Struktur Fungsi Membran sel

Struktur Fungsi Membran sel

Membran sel adalah meliputi luar dari sel yang melindungi organel internal. Atau dikenal sebagai membran plasma, melaksanakan berbagai fungsi vital. Ini adalah fakta umum bahwa sel adalah blok bangunan dasar kehidupan.

Membran sel tersusun atas lapisan lipoprotein yaitu gabungan antara lemak dan protein. Lipid penyusun membran sel dari pospolipid, sepingolipid, glikolipid, dan sterol.

Posfolipid merupakan gabungan antara lemak dan fospat, bersifat hidrofilik dengan ujung polaor (larutan dalam air). Sterol merupakan senyawa lemak penyusun membran sel yang bersifat hidrofoblik dengan ujung tidak polar (tidak larut dalam air).

Protein dalam membran sel terdiri atas protein intrinsik dan protein ekstrinsik. Protein intrinsik adalah protein yang menembus dua lapis lipid, bersifat hidropobik. Protein ekstrinsik merupakan protein yang berada di permukaan luar tidak menembus luipid, bersifat hidrofilik.

Selain itu, membran sel juga di susun oleh senyawa karbohidrat yang terdiri dari dua bagian yaitu glikoli[pid dan glikoprotein.

Glikolipid merupakan senyawa karbohidrat yang berkaitan dengan lipid sedangkan glikoprotein merupakan senyawa karbohidrat yang berkaitan dengan protein. Kedua karbohidrat tersebut bersifat hidrofilik.

Sebuah sel membentuk unit struktural dan fungsional dasar dari setiap makhluk hidup. Sementara beberapa organisme, seperti bakteri bersel tunggal, sebagian besar makhluk hidup lainnya yang multiseluler. Dalam kasus organisme multiseluler, ada berbagai jenis sel, yang ditugaskan dengan tugas yang berbeda. Ketika fungsi dari berbagai jenis sel bervariasi, bagian-bagian individu dari sel juga memiliki tugas mereka sendiri. Ilustrasi berikut menunjukkan membran plasma (membran sel) serta organel internal sel.

Pada dasarnya ada dua jenis sel – eukariotik serta prokariotik. Sedangkan tanaman, hewan, jamur, protozoa, dll memiliki sel eukariotik, sel prokariotik ditemukan pada bakteri saja. Struktur dasar sel eukariotik yang bersangkutan termasuk bagian seperti Ribosom, DNA, vesikel, retikulum endoplasma (RE) aparatus Golgi, sitoskeleton, mitokondria, vakuola, sentriol, lisosom, sitoplasma, membran plasma dan dinding sel.

Sementara sel-sel tumbuhan memiliki vakuola besar dan dinding sel tertentu, sel-sel hewan tidak memiliki dinding sel tetapi beberapa mungkin memiliki vakuola yang sangat kecil. Jadi dalam kasus sel hewan, membran sel adalah penutup terluar.

Struktur Membran sel

dikenal sebagai membran plasma atau plasmalemma, membran sel adalah salah satu bagian penting dari sebuah sel yang membungkus organel internal. Membran ini memisahkan interior sel dari lingkungan luar. Lebih tepatnya, membran ini secara fisik memisahkan isi sel dari lingkungan luar, tetapi pada tanaman, jamur, dan beberapa bakteri, ada dinding sel yang mengelilingi membran ini. Namun, dinding sel bertindak sebagai dukungan mekanis yang pejal. Fungsi sebenarnya dari membran sel adalah sama dalam kedua kasus dan tidak banyak diubah oleh kehadiran semata dari dinding sel.

a.       Fosfolipid:

Membran sel terbuat dari dua lapis fosfolipid dan setiap molekul fosfolipid memiliki kepala dan sepasang ekor. Kepala daerah hidrofilik (ketertarikan terhadap molekul air) dan ujung ekor hidrofobik (tinggal jauh dari molekul air). Kedua lapisan fosfolipid yang diatur sedemikian rupa sehingga daerah kepala membentuk permukaan luar dan dalam membran ini dan ekor berakhir mendekati ke tengah membran sel. Selain fosfolipid, membran sel menampung jenis molekul protein, yang tertanam di lapisan fosfolipid. Sebagian besar dari molekul protein ini serta fosfolipid ini mampu pergerakan lateral.

b.      Protein Membran:

Protein ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga subdivisi utama – integral, protein perifer dan lipid-anchored. Bagian integral menjangkau seluruh lebar membran sel, sedangkan yang perifer ditemukan pada permukaan bagian dalam atau luarnya. Mereka yang berada di kategori ketiga ditemukan berlabuh ke membran dengan bantuan molekul lipid. Sementara beberapa molekul protein memberikan dukungan struktural pada membran, beberapa lainnya yang melekat pada sitoskeleton yang tersuspensi dalam sitoplasma. Ada protein tertentu yang bertanggung jawab untuk transportasi ion dan molekul melintasi membran sel. Beberapa protein memiliki fungsi lain, seperti sel untuk komunikasi sel, identifikasi, aktivitas enzimatik dan sinyal.

