√ Struktur Dan Fungsi Membran
Konten [Tampil]
Membran Sel
1 nm = 0,000000001 M
Seperti membran biologis lainnya, membran plasma juga mempunyai sifat selektif permeabel. Sifat selektif permeabel ialah kemampuan membran untuk menyeleksi beberapa substansi yang sanggup melintasinya dengan gampang dan substansi lain tidak bisa melintasinya.
Membran sel tidak bisa dilalui (ditembus) oleh larutan yang mempunyai komposisi berbeda dari larutan sekelilingnya, tetapi masih bisa dilalui oleh nutrisi dan pembuangan limbah.
Struktur membran sel terdiri atas lapisan fosfolipid, hidrofilik, dan hidrofobik. Adapun gambar strukturnya bisa Anda lihat pada gambar dibawah:
 |
| Struktur membran sel terdiri atas lapisan fosfolipid, hidrofilik, dan hidrofobik |
Fungsi Membran Sel
Membran sel berfungsi sebagai barier/tameng semipermeabel yang memungkinkan molekul kecil sanggup keluar masuk ke dalam sel. Hasil pengamatan mikroskop elektron terhadap membran sel memperlihatkan bahwa membran sel merupakan lipid bilayer. (disebut sebagai fluid-mosaic model).Molekul penyusun utamanya ialah fosfolipid, yang terdiri dari penggalan kepala yang polar (hidrofilik) dan dua ekor nonpolar (hidrofobik). Fosfolipid ini tersusun atas penggalan nonpolar membentuk kawasan hidrofobik yang diapit oleh kawasan kepela yang pada penggalan dalam dan luar membran.
Hidrofilik = Suka air
Hidro fobik = Mengusir air
[sumber]
Struktur Membran Sel
Struktur membran sel disusun dari lemak dan protein di mana setiap komponen diikat oleh ikatan nonkovalen. Selain lemak dan protein, struktur membran sel juga terdiri dari karbohidrat.Rasio antara lemak dan protein bervariasi bergantung tipe membran sel. Misalnya antara membran plasma dan retikulum endoplasma. Tipe organisme prokariot dan eukariot juga mempunyai rasio struktur yang berbeda. Membran mitokondria mempunyai rasio struktur protein/lemak yang tinggi dibandingkan membran plasma pada sel darah merah.
Lipid
Lipid pada membran tersusun atas fosfolipid (lemak yang bersenyawa dengan fosfat). Fosfolipid merupakan lipid yang jumlahnya paling melimpah dalam sebagian besar membran. Fosfolipid berperan untuk membentuk membran sesuai dengan struktur molekulernya.
Fosfolipid merupakan suatu molekul amfipatik yang berarti bahwa molekul ini mempunyai kawasan hidrofilik maupun kawasan hidrofobik.
Sebagian besar membran mengandung fosfat. Molekul fosfat bersifat hidrofilik (dapat mengikat air) sedangkan molekul lemak bersifat hidrofobik (tidak sanggup mengikat air).
Komponen lemak lain ialah kolesterol di mana pada binatang tertentu sanggup mencapai 50% dari molekul lemak yang terdapat pada membran plasma. Kolesterol tidak terdapat pada sebagai besar membran plasma tumbuhan dan bakteri.
Lipid yang terdapat pada selaput sanggup diekstrak dengan kloroform, eter dan benzene. Dengan memakai kromatografi lapis tipis dan kromatografi gas, sanggup diketahui komposisi lipid pada selaput sel. Lipid yang selalu dijumpai ialah fosfolipid, sfingolipid, glikolipid dan sterol. Kolesterol merupakan lipid terbanyak yang menyusun selaput sel.
Karbohidrat
Karbohidrat pada membran berperan sebagai penyusun sel dan untuk membedakan tipe-tipe sel di sekitarnya. Karbohidrat juga berperan penting sebagai pemilih sel yang menjadi penyusun banyak sekali jaringan dan organ dalam embrio hewan.Pengenalan sel juga menjadi dasar penolakan sel abnormal (penolakan organ cangkokan atau transplantasi) oleh sistem kekebalan tubuh.
Karbohidrat pada membran biasanya merupakan rantai pendek bercabang yang tersusun kurang dari 15 unit gula, sebagian diantaranya berikatan kovalen dengan lipid, membentuk molekul yang disebut glikolipid. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat berikatan kovalen dengan protein, membentuk glikoprotein.
