BIOKIMIA
MEMBRAN STRUKTUR DAN FUNGSI
BEANTY PATRICIA SITORUS
105130101111039
PROGRAM KEDOKTERAN HEWAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
2011
Sel merupakan satuan kehidupan dari tubuh manusia. Setiap organ tubuh merupakan agregasi dari banyak sel-sel berbeda yang oleh struktur penyangga antar sel. Seluruh tubuh manusia terdiri atas sekitar 100 milyar sel. Setiap jenis sel beradaptasi untuk membentuk suatu fungsi tertentu.
Membran plasma disusun oleh tiga komponen utama, yaitu lipida, protein dan karbohidrat.
Fosfolipida mempunyai kepala dengan polaritas tinggi dan bagian ekor berupa rantai hidrokarbon. Bagian kepala tersusun oleh tiga gugus yaitu alkohol, fosfat dan gliserol. Sedangkan ekornya tersusun oleh dua rantai asam lemak. Karena gugus kepala mempunyai polaritas tinggi, maka lipida golongan ini disebut lipida polar. Gugus kepala yang dapat bermuatan mempunyai sifat hidrofilik, sedangkan bagian ekor yang nonpolar bersifat hidrofobik. Oleh karena antara kepala dan ekor mempunyai sifat yang berbeda, maka lipida tersebut dikatakan bersifat amfipatik. Dengan adanya sifat nonpolar dan hidrofobik pada bagian ekor, maka tidak memungkinkan bagi molekul yang bersifat polar menembus membran plasma secara difusi. Keterbatasan daya tembus membran sangat sesuai dengan fungsinya sebagai pemisah antara bagian protoplasma dan lingkungannya.
Fosfolipida mempunyai kepala dengan polaritas tinggi dan bagian ekor berupa rantai hidrokarbon. Bagian kepala tersusun oleh tiga gugus yaitu alkohol, fosfat dan gliserol. Sedangkan ekornya tersusun oleh dua rantai asam lemak. Karena gugus kepala mempunyai polaritas tinggi, maka lipida golongan ini disebut lipida polar. Gugus kepala yang dapat bermuatan mempunyai sifat hidrofilik, sedangkan bagian ekor yang nonpolar bersifat hidrofobik. Oleh karena antara kepala dan ekor mempunyai sifat yang berbeda, maka lipida tersebut dikatakan bersifat amfipatik. Dengan adanya sifat nonpolar dan hidrofobik pada bagian ekor, maka tidak memungkinkan bagi molekul yang bersifat polar menembus membran plasma secara difusi. Keterbatasan daya tembus membran sangat sesuai dengan fungsinya sebagai pemisah antara bagian protoplasma dan lingkungannya.
Sebagai komponen struktural utama pada membran plasma, lembar dwilapis lipida mempunyai dua sifat penting, yaitu (1) sebagai akibat adanya kandungan hidrokarbon nonpolar tidak dapat ditembus oleh molekul-molekul yang bermuatan misalnya, asam amino, asam nukleat, protein, molekul gula ataupun ion-ion. Karena sifat tersebut diatas, maka membran plasma memiliki sifat selektif permeabel; (2) sifat fluid atau cair kental memungkinkan gerakan difusi berbagai molekul protein, baik gerakan horisontal maupun vertikal. Hal tersebut penting bagi protein “carrier” khususnya.
Protein integral atau intrinsik membran memiliki daerah hodrofilik dan hidrofobik. Bagian hidrofilik dari protein berhubungan dengan kepala yang bersifat polar dari molekul lipida pada masing-masing permukaan dari lembaran dwimolekul. Bagian protein integral yang menembus permukaan dwilapis lipida juga kaya akan asam amino yang bersifat hidrofil. Asam amino protein yang menyembul keluar dari permukaan luar membran mungkin berikatan dengan rantai gula. Bagian protein yang terbenam didalam bagian yang bersifat hidrofob dari dwilapis lipida kaya dengan asam amino yang sisi rantainya bersifat hidrofobik. Sisi inilah yang diyakini memyebabkan terbentuknya ikatan hidrofobik dengan ekor hidrokarbon dari membran fosfolipida. Hal tersebut menimbulkan pemikiran bahwa di ruang dalam yang bersifat hidrofob pada membran, struktur sekunder protein integarl ialah pilin alfa dan atau lembaran beta.
Membran sel bersifat permeabel terhadap ion dan molekul polar spesifik. Substansi hidrofilik menghindari kontak dengan bilayer lipid dengan lewat melalui protein transpor yang merintangi membran. Sejumlah protein transpor berfungsi karena memiliki saluran hidrofilik yang digunakan oleh molekul tertentu sebagai saluran untuk melewati membran. Protein transpor lain mengikat senyawa yang dibawa dan secara fisik menggerakkannya melintasi membran. Dengan demikian, permeabilitas selektif membran tergantung pada rintangan pembeda pada bilayer lipid maupun protein transpor spesifik yang ada di dalam 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.
Zat yang non-polar dan lipid-larut dapat berdifusi masuk dan keluar membran plasma. Lipid larut berarti dapat larut dalam lemak. Polar zat tidak dapat melewati membran sel karena kepala kutub akan menolak mereka. Dibebankan menolak zat zat lainnya yang dikenakan, jauh seperti dua magnet. Membran sel juga kedap zat yang tidak larut lipid, karena mereka tidak mampu melewati lipid membran.
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.
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 mengkonsumsi 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 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 ionophore. 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.
Permeabilitas membran merupakan ukuran kecepatan suatu spesi menembus membran. Permeabilitas dipengaruhi oleh jumlah pori, ukuran pori, tekanan yang dioperasikan dan ketebalan membran. Permeabilitas sering dinyatakan sebagi fluks (koefisien permeabilitas).
1 komentar:
Penjelasan rinci, sip.
mungkin jika diberi sedikit gambaran menggunakan gambar, akan lebih bagus. menghilangkan gambaran abstrak dari penjelasan rinci yang sdh bagus ini. he
Posting Komentar