membran sel (adnan, unm)

Click here to load reader

Post on 12-Jun-2015

15.043 views

Category:

Documents

16 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

1MEMBRAN SELAdnan (Dosen Biologi FMIPA Universitas Negeri Makassar)A. PENDAHULUAN Membran sel dikenal dengan nama membran biologis, meliputi membran plasma atau plasmalemma dan membran sejumlah organel yang terdapat di dalam sel. Hingga saat ini dikenal sejumlah model membran, antara lain model membran menurut Overton, Model membran menurut Plowe, Model membran menurut E. Gorter dan F. Grendel (1925), Model membran menurut J.F. Danielli dan E.N. Harvey, Model Membran Menurut J. Danielli dan

TRANSCRIPT

1

MEMBRAN SELAdnan (Dosen Biologi FMIPA Universitas Negeri Makassar)

A. PENDAHULUAN Membran sel dikenal dengan nama membran biologis, meliputi membran plasma atau plasmalemma dan membran sejumlah organel yang terdapat di dalam sel. Hingga saat ini dikenal sejumlah model membran, antara lain model membran menurut Overton, Model membran menurut Plowe, Model membran menurut E. Gorter dan F. Grendel (1925), Model membran menurut J.F. Danielli dan E.N. Harvey, Model Membran Menurut J. Danielli dan H. Davson (1935), Model membran menurut Robertson, dan Model membran menurut Singer dan Nicolson (1972). Model membran yang dianut saat ini adalah Model membran menurut Singer dan Nicolson atau model membran mosaic cair. Membran plasma membatasi isi sel dari lingkungan luarnya. Secara umum membran sel terdiri dari senyawasenyawa lipida, protein dan karbohidrat. Selain sebagai pembatas, membran sel juga berfungsi sebagai Protein membran memiliki berbagai macam fungsi, antara lain: (i) Melekatkan membran pada sitoskeleton tau rangka sel, (ii) Membentuk junction (pertemuan) diantara dua sel yang bertetangga, (iii) Sejumlah protein membran berperan sebagai enzim, (iv) sejumlah protein membran berfungsi sebagai resptor permukaan bagi pesuruh-pesuruh kimia dari sel-sel lain, dan (v) beberapa protein membran membantu pergerakan subtansisubtansi melintasi membran (Anonim, 2007) Membran sel memiliki peranan yang sangat penting dalam transpor berbagai molekul, baik mikromolekul maupun makromolekul. Transpor mikromolekul dapat berlangsung secara pasif, misalnya melalui difusi, difusi terbantu dan osmosis dan dapat pula berlangsung secara aktif. Transpor makromolekul dapat berlangsung secara endositosis, eksositosis dan pertunasan. Ciri khas transport makromolekul adalah subtansi atau materi yang diangkut selalu dikemas dalam suatu vesikula yang berbatas membran.

B. PERKEMBANGAN MODEL MEMBRAN SEL Model membran sel yang diakui saat ini adalah model membran menurut Singer dan Nicolson (model membran Mosaik Cair). Model membran tersebut merupakan penyempurnaan berbagai model membran yang telah diusulkan sebelumnya. Beberapa model membran yang pernah diusulkan antara lain: 1. Model membran menurut Overton. Senyawa hidrofobik masuk ke dalam sel lebih cepat daripada senyawa hidrofilik. Pada bagian sebelah luar sel terdapat senyawa hidrofobik yang mudah larut. Overton menduga bagwa lapisan tersebut terdiri atas kolesterol, lesitin, dan minyak lemak. Langmuir menemukan bahwa, 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 air (Gambar 5.1).

Gambar 5.1 Tetes lipida pada permukaan air menurut Langmuir

Menurut Plowe, lapisan luar protoplasma pada sel tumbuhan adalah suatu lapisan elastis yang berbeda dari bagian lain dari sitoplasma dan disebut plasmalemma atau

3

membran plasma. Menurut Plowe, membran plasma adalah suatu satuan fisik yang mempunyai suatu organisasi molekul yang memisahkan membran plasma dari bagian lain sel. 2. 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 5.2)

Copyright 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/bio/apbio/HTML%20Presentation%20fo lder3/chap%208/Lecture%203,%20Ch.%208.ppt.

Gambar 5.2 Model membran menurut Gorter dan Grendel

3. Model membran menurut J.F. Danielli dan E.N. Harvey. Ia mengusulkan bahwa, 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 5.3 Model membran menurut Danielli & Harvey (Thorpe, 1984)

e. 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 hidrofilik dan fasa air (Gambar 5.4)

http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/bio/apbio/HTML%20Prese ntation%20folder3/chap%208/Lecture%203,%20Ch.%208.ppt 6. 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 5.5). Protein pada kedua permukaan bilayer lipida memiliki konformasi memanjang tetapi asimetris. Model membran Robertson tidak dapat menerangkan sifat-sifat permeabilitas dan transpor zat melintasi membran.

