Membran Sel

ARINIRIZKY RACHMAWATINOVITA RACHMAWATISITI ASIAHYUDAPATIANISAH SULASIAH

Universitas Negeri Jakarta

Perkembangan Model Membran Sel

Model membran sel yang diakui saat ini adalah model membran menurut Singer dan Nicolson (model membran Mosaik Cair). Beberapa model membran yang pernah diusulkan antara lain: Model membran menurut Overton.Model membran menurut Gorter dan Grendel.Model membran menurut J.F. Danielli dan E.N. Harvey.Model Membran Menurut Danielli dan DavsonModel membran menurut RobertsonModel membran menurut Singer dan Nicolson.

Model membran menurut Overton.

Langmuir bila suatu lipida yang terdiri dari molekul yang memiliki bagian polar (hidrofilik) dan non-polar (hidrofobik) diteteskan pada air, maka lipida tersebut meluas membentuk lapisan monomolekul. Bagian hidrofilik setiap molekul mengarah ke air, sedangkan bagian hidrofobiknya mengarah menjauhi airMenurut Plowe, lapisan luar protoplasma pada sel tumbuhan adalah suatu lapisan elastis yang berbeda dari bagian lain dari sitoplasma dan disebut plasmalemma atau membran plasma yang merupakan suatu satuan fisik yang mempunyai suatu organisasi molekul yang memisahkan membran plasma dari bagian lain sel.Gambar 1 Tetes lipida pada permukaan

air menurut Langmuir

Model membran menurut Gorter dan Grendel.

Membran sel terutama dibentuk dari molekul lipida bimolekuler. Ujung polar molekul lipida pada satu lapisan terorientasi ke luar, sedangkan ujung polar lipida pada lapisan yang lain terorientasi ke arah dalam atau sitoplasma

Gambar 2 Model membran menurut Gorter dan Grendel

Model membran menurut J.F. Danielli dan E.N. Harvey.

membran plasma terdiri atas dua fase, yaitu fase cair dan fase minyak. Bagian lipida yang hidrofobik terorientasi ke arah fase cair. Protein terhidrasi bekerja sebagai suatu buffer diantara kepala lipida yang hidrofilik dan fase cair.

Gambar 3 Model membramenurut Danielli & Harvey

Model Membran Menurut Danielli dan Davson

Membran plasma terdiri atas dua lapisan lipidaprotein. Molekul-molekul lipida amfifatik terorientasi dengan daerah hidrofobik ke arah fasa minyak, dan permukaan lain terorientasi ke arah lingkungan eksternal. Perotein terhidrasi berperan sebagai suatu buffer pelapis antara kepala lipida yang hidrofilikdan fasa air

Model membran menurut Robertson

Membran plasma merupakan struktur berlapis tiga yang terdiri atas dua lapisan terluar yang padat, terdiri atas protein dengan tebal masing-masing 2,0 nm dan lapisan tengah berupa lipida dengan tebal 3,5 nm. Jadi, tebal membran keseluruhan adalah 7,5 nm. Ketiga lapisan membran tersebut disebut Unit Membran

Gambar 5 Model membran menurut Robertson

Model membran menurut Singer dan Nicolson.

Membran plasma terdiri atas(i) lapisan lipida ganda, yang dikelilingi

oleh protein globular. Protein globular ada yang tertanam pada matriks membran dan ada yang terikat pada permukaan polar lipida,

(ii) Protein membran, berada dalam keadaan tersebar, bukan sebagai suatu lapisan yang bersinambungan,

(iii) Protein yang terikat pada permukaan polar lipida disebut protein perifer atau protein ekstrinsik. Sedangkan protein yang tertanam pada matriks atau menembus lapisan lipida disebut protein integral atau protein intrinsik.

(iv) Protein perifer dan integral yang berkaitan dengan molekul gula disebut glikoprotein, sedangkan molekul lipida yang berikatan dengan gula disebut glikolipida.

Gambar 6. Model membran menurutSinger dan Nicolson (Sheler dan

Bianchii, 1983).

Komposisi Dasar Membran Sel

Komposisi membran sel

LIPIDPROTEIN

KARBOHIDRAT

Lipida Membran

Lipida pada membran sel terdiri atas dua lapisan. Setiap molekul lipida bersifat amfifatik. Lipida amfifatik mengandungkomponen yang bersifat hidrofobik dan komponen yang bersifat hidrofilik .

Lipidamembran terdiri dari 4 kelas utama, yaitu (i) Fosfolipida, (ii) Sfingolipida, (iii) Glikolipida, dan (iv) Sterol.

Keempat kelas lipida tersebut bersifat amfifatik.

Penyebaran Lipida dalam membran

Penyebaran lipida pada kedua permukaan membran tidak sama. Lipida harus mengisi tempat yang tidak terisi dengan protein. Pada membran eritrosit, fosfatidil-kolin (PC) dan sfingomielin (SM) terutama terdapat pada setengah bagian luar membran. Sedangkan fosfatidilserin (FS) dan fosfatidiletanolamin (PE) terutama terdapat pada setengah bagian dalam membran

Gambar . Penyebaran kandungan Fosfolipida pada membran eritrosit

Fungsi Lipida Membran

Menentukan karakteristik membran sel , mis” pada bakteri dan mitokondria terdapat kardiolipin (difosfattidilgliserol).

Menghasilkan beberapa senyawa aktif yang berfungsi sebagai messenger yang dapat mempengaruhi fungsi membran.

