Membran sel
Membran sel (bahasa Inggris: cell membrane, plasma membrane, plasmalemma) adalah fitur universal yang dimiliki oleh semua jenis sel berupa lapisan antarmuka yang disebut membran plasma, yang memisahkan sel dengan lingkungan di luar sel, terutama untuk melindungi inti sel dan sistem kelangsungan hidup yang bekerja di dalam sitoplasma.
Peranan Membran Sel
1. Pembatas lapisan yang kontinyu melingkupi sel, inti, organel
2. Mendukung aktivitas biokimia yang berlangsung di dalam sel
3. Pembatas yang bersifat selektif permeable
Mencegah pertukaran molekul dari satu sisi ke bagian lainnya. komunikasi antara bagian yang terpisah memungkinkan substansi tertentu masuk ke sitoplasma dari lingkungan luar
4. Perpindahan suatu senyawa terlarut
5.Memberikan respon terhadap rangsangan luar.
Berperan dalam memberikan respon terhadap rangsangan luar transduksi sinyal reseptor + ligand.
6. Interaksi interselular
Membran plasma memperantarai interaksi antar sel dalam organisme multiselular
7. Transduksi energi
Terlibat dalam proses perubahan energi ke bentuk energi lain.
KOMPOSISI KIMIA MEMBRAN
· Membran mengandung :
Lipid
Protein
Karbohidrat
Gambar 1
Lipida Membran
Terdapat beberapa kelas lipida membrane. Golongan ini berbeda dari triasilgliserol karena mempunyai satu atau lebih gugus “ kepala” dengan polaritas tinggi, selain ekor hydrogen karbonnya. Karena itulah golongan ini seringkali disebut lipida polar. Lipid adalah senyawa non-polar yang tidak larut dalam air. Lipid membran kebanyakan amphipathic, memiliki ekor non-polar (hidrofobik) dan ujung kutub (hidrofilik).
Tipe Lipid Membran
1. Fosfogligerida
Fosfolipida adalah lipid dengan kepala hidrofilik dan dua ekor asam lemak hidrofobik yang membentuk membran sel. Dalam larutan berair, yang phopholipids mengatur diri mereka sendiri sehingga ekor mereka menghadap jauh dari air dan kepala yang dibiarkan terbuka. Ketika tidak dalam pembentukan lapisan, membentuk misel phosphlipids, yang merupakan agregasi phopholipids.
Fosfolipid yang mengandung gugus fosfat.
Gambar 2
Fosfolipid utama yang ditemukan pada membrane adalah fosfogliserida. Fosfogliserida memiliki tulang punggung gliserol. Para hidroksil di C1 & C2 gliserol diesterifikasi dengan asam lemak.
Gambar 3
Sebuah ester terbentuk ketika bereaksi hidroksil dengan asam karboksilat, dengan hilangnya air.
Gambar 4
Dalam fosfatidat, asam lemak diesterifikasi dengan hidroksil pada C1 dan C2, sedangkan C3 hidroksil yang diesterifikasi untuk fosfat
Gambar 5
Dalam kebanyakan fosfogliserida, fosfat yang diesterifikasi dengan alkohol dari salah satu kepala berikut: serin, kolin, etanolamin, dan gliserol. Warna ini juga digunakan untuk membedakan asam lemak, gliserol, dan fosfat.
Kedua asam lemak cenderung non-identik (pada gambar 6). Mereka mungkin berbeda dalam panjang dan / atau kehadiran atau tidak adanya ikatan rangkap.
Kedua asam lemak cenderung non-identik (pada gambar 6). Mereka mungkin berbeda dalam panjang dan / atau kehadiran atau tidak adanya ikatan rangkap.
Gambar 6
Fosfatidilinositol, dengan inositol sebagai kepala kutub, adalah salah satu fosfogliserida yaitu fosfogliserida “ganda”. Selain menjadi lipid membran, fosfatidilinositol memiliki peran dalam signaling sel.
Gambar 7
Fosfatidilkolin, dengan kolin sebagai kepala kutub, adalah fosfogliserida lain. Ini adalah membran lipid umum.
Gambar 8
Fosfogliserida masing-masing memiliki:
· Daerah kutub [gliserol, atom oksigen karbonil dari asam lemak, fosfat, dan kelompok kepala kutub]
· Ekor hidrokarbon non-polar dari asam lemak.
Gambar 9
1. Spingolipid
Spingolipid adalah turunan dari lipid spingiosin. Spingosin memiliki ekor hidrokarbon panjang, tersusun atas satu molekul alcohol amino berantai panjang spingosin, dan suatu alcohol polar pada bagian kepala. Spingosin mungkin reversibel terfosforilasi untuk menghasilkan molekul spingosin-1-fosfat. Turunan lain dari spingosin biasanya ditemukan sebagai konstituen dari membran biologis.
Gambar 10
Gambar 11
Komponen amino dari spingosin dapat membentuk ikatan amida dengan asam lemak karboksil, untuk menghasilkan suatu ceramide.