Protein
Membran protein tersusun atas glikoprotein atau protein yang bersenyawa dengan karbohidrat. Bergantung pada tipe sel dan organel tertentu dalam sel, membran mempunyai 12 hingga lebih dari 50 macam protein yang berbeda. Protein ini tidak disusun secara acak tetapi setiap lokasi dan orientasinya disusun pada posisi tertentu pada lipid bilayer.Protein pada membran tidak simetris pada penggalan luar membran dan penggalan dalam membran, alias tersusun dengan posisi berbeda-beda. Posisi menyerupai ini memungkinkan membran sebelah luar berinteraksi dengan dengan ligan ektraseluler menyerupai hormon dan faktor pertumbuhan, sedangkan penggalan dalam sanggup berinteraksi dengan molekul sitoplasma menyerupai protein G atau protein kinase. Terdapat dua lapisan utama membran protein.
Protein integral
Protein integral ialah protein yang bercampur kedalam lipid bilayer. Protein ini sanggup menembus membran sehingga mempunyai domain pada sisi ekstra seluler dan sitoplasmik dari membran. Protein integral umumnya merupakan protein transmembran, dengan kawasan hidrofobik yang seluruhnya membentang sepanjang interior membran hidrofobik tersebut.Daerah hidrofobik protein integral terdiri atas satu atau lebih rentangan asam amino nonpolar, yang biasanya bergulung menjadi helix a pada ujung hidrofilik molekul ini dipaparkan kelarutan aqueous pada kedua sisi membran.
Protein perifer
Protein perifer sama sekali tidak ditemukan dalam lipid bilayer. Seluruhnya terdapat dibagian luar dari lipid bilayer, baik itu di permukaan sebelah ekstraseluler maupun sitoplasmik dan berafiliasi dengan membran malalui ikatan non kovalen. Protein ini merupakan anggota yang terikat secara longgar pada permukaan membran, sering juga pada penggalan protein integral yang dibiarkan terpapar. Protein pada membran memilih sebagian besar fungsi spesifik membran.Lipid anchor protein
 |
| Struktur sel terdiri atas banyak penggalan menyerupai karbohidrat, glikoprotein, protein, kolesterol dan lain-lain |
Protein membran plasma mempunyai fungsi yang sangat luas antara lain sebagai protein pembawa (carrier) senyawa melalui membran sel, peserta kode (signal) hormonal dan meneruskan kode tersebut ke penggalan sel sendiri atau sel lainnya. Protein selaput plasma juga berfungsi sebagai pengikat komponen sitoskeleton dengan senyawa-senyawa ekstraseluler.
Protein-protein permukaan luar memperlihatkan ciri individual sel dan macam protein sanggup berubah sesuai dengan diferensiasi sel. Protein-protein pada membran sel banyak juga yang berfungsi sebagai enzim terutama yang terdapat pada selaput mitokondria, retikulum endoplasma dan kloroplas. Sebagai contoh, senyawa-senyawa fosfolipid membran plasma disintesis oleh enzim-enzim yang terdapat pada membran retikulum endoplasma.
Protein membran sel mempunyai kemampuan bergerak, sehingga sanggup berpindah tempat. Perpindahan berlangsung ke arah lateral dengan jalan difusi. Namun tidak semu protein bisa berpindah tempat. Beberapa jenis protein integral tertahan dalam selaput oleh anyaman molekul-molekul protein yang berada sempurna di bawah permukaan dalam selaput plasma. Anyaman ini berafiliasi dengan sitoskelet atau rangka sel.
Struktur fisiko-kimia protein selaput sel kurang diketahui, mengingat bahwa bentuknya sangat bervariasi. Berdasarkan kajian mikroskopis dan teknik freeze fracture diketahui bahwa protein dalam selaput sel berbentuk globular.
Kompartemen
Membran plasma membagi protoplasma menjadi beberapa kompartemen (ruangan). Membran sel membungkus seluruh protoplasma. Membran inti memisahkan nukleoplasma dari sitoplasma.Selain itu selaput plasma membagi sitoplasma menjadi beberapa kompartemen yang disebut dengan organel. Adanya selaput ini pembatas ini sangat penting lantaran memungkinkan aktivitas setiap kompartemen sanggup berlangsung tanpa gangguan dari kompartemen lain namun tetap sanggup bekerja sama.
Barier selektif permeabel
Membran sel mencegah pertukaran materi secara bebas dari satu sisi ke sisi lain pada ketika bersamaan. Membran plasma harus menjamin pertukaran molekul antara penggalan luar dan dalam pada ketika yang tepat.Transpor molekul
Membran plasma mengandung mesin transpor molekul dari satu sisi ke sisi lain yang mencegah molekul dengan konsentrasi rendah masuk ke dalam sel kawasan yang memeiliki konsentrasi tinggi. Mesin ini memungkinkan sel mengakumulasi molekul tertentu dalam konsentari yang lebih tinggi di bandingkan di sebelah luar.Penghantaran signal
Membran plasma memainkan tugas penting dalam respon sel terhadap signal. Proses itu disebut dengan penghantaran signal. Membran sel mempunyai resptor yang berkombinasi dengan molekul tertentu (ligan). Setiap sel berbeda mempunyai reseptor berbeda, yang bisa mengenali dan berespon terhadap ligan pada lingkungan berbeda.
