Vakuola adalah salah satu jenis struktur seluler mikroskopis yang disebut organel. Baik sel tumbuhan dan hewan dapat mengandung vakuola, tetapi vakuola jauh lebih lazim dalam sel tanaman. Mereka juga jauh lebih besar dalam sel tanaman dan sering memakan banyak ruang di dalam sel.
Sel-sel hewan tidak selalu memiliki vakuola, dan sebagian besar tidak pernah memiliki vakuola besar, karena akan menyebabkan kerusakan pada sel dan mengganggu fungsi sel lainnya. Sel hewan mungkin memiliki beberapa vakuola yang sangat kecil. Vakuola memiliki beberapa fungsi di kedua jenis sel, tetapi mereka memainkan peran yang sangat penting bagi tanaman.
Struktur Vakuola
Vakuola adalah sejenis organel yang disebut vesikel. Yang membedakan vakuola dari vesikel lain adalah ukuran dan umur panjangnya yang relatif. Vakuola adalah kantung yang dikelilingi oleh membran tunggal yang disebut tonoplast.
Membran vakuola ini secara struktural menyerupai membran plasma yang mengelilingi setiap sel. Selaput sel secara konstan mengatur apa yang masuk dan keluar sel dan apa yang harus tetap keluar atau masuk; ia menggunakan pompa protein untuk mendorong materi masuk atau keluar, dan saluran protein untuk memungkinkan atau menghalangi masuk atau keluarnya materi.
Seperti membran plasma sel, tonoplast juga mengatur pemasukan dan pengeluaran molekul dan mikroba dengan pompa protein dan saluran protein. Namun, tonoplast tidak mengatur pintu masuk dan keluar ke sel, tetapi bertindak sebagai penjaga untuk jenis materi apa yang diizinkan masuk ke dan dari vakuola.
Vakuola memiliki kemampuan untuk mengubah fungsinya untuk melayani kebutuhan sel. Untuk melakukannya, strategi utama mereka adalah mengubah ukuran atau bentuknya. Sebagai contoh, sel-sel tanaman sering memiliki vakuola besar yang mengambil porsi ruang yang cukup besar di dalam sel karena vakuola menyimpan air. Vakuola sentral dalam sel tanaman sering menempati 30 hingga 90 persen area di dalam sel. Jumlah ini berubah karena kebutuhan penyimpanan dan dukungan pabrik berubah.
Peran Vakuola dalam Sel Eukariotik
Sel eukariotik meliputi semua sel yang memiliki nukleus dan organel lain yang terikat membran. Sel eukariotik terlibat dalam pembelahan sel oleh proses mitosis dan meiosis. Sebaliknya, sel prokariotik adalah organisme uniseluler yang tidak memiliki organel yang terikat membran, dan yang bereproduksi secara aseksual melalui pembelahan biner. Semua sel hewan dan tumbuhan adalah sel eukariotik.
Ada banyak sekali spesies tanaman dan hewan. Lebih jauh lagi, untuk setiap tanaman atau hewan individu, biasanya ada sejumlah sistem organ dan organ yang berbeda, masing-masing dengan jenis sel mereka sendiri.
Kebutuhan khusus sel untuk vakuola yang sangat mudah beradaptasi tergantung pada pekerjaan sel itu dan pada kondisi lingkungan di tubuh tumbuhan atau hewan pada waktu tertentu. Beberapa fungsi vakuola ini meliputi:
- Menyimpan air
- Memberikan penghalang untuk zat yang perlu dipisahkan dari sisa sel
- Menghapus, menghancurkan atau menyimpan zat beracun atau produk limbah untuk melindungi bagian sel lainnya
- Menghapus protein yang terlipat tidak benar dari sel
Peran Vakuola dalam Sel Tumbuhan
Tumbuhan memanfaatkan vakuola secara berbeda dari hewan atau organisme lain. Fungsi unik vakuola dalam sel tanaman membantu tanaman melakukan banyak hal, seperti tumbuh ke atas di batang yang kokoh, meregang ke arah sinar matahari dan memperoleh energi darinya, dan melindungi diri dari pemangsa dan kekeringan.
