ASTALOG.COM – Salah satu bidang kajian ilmu dalam biologi adalah vakuola. Vakuola adalah organel sel yang ditemukan di semua jenis tumbuhan dan jamur dan beberapa protista, hewan, dan sel bakteri. Vakuola dibatasi selaput tipis (disebut tonoplas) yang berisi air yang mengandung molekul organik dan anorganik termasuk enzim. Vakuola juga berisi asam organik, asam amino, glukosa, gas, garam-garam kristal, alkaloid. Semakin tua suatu tumbuhan, maka vakuola yang terbentuk semakin besar.
Struktur Vakuola
Vakuola terbagi menjadi 2 jenis, yaitu Vakuola Kontraktil dan Vakuola nonkontraktil (vakuola makanan). Vakuola kontraktil (disebut juga vakuola berdenyut) berfungsi sebagai osmoregulator yaitu pengatur nilai osmotik sel atau ekskresi. Pada makhluk hidup yang mirip hewan misalnya Protista, terdapat vakuola kontraktil atau vakuola berdenyut yang menetap dan seterusnya berada di dalam sel. Vakuola nonkontraktil (disebut juga vakuola makanan) berfungsi untuk mencerna makanan dan mengedarkan hasil makanan.
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.
Fungsi Vakuola
Bagi tumbuhan, vakuola berperan sangat penting dalam kehidupan karena mekanisme pertahanan hidupnya bergantung pada kemampuan vakuola menjaga konsentrasi zat-zat terlarut di dalamnya. Proses pelayuan, misalnya, terjadi karena vakuola kehilangan tekanan turgor pada dinding sel. Dalam vakuola terkumpul pula sebagian besar bahan-bahan berbahaya bagi proses metabolisme dalam sel karena tumbuhan tidak mempunyai sistem ekskresi yang efektif seperti pada hewan. Tanpa vakuola, proses kehidupan pada sel akan berhenti karena terjadi kekacauan reaksi biokimia.
Vakuola juga dapat membantu melindungi tumbuhan terhadap predator dengan mengandung senyawa yang beracun atau tidak menyenangkan bagi hewan. itu vakuola memiliki peran amajor dalam sel pertumbuhan ofplant, yang memperbesar sebagai vakuola mereka menyerap air, memungkinkan sel untuk menjadi lebih besar dengan investasi minimal dalam sitoplasma baru. Sitosol sering hanya menempati lapisan tipis antara vakuola pusat dan membran plasma, sehingga rasio permukaan membran plasma untuk Volume sitosol besar, bahkan untuk sel pabrik besar.
Berikut adalah fungsi Vakuola:
1. Memasukkan air melalui tonoplas yang bersifat diferensial permiabel untuk membangun turgor sel.
2. Tempat penyimpanan zat cadangan makanan seperti amilum dan glukosa.
3. Mampu memfasilitasi proses sirkulasi zat dalam sel.
4. Vakuola ada yang berisi pigmen pada daun, bunga, dan buah dalam bentuk larutan, seperti antosian, termasuk antosianin yang berwarna merah, biru, dan lembayung, juga warna gading dan kuning. Antosian dapat memberi warna pada bunga, buah, pucuk, dan daun. Hal ini, berguna untuk menarik serangga, burung, dan hewan lain yang berjasa bagi penyerbukan atau persebaran biji.
5. Tempat penyimpanan minyak atsirik (golongan minyak yang memberikan bau khas seperti minyak kayu putih).
6. Vakuola tumbuhan, kadang-kadang mengandung enzim hidrolitik yang dapat bertindak sebagai lisosom waktu hidup. Setelah sel mati, tonoplas kehilangan sifat diferensial permiabelnya sehingga enzim-enzimnya lolos keluar menyebabkan autolisis (penghancuran diri).
7. Mengatur tirgiditas sel (tekanan osmotik sel).
8. Menjadi tempat penyimpanan zat makanan terlarut yang sewaktu-waktu dapat digunakan oleh sitoplasma. Misalnya, sukrosa, gilikogen, dan garam mineral.
9. Tempat penimbunan sisa metabolisme dan metabolik sekunder seperti getah karet, alkaloid, tanin, dan kalsium oksalat.
10. Sebagai kelengkapan sel untuk memelihara tekanan osmotik sel.
Vakuola Pada Baktrei
Vakuola besar ditemukan di tiga genera pada bakteri thioploca, beggiatoa, dan thiomargarita. Sitosol sangat mengurangi genera ini dan vakuola dapat berukuran antara 40-98% sel. Vakuola mengandung konsentrasi ion nitrat yang tinggi dan karena itu dianggap sebagai organel penyimpanan. Vakuola gas yang bebas permeabel gas, terdapat dalam beberapa jenis cyanobacteria. Mereka memungkingkan bakteri untuk memiliki daya apung.
Vakuola Pada Tumbuhan
Sel-sel tanaman dewasa memiliki satu vakuola besar yang biasanya menempati lebih dari 30% dari volume sel, dan terkadang menempati 80% volume sel pada kondisi tertentu. Sitoplasma sering berjalan melalui vakuola.
Vakuola dikelilingi oleh membran yang disebut tonoplas (berasal dari kata ton yang berarti “peregangan” dan plastós yang berarti “dibentuk”). Disebut juga sebagai membran vakuola. Tonoplas berfungsi sebagai pemisah antara isi vakuola dengan sitoplasma sel. Sebagai membran, tonoplas juga terlibat dalam mengatur gerakan ion di sekitar sel dan mengisolasi bahan yang mungkin berbahaya atau mengancam sel.
Transportasi proton dari sitosol vakuola menstabilkan pH sitoplasma, sementara dengan membuat vakuola interior lebih asam maka nutrisi dapat masuk atau keluar dari vakuola. pH rendah pada vakuola juga memungkinkan enzim degradatif untuk bekerja. Ukuran vakuola pada sel yang telah berkembang dan yang masih membangun berbeda. Contohnya adalah pada sel-sel yang berkembang di meristem memiliki vakuola yang lebih kecil.
Selain sebagai tempat penyimpanan, fungsi utama vakuola adalah untuk menjaga tekanan ke dinding sel. Protein yang terdapat di tonoplas yang disebut aquaporins mengontrol aliran air masuk dan keluar dari vakuola melalui transpor aktif. Karena osmosis, air akan menyebar di vakuola dan akan memberi tekanan pada dinding sel.
Vakuola Pada Hewan
Vakuola pada hewan membantu dalam proses eksositosis dan endositosis. Vakuola pada hewan berukuran lebih kecil daripada vakuola yang terdapat pada tumbuhan tetapi jumlahnya lebih banyak. Ada juga sel-sel hewan yang tidak memiliki vakuola.
Eksositosis adalah proses ekstrusi protein dan lemak dari sel. Zat-zat tersebut akan diserap ke dalam badan golgi sebelum diangkut ke membran sel dan dikeluarkan ke lingkungan di luar sel.
Endositosis adalah kebalikan dari eksositosis dan dapat terjadi dalam berbagai bentuk. Fagositosis adalah proses dimana bakteri, jaringan mati, dan lainnya akan ditelan oleh sel.
