http://id.wikipedia.org/wiki/Membran_sel

Membran selDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Membran sel (bahasa Inggris: cell membrane, plasma membrane, plasmalemma) adalah fitur universal

yang dimiliki oleh semua jenissel berupa lapisan antarmuka yang disebut membran plasma, yang

memisahkan sel dengan lingkungan di luar sel,[1] terutama untuk melindungi inti sel dan sistem

kelangsungan hidup yang bekerja di dalam sitoplasma.

Daftar isi

  [sembunyikan] 

1 Membran sel eukariota

o 1.1 Struktur membran

1.1.1 Model mosaik fluida

1.1.2 Lapisan ganda fosfolipid

o 1.2 Protein integral membran

o 1.3 Protein transmembran

o 1.4 Kerangka membran

2 Sistem transpor membran

o 2.1 Transpor pasif

o 2.2 Transpor aktif

3 Interaksi fosfolipid

4 Membran mitokondria

5 Rujukan

[sunting]Membran sel eukariota

Pada sel eukariota, membran sel yang membungkus organel-organel di dalamnya, terbentuk dari dua

macam senyawa yaitu lipid danprotein, umumnya berjenis fosfolipid seperti senyawa antara fosfatidil

etanolamina dan kolesterol,[1] yang membentuk struktur dengan dua

lapisan[2] dengan permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel, namun

di sela-sela molekulfosfolipid tersebut, terdapat transporter yang merupakan jalur masuk dan

keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel.

Nilai permeabilitas air pada membran ganda dari berbagai komposisi lipid berkisar antara 2 hingga 1.000 ×

10−5 cm2/dt. Angka tertinggi ditemukan pada membran plasma pada sel epitelial ginjal, beberapa

sel glia dan beberapa sel yang dipengaruhi oleh protein membran dari jenis akuaporin. Akuaporin-2

memungkinkan adanya transporter air yang peka terhadap vasopresin, sedang ekspresi akuaporin-4

ditemukan sangat tinggi pada beberapa sel glia dan ependimal.

[sunting]Struktur membran

Komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid,

dan kolesterol.

[sunting]Model mosaik fluida

Pada tahun 1972, Seymour Jonathan Singer dan Garth Nicholson mengemukakan model mosaik fluida

yang disusun berdasarkan hukum-hukum termodinamika untuk menjelaskan struktur membran sel.[3] Pada

model ini, protein penyusun membran dijabarkan sebagai sekelompok molekul globular heterogenus yang

tersusun dalam struktur amfipatik, yaitu dengan gugus ionik dan polar menghadap ke fase akuatik, dan

gugus non-polar menghadap ke dalam interior membran yang disebut matriks fosfolipid dan

bersifathidrofobik. Himpunan-himpunan molekul globular tersebut terbenam sebagian ke dalam matriks

fosfolipid tersebut. Struktur membran teratur membentuk lapisan ganda fluida yang diskontinu, dan

sebagian kecil dari matriks fosfolipid berinteraksi dengan molekul globular tersebut sehinggal struktur

mosaik fluida merupakan analogi lipoprotein atau protein integral di dalam larutan membran ganda

fosfolipid.

[sunting]Lapisan ganda fosfolipid

Bagian ini membutuhkan pengembangan

Umumnya, membran sel memiliki bagian kepala polar hidrofilik dengan daya ikat gliserofosforilester yang

terdiri dari gliserol, fosfat, dangugus tambahan seperti kolina, serina, dll; dengan dua

rantai hidrofobik asam lemak yang membentuk ikatan ester. Pada rantai primer, ditempati oleh asam lemak

jenuh dan pada rantai sekunder ditempati oleh asam lemak tak jenuh.[4] Bagian kepala dapat berinteraksi

dengan air maupun larutan fase akuatik, sedangkan bagian rantai akan berhimpit membentuk matriks

fosfolipid yang disebut fase internal. Antara fase internal dan fase akuatik terjadi tegangan potensial antara

220-280 mV yang disebut tegangan potensial dipol,[5][6]atau potensial membran.

Penamaan dan sifat bagian kepala fosfolipid bergantung pada jenis gugus tambahan yang dimilikinya,

antara lain terdapat sebutanfosfokolina (pc), fosfoetanolamina (pe), fosfoserina (ps), dan fosfoinositol (pi);

dan masing-masing nama senyawa fosfolipid terkait yang terbentuk pada membran sel adalah fosfatidil

kolina, fosfatidil etanolamina, fosfatidil serina, dan fosfatidil inositol. Membran juga dapat terbentuk dari

senyawa lipid seperti sfingomielin, sardiolipin, atau ikatan dengan senyawa kolesterol, dan glikolipida.

[sunting]Protein integral membran

Bagian ini

membutuhkan pengembangan

Protein integral memiliki domain membentang di luar sel dan di sitoplasma. Protein intregral juga berfungsi

untuk memasukkan zat-zat yang ukurannya lebih besar.