Beberapa protein membran plasma yang terletak di lapisan ganda lipid dan disebut protein integral. Protein lain, yang disebut protein perifer, berada di luar dari lapisan ganda lipid. Protein perifer dapat ditemukan di kedua sisi lapisan ganda lipid: dalam sel atau di luar sel. Membran protein dapat berfungsi sebagai enzim untuk mempercepat reaksi kimia, bertindak sebagai reseptor untuk molekul tertentu, atau bahan transportasi melintasi membran sel.

Komponen lain: Komponen utama dari membran sel fosfolipid dan protein. Namun, ia memiliki molekul kolesterol yang membuat membran kaku dan fleksibel. Mereka juga membuat sulit untuk zat larut air untuk melewati membran. Pada permukaan luar membran sel, glikolipid dan glikoprotein ditemukan. Mereka adalah apa-apa selain lipid dan molekul protein melekat pada karbohidrat rantai pendek. Semua komponen ini bekerja bersama-sama untuk melaksanakan fungsi membran sel.

c.       Kolesterol

Ketika Anda mendengar kata kolesterol, hal pertama yang Anda mungkin pikirkan adalah bahwa itu buruk. Namun, kolesterol sebenarnya merupakan komponen yang sangat penting dari membran sel. Molekul kolesterol terdiri dari empat cincin hidrogen dan atom karbon. Mereka adalah hidrofobik dan ditemukan di antara ekor hidrofobik dalam lipid bilayer.

Molekul kolesterol sangat penting untuk menjaga konsistensi dari membran sel. Mereka memperkuat membran dengan mencegah beberapa molekul kecil dari persimpangan itu. Molekul kolesterol juga menjaga ekor fosfolipid sampai bersentuhan dan pemadatan. Hal ini memastikan bahwa membran sel tetap cairan dan fleksibel.

d.      Karbohidrat

Karbohidrat, atau gula, kadang-kadang ditemukan menempel pada protein atau lipid pada bagian luar membran sel. Artinya, mereka hanya ditemukan di sisi ekstraseluler membran sel. Bersama karbohidrat ini membentuk glikokaliks.

Glikokaliks sel memiliki banyak fungsi. Hal ini dapat memberikan bantalan dan perlindungan bagi membran plasma, dan juga penting dalam pengenalan sel. Berdasarkan struktur dan jenis karbohidrat dalam glikokaliks, tubuh Anda dapat mengenali sel dan menentukan apakah mereka harus berada di sana atau tidak. Mereka Glikokaliks juga dapat bertindak sebagai perekat untuk menempelkan sel bersama-sama.

Membran sel sendiri mempunyai mirip seperti ‘rangka’ yang akan memberikan dukungan bentuk pada sel yang dinamakan dengan jangkar Sitoskeleton, dan membran sel juga berperan dalam tranportasi atau keluar masuknya zat dalam sel. Membran sel juga berfungsi untuk: Interaksi dengan sel lain; Komunikasi dengan sel lain; Melakukan Aktivitas Metabolik. Uraian topik ini akan dibahas pada judul lain yaitu transportasi membran sel pada artikel berikutnya.

Fungsi membran terbagi menjadi dua:

Ø  Fungsi membran sebagai Penghalang fisik

Membran sel penting karena memisahkan dan melindungi sel dari lingkungannya. Hal ini memungkinkan kondisi intraseluler sel menjadi sangat berbeda dengan kondisi ekstraseluler. Sebagai contoh, sel-sel saraf dalam tubuh Anda akan mempertahankan konsentrasi tinggi kalium dibagian dalam. Di luar, dalam cairan ekstraselular, ada sangat sedikit kalium dan banyak sodium. Perbedaan konsentrasi ini mutlak diperlukan untuk fungsi sel-sel saraf, yang mengirim sinyal atau impuls saraf.

