[Enter Post Title
Here]
Membran sel eukariota
Pada sel eukariota, membran
sel yang membungkus organel-organel di dalamnya, terbentuk dari dua
macam senyawa yaitu lipid dan protein,
umumnya berjenis fosfolipid seperti senyawa antarafosfatidil etanolamina dan kolesterol,[1] yang membentuk struktur dengan
dua lapisan dengan permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel,
namun di sela-sela molekul fosfolipid 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.
Struktur membran
Komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.
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 bersifat hidrofobik. 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.
Lapisan ganda fosfolipid
Umumnya, membran sel memiliki bagian kepala polar hidrofilik dengan daya ikat gliserofosforilester yang terdiri dari gliserol, fosfat, dan gugus 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 dipolatau potensial membran.
Penamaan dan sifat bagian kepala fosfolipid bergantung pada
jenis gugus tambahan yang dimilikinya, antara lain terdapat sebutan fosfokolina (pc), fosfoetanolamina (pe), fosfoserina (ps), danfosfoinositol (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.
Protein integral membran
Protein integral memiliki domain membentang di luar sel dan
di sitoplasma. Protein intregral juga berfungsi untuk memasukkan zat-zat yang
ukurannya lebih besar.
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
Kerangka membran
Kerangka membran atau disebut juga sitoskeleton mempunyai
tiga macam jenis yaitu mikrotubulus, mikrofilamen,dan filamen intermediet.
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. Lebih
lanjut, gradien ion tersebut membuat sel memilikitegangan listrik seluler. Dalam keadaan
istirahat, sitoplasma sel memiliki tegangan antara 30
hingga 100 mV lebih rendah daripada interstitium.
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.
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. 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.
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 sitoplasma dengan 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.]
interaksi fosfolipid
Pembentukan dwilapis lipid adalah proses yang menguras banyak
energi ketika gliserofosfolipid yang dijelaskan di atas berada
di dalam lingkungan basah. 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 pada konsentrasi 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
dalam biofisika dan merupakan mata pelajaran
penelitian akademik saat ini.Bentuk dwilapis dan misel di dalam medium polar
oleh proses yang dikenal sebagai efek hidrofobik. 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 membentuk ikatan hidrogen ke wilayah lipofilik daru amfifila. Jadi, di dalam lingkungan basah, molekul
air membentuk kurungan "senyawa klatrat" tersusun di sekitar
molekul lipofilik yang terpecah
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).
Membran mitokondria
Hingga
saat ini terdapat tiga teori mengenai membran mitokondria.
Teori pertama mengatakan bahwa mitokondria memiliki satu lapisan membran. Teori kedua mengatakan bahwa
terdapat dua lapisan membran, yaitu membran sisi dalam dan membran sisi luarTeori
ketiga mengatakan bahwa mitokondria memiliki tiga lapisan, yaitu membran sisi
dalam, membran sisi luar dan membran plasma
0 komentar:
Posting Komentar