Struktur dan Fungsi Selulosa pada tumbuhan

Struktur dan Fungsi Selulosa pada tumbuhan

Selulosa adalah biopolimer yang hanya terdiri dari molekul β-glukosa1 (dari ratusan hingga beberapa ribu unit), karena merupakan homopolisakarida.

Struktur Selulosa

Selulosa dibentuk oleh pengikatan molekul β-D-glukosa oleh ikatan β-1,4-O-glikosidik. Ketika dihidrolisis sepenuhnya, glukosa diperoleh. Selulosa adalah rantai polimer panjang dengan berat molekul variabel, dengan rumus empiris C6H10O5)n, dengan nilai minimum n = 200.

Seperti halnya pati, selulosa tersusun atas rantai panjang setidaknya 500 molekul glukosa. Selulosa merupakan polisakarida (bahasa Latin untuk “banyak gula”). Beberapa rantai polisakarida ini disusun dalam susunan paralel untuk membentuk mikrofibril selulosa. Rantai polisakarida individu terikat bersama dalam mikrofibril oleh ikatan hidrogen. Mikrofibril, pada gilirannya, dibundel bersama untuk membentuk makrofibril (Gambar 1).

Mikrofibril selulosa sangat kuat dan tidak fleksibel karena adanya ikatan hidrogen. Bahkan, ketika menggambarkan struktur mikrofibril selulosa, ahli kimia menyebut susunannya “kristal,” yang berarti bahwa mikrofibril memiliki sifat seperti kristal. Meskipun pati memiliki struktur dasar yang sama dengan selulosa — ia juga merupakan polisakarida — subunit glukosa terikat sedemikian rupa sehingga memungkinkan molekul pati berputar. Dengan kata lain, molekul pati fleksibel, sedangkan molekul selulosa kaku.

Struktur Selulosa
Struktur Selulosa

Fungsi

Selulosa adalah polisakarida struktural pada tanaman, karena merupakan bagian dari jaringan penyokong. Dinding sel tumbuhan muda mengandung sekitar 40% selulosa; kayu 50%, sedangkan contoh paling murni dari selulosa adalah kapas, dengan persentase lebih besar dari 90% .

Meskipun terbuat dari glukosa, hewan tidak dapat menggunakan selulosa sebagai sumber energi, karena mereka tidak memiliki selulase, enzim yang diperlukan untuk memutus ikatan β-1,4-glukosidik, dan karenanya hewan mereka tidak bisa mencerna selulosa. Namun, selulosa penting untuk memasukkannya ke dalam makanan manusia (serat makanan) karena ketika dicampur dengan feses akan memudahkan pencernaan dan membantu mengatasi sembelit.

Dalam sistem pencernaan ruminansia (pra-lambung), herbivora dan rayap lainnya, terdapat mikroorganisme, banyak metanogen, yang memiliki selulase dan berhasil memutus ikatan β-1,4-glikosidik9 dan ketika polisakarida ini dihidrolisis Molekul glukosa tersedia sebagai sumber energi.

Ada mikroorganisme (bakteri dan jamur) yang hidup bebas dan juga mampu menghidrolisis selulosa. Mereka sangat penting secara ekologis, karena mereka mendaur ulang bahan selulosa seperti kertas, kardus dan kayu.

Diantaranya, jamur Trichoderma reesei, mampu menghasilkan empat jenis selulase: 1,4-β-D-glucancelobiohirolasas CBH i dan CBH II dan endo-1,4-β-D-glucanase EG I dan EG II. Enzim ini diproduksi melalui teknik bioteknologi yang dapat digunakan dalam daur ulang kertas, mengurangi biaya ekonomi dan kontaminasi.

Peran Selulosa dalam Tumbuhan

Ini adalah struktur selulosa yang membuatnya sangat berguna. Selulosa adalah polisakarida struktural dan membentuk sekitar 30% dari dinding sel tumbuhan, yang melayani banyak fungsi termasuk:

  • menghubungkan sel untuk membentuk jaringan
  • memberi sinyal sel untuk tumbuh dan membelah
  • mengendalikan bentuk sel tumbuhan
  • memungkinkan sel untuk menahan tekanan turgor cairan di dalamnya

Bayangkan sebuah sel sebagai balon berisi air, balon harus menahan tekanan air di dalamnya. Dalam sel tanaman, tekanan ini dikenal sebagai tekanan turgor. Kekuatan tarik serat selulosa di dinding sel memberikannya kekakuan dan kekuatan yang dibutuhkan untuk mentolerir tekanan turgor. Dengan demikian, selulosa berperan penting dalam menjaga bentuk sel tanaman dan organ tanaman.

Polimerisasi selulosa

Selulosa adalah contoh dari polimer alami. Polimer adalah rantai panjang dan berulang dari molekul yang sama yang saling menempel.

Selulosa adalah polimer rantai panjang molekul glukosa yang disatukan. Saat pabrik menambahkan satu molekul glukosa ke polimer, satu molekul air dilepaskan. Anda dapat melihat mekanisme ini di video yang berlawanan. Polimerisasi selulosa terjadi ketika tanaman tumbuh dan menciptakan sel-sel baru.