Sel tumbuhan adalah blok bangunan fundamental dari semua jaringan dan organ tumbuhan. Meskipun memiliki banyak kesamaan dengan sel eukariotik lainnya, sel tumbuhan memiliki struktur khas yang memungkinkan fotosintesis, memberikan dukungan mekanis, dan memungkinkan adaptasi terhadap gaya hidup sesil.
Dinding Sel
Dinding sel adalah matriks ekstraseluler kaku yang mengelilingi membran plasma. Komponen utamanya adalah selulosa, polisakarida yang terdiri dari rantai linier D-glukosa terikat β‑1,4. Mikrofibril selulosa tertanam dalam matriks hemiselulosa, pektin, dan glikoprotein seperti ekstensin. Dinding sel primer disimpan selama pertumbuhan sel dan tetap cukup fleksibel untuk memungkinkan ekspansi. Setelah pertumbuhan berhenti, beberapa sel menyimpan dinding sel sekunder di dalam dinding primer, yang mengandung lignin untuk kekuatan tambahan dan ketahanan air.
Dinding sel menyediakan dukungan struktural, menentukan bentuk sel, dan menahan tekanan turgor internal. Dinding sel juga bertindak sebagai penghalang terhadap patogen dan mengatur komunikasi antar sel melalui plasmodesmata, yaitu saluran sempit yang melintasi dinding untuk menghubungkan sitoplasma sel yang berdekatan.
Membran Plasma
Membran plasma adalah lapisan ganda fosfolipid dengan protein tertanam dan perifer. Ia berfungsi sebagai penghalang selektif, mengendalikan pergerakan ion, nutrisi, dan molekul sinyal masuk dan keluar sel. Dalam sel tumbuhan, membran plasma juga memainkan peran penting dalam sintesis dinding sel dengan menampung kompleks selulosa sintase yang menyimpan mikrofibril selulosa langsung ke dinding.
Sitoplasma dan Sitoskeleton
Sitoplasma mengandung sitosol dan semua organel terikat membran. Sitoskeleton, yang terdiri dari mikrotubulus, filamen aktin, dan filamen intermediet, menyediakan organisasi struktural dan memfasilitasi transportasi intraseluler. Dalam sel tumbuhan, mikrotubulus kortikal sejajar di bawah membran plasma dan memandu deposisi mikrofibril selulosa. Sitoskeleton aktin mendorong aliran sitoplasma, suatu proses yang mengedarkan organel dan zat terlarut ke seluruh sel.
Kloroplas
Kloroplas adalah tempat fotosintesis. Mereka dibatasi oleh membran ganda dan mengandung sistem internal membran tilakoid yang diatur menjadi tumpukan grana. Stroma, ruang berair di sekitar tilakoid, mengandung enzim siklus Calvin. Kloroplas memiliki genom sirkuler dan ribosom sendiri, mendukung teori endosimbiotik. Di luar fotosintesis, kloroplas terlibat dalam sintesis asam lemak, metabolisme asam amino, dan respons stres.
Vakuola
Vakuola sentral adalah organel terikat membran yang menempati hingga 90% volume sel pada sel tumbuhan dewasa. Membran vakuola, atau tonoplas, mengatur transportasi ion dan metabolit. Vakuola menyimpan air, nutrisi, pigmen, dan metabolit sekunder. Vakuola juga mengasingkan senyawa beracun dan enzim hidrolitik, berfungsi mirip dengan lisosom pada sel hewan. Tekanan turgor yang dihasilkan oleh penyerapan air ke dalam vakuola memberikan kekakuan mekanis pada jaringan tumbuhan non-kayu.
Sistem Endomembran
Retikulum endoplasma (RE) dalam sel tumbuhan hadir sebagai RE kasar dengan ribosom terikat dan RE halus yang terlibat dalam sintesis lipid. Aparatus Golgi memproses dan menyortir protein serta mensintesis polisakarida kompleks, termasuk pektin dan hemiselulosa yang ditujukan untuk dinding sel. Trafficking vesikel yang dimediasi oleh vesikel COPII, COPI, dan klatrin mengirimkan kargo ke membran plasma, vakuola, dan kompartemen lainnya.
Peroksisom
Peroksisom tumbuhan, juga disebut glioksisom pada biji yang berkecambah, menampung enzim untuk fotorespirasi, β-oksidasi asam lemak, dan siklus glioksilat. Mereka mengandung katalase untuk menguraikan hidrogen peroksida yang dihasilkan selama proses metabolisme.
Mitokondria
Mitokondria dalam sel tumbuhan mirip dengan eukariot lainnya, dengan membran ganda dan krista yang meningkatkan luas permukaan untuk fosforilasi oksidatif. Mereka menghasilkan ATP melalui rantai transpor elektron dan berperan dalam kematian sel terprogram, pensinyalan stres, dan sintesis asam amino serta vitamin tertentu.
Nukleus
Nukleus dikelilingi oleh membran ganda yang disebut selubung nukleus, yang mengandung kompleks pori nukleus untuk transpor selektif. Di dalam nukleoplasma, kromatin diatur menjadi kromosom. Nukleolus adalah tempat sintesis rRNA dan perakitan ribosom. Genom tumbuhan sering poliploid, dengan beberapa set kromosom yang berkontribusi pada redundansi genetik dan potensi adaptif.
Tipe Sel Khusus
Jaringan tumbuhan mengandung tipe sel khusus dengan fitur struktural yang berbeda. Sel parenkim berdinding tipis dan berfungsi dalam penyimpanan, fotosintesis, dan perbaikan luka. Sel kolenkim memiliki dinding primer yang menebal tidak merata dan memberikan dukungan fleksibel. Sel sklerenkim, termasuk serat dan sklereid, memiliki dinding sekunder berlignin tebal dan berfungsi dalam dukungan mekanis. Sel xilem membentuk tabung berlignin berongga untuk transportasi air, sementara sel floem adalah elemen tapis hidup yang mengangkut gula dan molekul sinyal.