Gambar 5.4. Model membran Danielli-Davson

5

Gambar 5.5 Model membran menurut Robertson (Thorpe, 1984)

7. Model membran menurut Singer dan Nicolson. Menurut Singer dan Nicolson, tebal membran sel berkisar 8,5 nm. 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.

Copyright 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

Gambar 5.6. Model membran menurut Singer dan Nicolson (Sheler dan Bianchii, 1983). http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/bio/apbio/HTML%20Presentation%20fo lder3/chap%208/Lecture%203,%20Ch.%208.ppt.

B. KOMPONEN DASAR MEMBRAN SEL Membran sel terdiri atas lipida, protein, dan karbohidrat. Rasio antara lipida, protein dan karbohidrat tergantung pada tipe sel dan spesiesnya. Umumnya lipida kurang lebih 40%, protein 40%, karbohidrat 1-10%, dan air 20%. Lipida membran terdiri atas dua lapisan, satu lapisan terorientasi ke arah luar, dan lapisan yang lain terorientasi ke arah sitoplasma. Protein pada membran sel merupakan protein globuler. Protein-protein tersebut terdistribusi secara tidak merata pada membran sel. Sebagian protein membran terletak pada bagian perifer dan sebagian yang lainnya tertanam pada setengah lapisan lipida atau tertanam menembus kedua lapisan lipida. Bagian karbohidrat membran biasanya dalam bentuk oligosakarida. Karbohidrat pada membran bisanya terikat pada lipida, dan sebahagian yang lainnya terikat pada protein (Wizer, 2007).

Gambar 5.7. Struktur dasar membran sel http://facweb.northseattle.edu/jdahms/Fall%2006/Lectures/Lecture%203a%2 0-%20Membs%20and%20Transport.ppt.

1. Lipida Membran Sel Lipida pada membran sel terdiri atas dua lapisan. Setiap molekul lipida bersifat amfifatik. Lipida amfifatik mengandung komponen yang bersifat hidrofobik (non polar/tidak suka air) dan komponen yang bersifat hidrofilik (polar/suka air). Lipida membran terdiri dari 4 kelas utama, yaitu (i) Fosfolipida, (ii)

7

Sfingolipida, (iii) Glikolipida, dan (iv) Sterol. Keempat kelas lipida tersebut bersifat amfifatik. Lapisan lipida bilayer. Lapisan ini terdiri atas molekul yang bersifat amfifatik. Lipida amfifatik mengandung komponen yang bersifat hidrofobik (non polar/tidak suka air) dan komponen hidrofilik (polar/suka air).

Gambar 6.8. Lipida membran. http://facweb.northseattle.edu/jdahms/Fall%2006/Lectures/Lecture%203a%2 0-%20Membs%20and%20Transport.ppt.

a. Fosfolipida Fosfolipida pada umumnya mengandung gliserol. Gugus hidroksil 1 dan 2 diesterifikasi dengan asam lemak dengan rentang karbon 12-24. Esterifikasi dengan rentang karbon 16 dan 18 paling umum dijumpai pada hewan berdarah panas. Suatu kelompok fosfat terikat secara kuat pada posisi karbon 3, dan pada posisi tersebut ia dapat berikatan dengan salah satu molekul seperti residu kolin, serin, etaol amin atau inositol. Fosfolifida meliputi (i) asam fosfatidat dan fosfatidilgliserol, (ii) fosfatidilkolin, (iii) fosfatidiletanolamin, (iv) fosfatidil-inositol, dan (v) fosfatidilserin. Fosfatidilkolin atau lesitin mengandung gliserol dan asam lemak serta asam fosfat dan kolin. Tersebar luas di dalam selsel tubuh dan mempunyai fungsi metabolik dan struktural yang sangat penting pada membran sel. Fosfatidiletanolamin atau sefalin mirip dengan fosfatidilkolin, hanya kolinnya diganti dengan etanolamin. Seperti halnya fosfatidilserin dan fosfatidiletanolamin, fosfatidilinositol juga merupakan komponen

membran yang sangat penting. Fosfatidilserin mengandung asam amino serin sebagai pengganti etanolamin. Sfingomielin merupakan jenis fosfolipida yang banyak dijumpai pada jaringan otak dan saraf. Asam fosfatidat penting sebagai perantara pada sintesis triasilgliserol dan fosfolipida, tetapi tidak banyak ditemukan di dalam jaringan. Kardiolipin adalah fosfolipida yang ditemukan dalam membran mitokondria yang diben-tuk dari fosfatidilgliserol.dalam membran plasma hepatosit

Gambar 5.9. Fosfolipida membran sel http://www.surrey.ac.uk/SBMS/ACADEMICS_homepage/hinton/Cell%20Biol %202%202004.ppt

Tabel 5.1. Komposisi fosfolipida % mol dar