Gambar 12
Spingomielin memiliki fosfokolin atau fosfoetanolamin sebagai golongan polar pada bagian kepalanya. Spingomielin adalah konstituen umum dari membran plasma. Spingomielin, dengan kepala fosfokolin, sebanding dalam ukuran dan bentuk pada kolin fosfatidilkolin pada fosfogliserida.
Gambar 13
Serebrosida adalah spingolipid dengan monosakarida seperti glukosa atau galaktosa sebagai kepala. Gangliosida adalah ceramide dengan kepala yang merupakan oligosakarida kompleks, termasuk asam gula asam sialic derivatif. Serebrosida dan Gangliosida, yang secara kolektif disebut glikospingolipid, biasanya ditemukan di leaflet luar lapisan ganda membran plasma, dengan rantai gula mereka memperluas keluar dari permukaan sel.
Gambar 14
Lipid amipatik dengan kompleks membentuk air di mana kepala berada dalam air dan daerah hidrofobik jauh dari air. Tergantung pada lipid, pengaturan molekul mungkin termasuk :
· Berbagai struktur misel. Misalnya, misel bola adalah konfigurasi yang stabil untuk lipid ampipatik yang memiliki bentuk kerucut, seperti asam lemak.
· Sebuah bilayer. Ini adalah konfigurasi yang paling stabil untuk lipid ampipatik dengan bentuk silinder, seperti fosfolipid.
Gambar 15
1. Kolesterol
Kolesterol, merupakan konstituen penting dari membran sel, memiliki sistem cincin kaku dan ekor hidrokarbon bercabang pendek. Kolesterol sebagian besar hidrofobik. Tetapi memiliki satu kepala, sebuah hidroksil, sehingga ampipatik
Gambar 16
Gambar 17
Kolesterol menyisipkan ke dalam membran bilayer dengan hidroksil yang berorientasi pada fase berair dan cincin sistem hidrofobik berdekatan dengan ekor asam lemak fosfolipid. Gugus hidroksil dari kolesterol membentuk ikatan hidrogen dengan gugus kepala polar fosfolipid.
Gambar 18
Interaksi dengan kolesterol yang relatif kaku mengurangi mobilitas ekor hidrokarbon dari fosfolipid. Namun kehadiran kolesterol dalam membran fosfolipid mengganggu dengan hampir kemasan ekor asam lemak dalam keadaan kristal, dan dengan demikian menghambat transisi ke keadaan kristal. Fosfolipid membran dengan konsentrasi tinggi kolesterol memiliki fluiditas perantara antara kristal cair dan negara kristal.
Dua strategi dimana fase perubahan lipid membran dihindari:
1. Kolesterol berlimpah dalam membran, seperti membran plasma, yang mencakup lipid banyak dengan rantai panjang asam lemak jenuh. Dengan tidak adanya kolesterol, membran tersebut akan mengkristal pada suhu fisiologis.
2. Membran mitokondria bagian dalam kekurangan kolesterol, tetapi mencakup banyak fosfolipid yang asam lemak memiliki satu atau lebih ikatan ganda, yang menurunkan titik leleh ke suhu bawah fisiologis.
Mobilitas lateral lipid, dalam bidang membran, digambarkan di sebelah kanan dan di animasi yang disediakan.
Kecepatan tinggi pelacakan molekul lipid individu telah menunjukkan bahwa gerakan lateral dibatasi dalam domain membran kecil. Melompat dari satu domain ke domain lain terjadi lebih jarang daripada gerakan cepat dalam sebuah domain. Kendala-kendala nyata pada gerakan lateral lipid (dan protein) telah dikaitkan dengan protein membran integral, berlabuh ke sitoskeleton, berfungsi sebagai pagar. Untuk informasi lebih lanjut, lihat tampilan slide di website laboratorium Kusumi.
Gambar 19
Flip-flop dari lipid (dari satu setengah dari bilayer untuk yang lain) biasanya sangat lambat. Flip-flop akan membutuhkan kelompok-kepala polar lipid untuk melintasi inti hidrofobik membran. Kedua selebaran dari membran lapis rangkap cenderung berbeda dalam komposisi lipid mereka.
Flippases mengkatalisis flip-flop dalam membran di mana terjadi sintesis lipid, dan beberapa membran mengandung enzim yang aktif transportasi lipid monolayer tertentu dari satu ke yang lain.
Gambar 20
Karakteristik dan Manfaat Lipid Membran
1. Komposisi lipida menentukan karakteristik membrane sel . Mis. pada bakteri dan mitokondria terdapat kardiolipin (difosfatidilgliserol) Lipida membran menghasilkan beberapa senyawa aktif yang dapat berfungsi sebagai messenger yang dapat mempengaruhi fungsi sel. Kombinasi fatty acyl dan gugus hidrofil pada lipid membran menentukan struktur dan fungsi sel
2. Fleksibilitas lipida membrane memungkinkan terjadinya perubahan pada sel, mis. pada saat pergerakan atau pembelahan sel Lipida membran berperan untuk mempertahankan komposisi internal sel, dengan cara membedakan muatan listrik di sepanjang membrane (luar – positif; dalam – negatif)
3. Membran sel memiliki kemampuan untuk merakit kembali membran yang terputus agar bergabung dan bersinambungan kembali,mis. liposom
0 komentar:
Posting Komentar