[sunting]Protein transmembran

Protein ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid / transmembran. Bersifat amfipatik,

mempunyai sekuen helix protein, hidrofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik.

Banyak diantaranya merupakan glikoprotein, gugus gula pada sebelah luar sel. Di sintesis di RE, gula

dimodifikasi di badan golgi

[sunting]Kerangka membran

Kerangka membran atau disebut juga sitoskeleton mempunyai tiga macam jenis yaitu mikrotubulus,

mikrofilamen,dan filamen intermediet.

[sunting]Sistem transpor membran

Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul

yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang

sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar

(glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu

lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang

mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan

mekanisme khusus. Lalu lintas membran akan membuat perbedaan konsentrasi ion sebagai akibat dari

dua proses yang berbeda yaitu difusi dan transpor aktif, yang dikenal sebagai gradien ion.[7] Lebih lanjut,

gradien ion tersebut membuat sel memiliki tegangan listrik seluler. Dalam keadaan istirahat, sitoplasma sel

memiliki tegangan antara 30 hingga 100 mV lebih rendah daripada interstitium.[8]

[sunting]Transpor pasif

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini

bersifat spontan. Difusi,osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi

akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran

yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengonsumsi O2 masuk. Osmosis

merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda

konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam

transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.

Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air

dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan

bantuan protein transpor.

[sunting]Transpor aktif

Definisi transport aktif, pertama kali dicetuskan oleh Rosenberg sebagai sebuah proses yang

menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area yang mempunyai potensial

elektrokimiawi lebih rendah menuju ke tempat dengan potensial yang lebih tinggi.[9] Proses tersebut

dikatakan, memerlukan asupan energi dan suatu mekanisme kopling agar asupan energi dapat digunakan

demi menjalankan proses perpindahan substansi.

Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari

transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein.

Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionofor.

Ionofor merupakan antibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun membran

buatan.[10]

Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam

transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah

suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua

substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor

Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan

energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.

Hormon tri-iodotironina yang dikenal sebagai aktivator enzim fosfatidil inositol-3 kinase dengan mekanisme

dari dalam sitoplasmadengan bantuan integrin alfavbeta3. Lintasan enzim fosfatidil inositol-3 kinase, lebih

lanjut akan memicu transkripsi genetik dari Na+ATP sintase, K+ ATP sintase, dll, beserta penyisipan ATP

sintase tersebut pada membran plasma, berikut regulasi dan modulasi aktivitasnya.[11]

[sunting]Interaksi fosfolipid

Pembentukan dwilapis lipid adalah proses yang menguras banyak energi ketika gliserofosfolipid yang

dijelaskan di atas berada di dalam lingkungan basah.[12] Di dalam sistem basah, gugus polar lipid berjejer

menuju polar, lingkungan basah, sedangkan ekor hidrofobik memperkecil hubungannya dengan air dan

cenderung menggerombol bersama-sama, membentuk vesikel; bergantung padakonsentrasi lipid, interaksi

biofisika ini dapat berujung pada pembentukan misel, liposom, atau dwilapis lipid. Penggerombolan lainnya

juga diamati dan membentuk bagian dari polimorfisma perilaku amfifila (lipid). Polimorfisme lipid adalah

cabang pengkajian di dalambiofisika dan merupakan mata pelajaran penelitian akademik saat ini.[13]

[14] Bentuk dwilapis dan misel di dalam medium polar oleh proses yang dikenal sebagai efek hidrofobik.

[15] Ketika memecah zat lipofilik atau amfifilik di dalam lingkungan polar, molekul polar (yaitu, air di dalam

larutan air) menjadi lebih teratur di sekitar zat lipofilik yang pecah, karena molekul polar tidak dapat

membentukikatan hidrogen ke wilayah lipofilik daru amfifila. Jadi, di dalam lingkungan basah, molekul air

membentuk kurungan "senyawa klatrat" tersusun di sekitar molekul lipofilik yang terpecah.[16]

Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid

yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara

tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur

yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai

bentuk interaksi semipermanen komponen muchus membran sel semipermanen di lapisan membran

Secara alami di alam fosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur menyerupai bola) atau membran

lipid 2 lapis. Karena strukturnya yang dinamis maka komponen fosfolipid di membran dapat melakukan

pergerakan dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah pergerakan secara lateral

(Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop

(Tipe pergerakan trans bilayer).

[sunting]Membran mitokondria

Hingga saat ini terdapat tiga teori mengenai membran mitokondria. Teori pertama mengatakan bahwa

mitokondria memiliki satu lapisan membran.[17] Teori kedua mengatakan bahwa terdapat dua lapisan

membran, yaitu membran sisi dalam dan membran sisi luar.[18]Teori ketiga mengatakan bahwa mitokondria

memiliki tiga lapisan, yaitu membran sisi dalam, membran sisi luar dan membran plasma.[19][20]