukkan bahwa masih terdapat beberapa bagian membrane plasma yang masih melekat pada dinding sel. Gambar a dinamakan plasmolisis konvex dan gambar b dinamakan plasmolisis konkav. 

Selama siklus plasmolitik, membran semipermeabel, membran plasma dan tonoplast (membrane vakuola), dipaksa untuk menyesuaikan dengan hilangnya air dari vakuola dalam larutan hipertonik (plasmolisis), atau ke pengambilan air sampai turgor dikembalikan pada kondisi ideal (deplasmolisis).

Untaian Hecht dan struktur seperti jaringan (retikulum Hechtian) memberikan kontak membran plasma ke dinding sel selama plasmolisis, sambil menjaga surplus membran plasma yang dihasilkan dari reduksi protoplas. Hecht (nama ilmuwan) secara intensif mempelajari sel epidermis bawang yang terplasmolisis. Dia mengamati struktur seperti jaringan dan untaian halus (untai Hecht) di ruang periplasmik (ruang antara dinding sel dan protoplas yang tertarik saat plasmolisis) yang menghubungkan protoplas ke sisi dalam dinding sel. 

Jangan Lupa Baca: Bakteri mampu mengontrol tubuh tikus

Proses plasmolisis mudah diamati dengan optik yang baik (mikroskop optik). Namun, penyelidikan perubahan subseluler dalam sel hidup membutuhkan penggunaan Arabidopsis yang ditandai GFP seperti yang dilakukan dalam penelitian ini menggunakan mikrotubulus terasosiasi protein 4 (MAP4) dan tubulin alpha 6 (TUA6) untuk pelabelan mikrotubulus, dan diberi tag GFP pengikat domain aktin dari fimbrin 1 (ABD) untuk visualisasi mikrofilamen aktin dalam sel hidup.

Dalam sel-sel interphase, plasmolisis diharapkan memberikan dampak terkuat pada mikrotubulus kortikal karena mereka terkait erat dengan membran plasma, yang berperan dalam mengorientasikan deposisi microfibril pada selulosa. Dalam sel-sel hipokotil Arabidopsis yang turgid, kami mengamati organisasi bias mikrotubulus kortikal yang tersusun dalam urutan paralel, dan dalam orientasi miring hingga transvers dalam sitoplasma kortikal. Pada permulaan plasmolisis, mikrotubulus kortikal menjadi bergelombang untuk mengakomodasi penyusutan bentuk protoplas. Bersamaan dengan itu, mikrotubulus berkumpul untuk membentuk seperti gumpalan atau menyatu (bundel/bundled). Dalam deplasmolisis, mikrotubulus tetap terorganisir dalam bundel tebal, tetapi mereka secara bertahap terpisah satu sama lain selama pembengkakan protoplas ke ukuran aslinya.

Filamen aktin saat plasmolisis

Filamen aktin terdiri dari mikrofilamen dan bundel mikrofilamen yang membentang dari membran nukleus menuju bagian kortikal sel. Aktin endoplasma hadir dalam untaian sitoplasmik transvacuolar yang melintasi vakuola sehingga menghubungkan sitoplasma nukleus dengan lapisan sitoplasma kortikal tipis tepat di bawah membran plasma. Karena sitoplasma subkortikal sangat dinamis dan organel di dalamnya terus-menerus berpindah (masih bergerak seperti kondisi ideal) dalam sel interfase, mikrofilamen aktin diperlukan untuk menyesuaikannya. Oleh karena itu, dapat dipahami bahwa mikrofilamen aktin mampu mengatur ulang dengan cepat untuk mengakomodasi protoplas yang menyusut selama plasmolisis.

Filamen aktin tidak menjadi bergelombang seperti yang diamati pada mikrotubulus. Sitoplasma tanaman berisi kumpulan aktin globular untuk terus-menerus merakit filamen; ini pada gilirannya dapat dengan cepat membongkar jika diperlukan renovasi Filamen actin. Reorganisasi mikrofilamen aktin setelah perlakuan hiperosmotik dikaitkan dengan pensinyalan Ca2+ dan dikaitkan dengan integritas mekanik membran. 

Keadaan sitoplasma saat plasmolisis

Pada awal deplasmolisis, filamen aktin terlihat jelas di situs agregasi sitoplasma: Sekitar inti dan lapisan dinding membrane yang terlepas berbentuk cekung. Helai Hecht menjadi masuk ke dalam protoplas yang berkembang. setelah siklus plasmolitik selesai, mikrofilamen aktin dalam sel-sel hipokotil Arabidopsis diorganisasikan serupa dengan sel-sel kontrol non-plasmolisis. Akibatnya, filamen aktin ditemukan hadir di situs-situs dengan kepadatan sitoplasma tinggi serta di lapisan kortikal tipis di bawah membran plasma. Pembentukan banyak filamen aktin kortikal, subkortikal dan endoplasma diperlukan untuk mengatur bentuk dan volume plasmolisis.

Dalam makalah penelitian ini, peneliti menggambarkan mikrotubulus kortikal dan organisasi mikrofilamen aktin selama siklus plasmolitik. Kedua struktur dipaksa untuk menyesuaikan sesuai dalam protoplast semakin berkurang/berkembang didorong oleh penghabisan/masuknya air vakuola. 

Baca Juga: Hubungan antara air dan plasmolisis