Ø  Fungsi membran sebagai Selektif permeabel

Suatu struktur membran sel dan sifat, seperti memiliki daerah luar hidrofilik dan daerah bagian hidrofobik, mencegah banyak zat memasuki atau meninggalkan sel. Ini bagus karena itu berarti bahwa bahan-bahan yang tidak diinginkan tidak sengaja masuk ke dalam sel. Namun, banyak bahan, seperti glukosa nutrisi, perlu untuk menyeberangi membran sel. Selain itu, zat-zat limbah harus keluar dari sel. Jika mereka tidak, limbah akan menumpuk dan menjadi racun bagi sel.

Membran sel mampu mengatur apa yang masuk dan apa yang keluar dari sel. Ini disebut permeabilitas selektif. Hanya molekul yang sangat kecil, seperti air, oksigen atau karbon dioksida, dapat dengan mudah melewati lipid bilayer dari membran sel. Setiap zat lain yang harus melintasi membran sel harus melewati protein transport. Protein ini sangat spesifik tentang apa yang mereka transportasikan. Misalnya, membran sel Anda memiliki transporter yang hanya akan memungkinkan pergerakan molekul glukosa. Ada yang lain dengan struktur yang berbeda yang hanya mengangkut sodium.

Ringkasan

Membran sel, atau membran plasma, mengelilingi dan melindungi lingkungan internal sel, namun, ini tidak semata fungsinya. Sebuah membran sel juga dapat menentukan apa bahan memasuki atau meninggalkan sel. Hal ini memastikan bahwa sel-sel akan dapat menyingkirkan limbah dan mengambil nutrisi penting dan gas.

Membran plasma adalah mosaik fluida. Ini berarti bahwa itu adalah fleksibel dan terdiri dari berbagai jenis molekul. Fosfolipid membentuk struktur dasar dari membran sel, yang disebut lapisan ganda lipid. Tersebar di lapisan ganda lipid adalah molekul kolesterol yang membantu untuk menjaga cairan membran. Membran protein penting untuk mengangkut zat melintasi membran sel. Mereka juga dapat berfungsi sebagai enzim atau reseptor. Di sisi cairan ekstraselular dari membran sel, Anda menemukan karbohidrat. Mereka membantu sel untuk diakui sebagai jenis tertentu dari sel dan penting untuk memegang sel bersama-sama.

Transpor Melalui Membran Sel

Transpor Melalui Membran Sel – Organisme multiseluler mempunyai sistem transportasi di dalam tubuhnya berupa transpor melalui membran sel. Transportasi ini melibatkan sel atau membran sel yang memiliki ketebalan 5 – 10 nm (nano meter; 1 nm = 1 × 10 pangkat -9 m). Membran ini menghalangi gerak ion dan molekul melewati membran. Hal ini sangat penting untuk menjaga kestabilan pH, menjaga konsentrasi ion dalam sel, untuk kegiatan enzim, mengeluarkan sisa-sisa metabolisme yang bersifat racun, dan memasok ion-ion yang penting dalam kegiatan saraf dan otot. Pada dasarnya, hanya ada empat macam gerakan lewat membran sel ini, yaitu difusi, osmosis, transpor aktif, dan endositosis atau eksositosis.

1.      Difusi

Difusi adalah, gerakan molekul dari suatu daerah dengan konsentrasi yang tinggi ke daerah lain dengan konsentrasi lebih rendah yang disebabkan oleh energi kinetik molekul-molekul tersebut yang terjadi dalam proses transpor melalui membran sel. Kecepatan difusi melalui membran sel tergantung pada perbedaan konsentrasi, ukuran molekul, muatan, daya larut partikel-partikel dalam lipid dan suhu.

Pada umumnya, zat-zat yang larut dalam lipid, yaitu molekul hidrofobik lebih mudah berdifusi melalui membran daripada molekul hidrofilik. Selain itu, membran sel juga bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang tidak bermuatan seperti H2O, CO2, dan O. Dalam keadaan yang sama, molekul kecil lebih cepat berdifusi melalui membran sel daripada molekul besar. Difusi sederhana dari molekul hidrofilik yang besarnya lebih dari 7 – 8 Å (Å = angstrom = 10 pangkat -10 m) hampir tidak dapat berlangsung karena terhalang oleh membran sel, tetapi molekul tersebut dapat masuk ke dalam sel dengan cara difusi terbantu atau facilitated diffusion.