Fleksibilitas lipida membran memungkkinkan terjadinya perubahan pada sel, mis: pada saat pergerakan atau pembelahan sel.

mempertahankan komposisi internal sel, dengan cara membedakan muatan listrik di sepanjang membran (luar- positif ; dalam - negatif)

Protein Membran

peripheral proteins Terikat secara

longgar pada permukaan membran

Dapat merupakan cell surface identity marker (antigens)

-integral proteins • Berpenetrasi pada bilayer lipid

Transmembrane protein Transport protein

- channels, pompa

Penyebaran protein dalam membran

Sama seperti lipida, molekul protein juga tersebar secara tidak merata pada kedua permukaan membran. Sebagai contoh adalah setengah bagian luar dari membran eritrosit mengandung protein dalam jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan jumlah protein yang terdapat pada setengah bagian dalam membran. Keadaan ini menyebabkan morfologi membran menjadi asimetris .Gambar Penyebaran protein pada membran

Fungsi Protein Membran

• Menentukan bentuk sel.ex: spektrin pada sel darah merah

sebagai protein pembawa (carrier) senyawa yang melewatimembran plasma, menerima isyarat (signal) hormonal, dan meneruskan isyarat tersebut ke bagian sel sendiri atau ke sel lainnya.

Sebagai pangkal pengikat komponen-komponen sitoskeleton dengan senyawa-senyawa ekstraseluler.

memberikan ciri-ciri individual tiap sel dan macam protein dapat berubah sesuai dengan differensiasi sel.

Karbohidrat Membran

Berperan dalam pengenalan sel – kemampuan sel untuk membedakan sel yang satu dengan sel lainnya- antigen

Penting pada perkembangan jaringan dan organ

Dasar pada penolakan sel asing oleh sistem imun

Gambar . Molekul glikoforin membran

Penyebaran Karbohidrat dalam membran

Karbohidrat umumnya terikat pada molekul lipida atau molekul protein yang terdapat pada permukaan membran sebelah luar. Keadaan ini pun memberikan sumbangan terhadap model membran yang asimetris

Gambar . Penyebaran karbohidrat pada membran

Fungsi Karbohidrat Membran

• Membentuk suatu lapisan pelindung sel terhadap gangguan kimiawi atau fisik.

• Merupakan senyawa yang dapat mengabsorbsi air permukaan sel menjadi licin

bantu diapedesis sel darah putih.• Proses pengenalan antara dua sel berbeda

karbohidrat sebagai molekul yang akan berikatan dengan suatu protein spesifik pada permukaan membran sel lainnya (reseptor)

Konsep lipoproteinMerupakan Kombinasi dari lemak dan protein .berfungsi sebagai kendaraan transportasi untuk asam lemak dan kolesterol dalam darah dan getah bening.dikelompokkan menurut kerapatan sebagai high density lipoprotein, low density lipoprotein, dan sangat-rendah-density lipoproteins.konsentrasi berbagai jenis lipoprotein dalam darah memiliki implikasi untuk kesehatan: konsentrasi tinggi rendah density lipoproteins muncul untuk menyajikan risiko kesehatan dan berhubungan dengan tingginya insiden penyakit jantung

High-density lipoproteins (HDLs)

memiliki proporsi tertinggi protein, merupakan komponen terkecil, dan membawa sedikitnya jumlah lipid.

mengangkut kolesterol dari jaringan ke hati tempat kolesterol dipecah dan dikeluarkan atau digunakan untuk memproduksi bahan-bahan lain.

Dengan demikian, HDLs mempercepat pembuangan kolesterol dari darah, mengurangi kolesterol yang kemungkinan tersimpan di dinding arteri yang dapat menyebabkan penyumbatan.

Low-density lipoproteins (LDL)

mengandung proporsi yang lebih besar daripada HDLs kolesterol.

Mereka melepaskan kolesterol di tempat yang dapat digunakan tetapi terus membawanya dalam darah jika tidak digunakan.

Konsentrasi tinggi lebih memungkinkan kolesterol LDL dapat diangkut dalam sistem sirkulasi. dapat disimpan dalam dinding pembuluh darah dan menyebabkan penyakit kardiovaskular seperti aterosklerosis..

Sangat rendah-density lipoproteins (VLDLs)

adalah jenis terbesar. Berperan dalam transportasi kolesterol dan

lemak dalam darah, mengantar bahan kimia ini pada situs di mana mereka digunakan

. Ketika mereka membongkar isinya, VLDLs terurai menjadi LDL yang lebih kecil yang terus membawa kolesterol dalam aliran darah.

FUNGSI MEMBRAN PLASMAsebagai tempat penerimaan, pemindahan dan

penerusan informasi. Membran plasma memegang peranan penting

dalam memin-dahkan dan meneruskan informasi dari kompartemen yang satu ke kompartemen yang lain.

Membran plasma, di permukaan luarnya memiliki molekul-molekul rantai samping yang disebut penerima (reseptor).

bertanggung jawab atas terjadinya interaksi antar sel yang berlangsung terus menerus antara sel-sel penyusun jaringan organisma multisel.

tempat terjadinya kegiatan biokimia. Contoh: di membran dalam mitokondria, komponen-komponen dari rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif harus bekerja sama dalam koordinasi yang baik

Gambar Berbagai fungsi protein membran (a) transpor, (b) aktivitasenzim, (c) transduksi sinyal, (d) fusi interseluler, (e)

pengenalan sel, dan (f) pelekatan ke sitoskeleton danmatriks ekstraseluler