Sel-sel tumbuhan umumnya mengandung satu vakuola besar yang mengisi lebih banyak ruang di dalam sel daripada organel lainnya. Vakuola sel tanaman terdiri dari tonoplast, yang membentuk kantung di sekitar cairan yang disebut sel getah. Getah sel mengandung air dan sejumlah zat lain. Ini dapat mencakup:
- Garam
- enzim
- Gula dan karbohidrat lainnya
- Lemak
- Ion
Getah sel juga dapat mengandung racun yang telah membantu menghilangkan vakuola dari sisa sel. Racun ini dapat beroperasi sebagai mekanisme pertahanan diri untuk beberapa tanaman terhadap herbivora.
Konsentrasi ion dalam getah sel adalah alat yang berguna untuk memindahkan air masuk dan keluar dari vakuola melalui osmosis. Jika konsentrasi ion lebih tinggi di dalam vakuola, air bergerak melalui tonoplast ke dalam vakuola. Jika konsentrasi ion lebih tinggi di sitoplasma di luar vakuola, air keluar dari vakuola. Vakuola membesar atau menyusut saat air bergerak masuk atau keluar.
Proses osmosis untuk mengelola ukuran vakuola menghasilkan sejumlah tekanan internal yang diinginkan pada dinding sel. Ini dikenal sebagai tekanan turgor, dan menstabilkan sel dan meningkatkan struktur tanaman. Meningkatkan tekanan turgor vakuola juga dapat membantu menstabilkan sel selama periode pertumbuhan sel. Vakuola besar juga melayani fungsi mempertahankan struktur sel, dengan memadatkan organel lain ke lokasi optimalnya di dalam sel.
Peran Vakuola dalam Sel Hewan
Sementara vakuola tanaman mudah diidentifikasi karena banyaknya ruang yang mereka ambil di dalam sel, sel hewan tidak akan mendapat manfaat dari vakuola sentral yang besar. Ini terutama benar karena sel-sel hewan tidak memiliki dinding sel untuk memberikan tekanan balik terhadap tekanan turgor dari vakuola besar, dan sel-sel hewan akhirnya akan pecah. Sel-sel hewan mungkin tidak memiliki vakuola, atau mereka mungkin memiliki beberapa vakuola, tergantung pada fungsi dan kebutuhan sel.
Alih-alih beroperasi sebagai elemen struktural, vakuola dalam sel hewan lebih kecil dan menghabiskan sebagian besar waktunya menyediakan transportasi masuk dan keluar sel untuk berbagai bahan organik. Ada dua jenis transportasi yang disediakan oleh vakuola: eksositosis dan endositosis.
Eksositosis adalah metode di mana vakuola memindahkan bahan keluar dari sel. Bahan-bahan ini seringkali merupakan bahan yang tidak diinginkan seperti limbah, atau molekul yang diperuntukkan bagi sel lain atau cairan ekstraseluler. Selama eksositosis, vakuola menyiapkan beberapa molekul untuk melepaskan sinyal yang akan diterima oleh sel lain, yang akan mengambil molekul-molekul itu.
Endositosis adalah proses kebalikan dari eksositosis, di mana vakuola membantu membawa bahan organik ke dalam sel hewan. Dalam kasus pensinyalan molekul yang dikemas dan dilepaskan oleh vakuola sel, vakuola sel yang berbeda dapat menerima molekul dan membawanya ke dalam sel.
Endositosis adalah fungsi penting untuk vakuola dalam sel hewan karena berkontribusi terhadap kekebalan dari penyakit menular. Vakuola dapat membawa bakteri dan mikroba lain ke dalam sel sambil menjaga sisa sel aman. Di dalam vakuola, enzim bekerja untuk menghancurkan patogen berbahaya.
Vakuola juga melindungi hewan dari penyakit dan bahaya dengan cara yang sama dengan menghancurkan potensial yang ditularkan melalui makanan dan racun lainnya, dengan penghalang tonoplast menjaga molekul yang menyinggung dari sisa sel.