Difusi terbantu tergantung pada suatu mekanisme transpor melalui membran sel secara khusus seperti permease.  Permease adalah suatu protein (enzim) membran sel yang akan memberi jalan bagi ion dan molekul polar tidak bermuatan agar dapat melintasi dua lapisan lipid hidrofobik dari membran sel. Difusi ADP ke dalam dan ATP keluar dari mitokondria juga memerlukan difusi terbantu. Dalam semua proses difusi terbantu, molekul bergerak ke arah gradien konsentrasi. yang permeabel secara diferensial. Pelarut universal adalah air.

2.      Osmosis

Pada hakikatnya, osmosis merupakan suatu proses difusi. Osmosis adalah difusi dari tiap pelarut melalui suatu selaput yang permeabel secara diferensial. Pelarut universal adalah air. Jadi, dapat dikatakan bahwa osmosis adalah difusi air melalui selaput yang permeabel secara diferensial dari pelarut berkonsentrasi tinggi (banyak air) ke pelarut yang berkonsentrasi rendah (sedikit air) dalam proses transpor melalui membran sel. Proses osmosis akan berhenti jika konsentrasi di dalam dan di luar sel telah seimbang.

Contoh Peristiwa Osmosis

Bila sel memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi (sedikit air atau hipertonik) daripada di luar sel, maka air yang ada di luar sel akan masuk ke dalam sel. Peristiwa masuknya air ke dalam sel tersebut dapat mengakibatkan pecahnya sel pada sel hewan (hemolisis). Sedangkan, pada sel tumbuhan, sel hanya akan menggembung karena ditahan oleh dinding sel. Konsentrasi air yang tinggi di luar sel disebut hipotonik.

Sedangkan, bila sel memiliki konsentrasi zat terlarut lebih rendah (banyak air) daripada di luar sel, maka air yang ada di dalam sel akan keluar sel. Keluarnya air dari sel akan mengakibatkan sel mengerut. Pada sel hewan, mengerutnya sel ini disebut krenasi, sedangkan pada sel tumbuhan disebut plasmolisis. – transpor melalui membran sel.

3.      Transpor Aktif

Transpor aktif merupakan gerakan ion dan molekul melawan suatu gradien konsentrasi dengan menggunakan energi untuk masuk atau keluar sel melalui membran sel.  Selain memerlukan energi berupa ATP, transpor aktif pada transpor melalui membran sel juga memerlukan enzim untuk memindahkan molekul dan ion dari tempat konsentrasi rendah ke tempat konsentrasi tinggi. Agar enzim dapat berfungsi sebagai pompa, maka enzim tersebut harus dapat mengikat ion dan mengangkut ion dari satu sisi membran ke sisi yang lain.

Transpor Aktif dan Transpor Pasif : Molekul gula dan asam amino diangkut secara aktif ke dalam sel menggunakan energi. Energi ini di peroleh dari gradien konsentrasi Na+ yang terjadi pada pengangkutan natrium-kalium. Dengan bantuan suatu protein transpor khusus, molekul glukosa dan ion natrium masuk ke dalam sel bersama-sama. Kemudian, natrium tersebut dikeluarkan lagi oleh pompa natrium-kalium. Dengan demikian, pompa natrium-kalium tidak hanya mengangkut secara aktif Na+ dan K+, tetapi secara tidak langsung menyediakan energi untuk proses pengangkutan yang lain.

4.      Endositosis dan Eksositosis

Endositosis adalah suatu mekanisme pengangkutan bahan, seperti makromolekul protein dari cairan di luar sel ke dalam sel dengan membungkus makromolekul tersebut dengan cara melekukkan sebagian dari membran sel ke dalam. Kantung yang terbentuk kemudian melepaskan diri dari bagian luar membran dan membentuk vakuola di dalam sitoplasma. Kemudian, lisosom menyatu dengan vakuola endositik tersebut dan isi dari organel tersebut menjadi satu membentuk lisosom sekunder. Enzim-enzim lisosom akan mencerna makromolekul menjadi bahan yang dapat larut (asam amino, gula, dan nukleotida).

Eksositosis adalah kebalikan dari endositosis. Pada  sel-sel yang mengeluarkan protein dalam jumlah yang besar, protein tersebut pertama-tama berkumpul di dalam sebuah kantung yang dilapisi membran di dalam aparat golgi, kemudian bergerak ke permukaan sel, lalu mendekat pada membran sel dan mengosongkan isinya ke luar, hal ini terjadi dalam transpor melalui membran sel.