Interaksi interseluler
Membran sel memperantarai interaksi antar sel pada organisme multiseluler. Membran sel memungkinlkan sel mengenal satu sama lain, berikatan dan saling bertukar materi dan informasi
Mekanisme Pengangkutan Melalui Membran Sel
Molekul dan ion kecil bergerak melintasi membran plasma dalam dua arah menyerupai gula, asama amino dan nutrient lain memasuki sel, dan produk limbah metabolism meninggalkan sel. Sel menyerap oksigen untuk respirasi seluler dan mengeluarkan karbon dioksidal. Sel juga mengatur konsentrasi ion anorganiknya menyerupai Na+, K+, Ca2+ dan Ca- dengan cara mebolak-balik arahnya dari satu arah ke arah lainnya melintasi membran plasma.
Meskipun kemudian lintas melalui membran ini padat membran sel itu bersifat selektif permeable (membran hanya sanggup dilewati oleh ion dan molekul polar tertentu), semipermeable (mudah dilewati oleh molekul air) dan subtansi-subtansi tidak sanggup melintasi rintangan tersebut secara sembarangan. Sel tersebut sanggup mengambil banyak sekali macam molekul dan ion kecil dan menolak yang lainnya disamping itu substansi-suubstansi bergerak melintasi membran pada laju yang berbeda.
Membran sel mempunyai fungsi dalam pergerakkan ion atau molekul dari dalam ataupun dari luar sel. Menurut Campbell penggalan tengah membran yang bersifat hidrofibik merintangi pengangkutan ion dan molekul polat yang keduanya bersifat hidrofilik. Stuktur lipid bilayer merupakan penyebab adanya sifat selektif permeabel pada membran. Gerakan molekul atau ion yang terjadi pada membran sel dan organel-organel lainnya ialah :
Difusi
Difusi Sederhana
.png "√ STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN") |
| Ulustrasi proses difusi pada larutan |
Difusi bergantung pada pergerakan secara acak dari suatu zat terlarut. Molekul-molekul sanggup melewati selaput plasma dengan jalan difusi sederhana sangat terbatas jumlahnya dan untuk inipun selaput plasma masih mempunyai penghalang.
Mikromolekul terutama jenis hidrofobik sanggup melewati membran plasma dengan mudah. Kemampuan sel untuk sanggup memilah senhyaya hidrofilik dengan berat molekul (BM) kecil dari senyawa yang mempunyai BM bsar sering kali disebabkan oleh adanya porus pada selaput plasma. Terdapat dua jenis porus.
Jenis pertama yang sanggup menembus protein integral atau di antara kelompok molekul protein transmembran. Porus jenis kedua disebut porus statistik yang terbentuk secara acak pada selaput plasma dan menembus lipid bilayer.
Difusi Terfasilitasi
.png "√ STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN")
Sejumlah substansi diketahui berdifusi dengan terlebih dahulu berikatan dengan suatu protein mebran yang disebut dengan fasilitatif transporter yang memfasilitasi proses difusi. Pengikatan molekul atau senyawa pada fasilitastif transporter pada satu sisi akan memicu perubahan komformasi pada protein dan mengakibatkan zat terlarut sanggup berdifusi ke kawasan yang berkonsentrasi rendah.
Senyawa yang melewati membran plasma dengan jalan difusi dipermudah juga tidak memerlukan keterlibatan ATP, menyerupai halnya difusi sederhana. Namun gerakan senyawa dari luar ke dalam atau sebaliknya lebih cepat dari pada difusi sederhana.
Hal ini disebabkan oleh adanya protein pembawa yang mempercepat pengangkutan. Molekul protein pembawa sehabis mengikat senyawa atau molekul yang akan di bawa, segera memindahkan senyawa/molekul dari luar ke dalam atau sebaliknya.
Osmosis
Osmosis ialah insiden perpindahan molekul air (pelarut) melalui membran semipermeabel dari larutan yang berkonsentrasi rendah ke larutan yang berkonsentrasi tinggi. Peristiwa osmosis ini terjadi pada sel.Peristiwa tersebut bergantung pada perbandingan konsentrasi larutan didalam dan diluar sel. Jika konsentrasi larutan diluar sel lebih rendah daripada larutan di dalam sel, berarti sel berada dalam larutan hipotenik. Konsentrasi larutan diluar sel lebih tinggi dari pada larutan didalam sel, berarti sel berada dalam larutan hipertonik.
Transpor Aktif
Keluar masuknya ion Na+ dan K+ diatur oleh pompa natrium-kalium. Pompa natrium-kalium bertanggung jawab terhadap transpor aktif ganda Na+ dan K+ dari dalam keluar sel. ATP menyediakan energi untuk transpor. Pompa mengeluarkan tiga ion Na+ dari dalam sel untuk setiap dua ion K+ yang dimasukkan ke dalam sel. Pada protein pengangkut, terdapat untuk Na+ dan K+ yang dinamakan binding sites.
Berikut ialah gambar dan keterangan 6 tahap transpor aktif pada membran sel:
 |
| Tahapan transpor aktif yang terjadi pada membran sel |
- Tiga ion natrium (Na+) diambil dalam sel dan menempati binding sites (tempat terjadinya ikatan ion atau molekul pada membran).
- Energi dibutuhkan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran biar membuka ke penggalan luar sel.
- Protein integral pada membran membuka ke arah luar sel, kemudian melepaskan ion natrium keluar dari sel.
- Dua ion kalium (K+) dari luar sel menempati binding sites pada protein integral.
- Protein integral pada membran kembali pada bentuk semula, yakni membuka ke arah dalam sel.
- Ion kalium dilepaskan ke dalam sel.
Pengangkutan Makromolekul Melewati Selaput Plasma
Makromolekul menyerupai protein atau atau polisakarida tidak sanggup lewat melalui protein transmembran yang berperan sebagai pembawa. Namun sel tetap sanggup memasukkan dan mengeluarkan makromolekul-makromolekul tersebut.Pengangkutan makromolekul sangat berbeda dengan pengangkutan mikromolekul. Mekanisme pengangkutan makromolekul dari lingkungan eksternal ke dalam suatu vesikula dilakukan melalui suatu lipatan atau inv@gin@si membran plasma. Pengambilan makromolekul dari matriks ekstraseluer sanggup dibagi menjadi dua kategori yaitu fagositosis yaitu pengambilan maromolekul padat dan pinositosis pengambilan materi berupa zat cair.
Fagositosis
Fagosistosis (cell eating) ialah pengambilan materi padat yang umum dilakukan oleh beberapa jenis sel tertentu untuk selanjutnya dibawa menuju lisosom.Organisme bersel tunggal menyerupai Amoeba dan Ciliata mengambil masakan dengan menangkap partikel masakan atau organisme kecil dengan melingkupinya dengan merman plasma. Lipatan kemudian berfusi membentuk sutau vakuola (fagosom) yang akan terpisah dengan membran plasma. Fagosom selanjutnya akan bergabung dengan lisosom untuk mencerna masakan secara intraseluler.
Pada beberapa binatang tingkat tinggi, fagositosis lebih merupakan suatu prosedur protektif dibandingkan cara pengambilan makanan. Mamalia mempunyai banyak sekali macam sel fagosit menyerupai makrofag dan neutrofil yang terdapat di dalam darah dan jaringan lain yang akan “memakan” organisme, sel-sel yang telah rusak, sel darah merah yang telah bau tanah atau debris.
Endositosis
Pada endositosis, sel memasukan makro molekul dan materi yang sangat kecil dengan cara membentuk vesikula gres dari membran plasma. Langkah-langkahnya intinya merupakan kebalikan dari eksositosis.
Sebagian kecil luas membran plasma terbenam terdalam membentuk kantong. Begitu kantong ini semakin dalam, kantong ini terjepit, membentuk vesikula yang berisi materi yang telah terdapat di luar selnya. Terdapat tiga jenis endositosis, yaitu fagositosis (pemakan seluler) pinositosi (peminuman seluler) dan endositosis yang diperantai reseptor.
Endositosis secara umum sanggup dibagi menjadi dua kelompok yaitu: bulk-phase endocytosis dan receptor-mediated endocytosis. Bulk-phase endocytosis mengambil cairan ektraseluler tanpa adanya proses pengenalan oleh permukaan membran plasma. bulk-phase endocytosis sanggup diamati dengan memperlihatkan materi tertentu pada medium kultur menyerupai enzim horseradish peroxidase yang akan di ambil oleh sel-sel pada umumnya. Receptor-mediated endocytosis merupakan pengambilan makromolekul tertentu (ligand) yang akan berikatan dengan reseptor pada permukaan luar membran.
Eksositosis
Sel mensekresi makro molekul dengan cara menggabungkan vesikula dengan membran plasma disebut dengan eksositosis. Vesicula transpor yang lepas dari aparatus golgi dipindahkan oleh sitoskeleton ke membran plasma. Ketika membran vesikula dan membran plasma bertemu, molekul lipid keduan bilayer menyusun ulang dirinya sendiri sehingga kedua membran bergabung. Kandungan vesikulanya kemudian tumpah dari sel.Demikian materi Biologi perihal membran sel yang kami sampaikan, semoga bermanfaat. Sumber http://www.biologi-sel.com