STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL
Membran sel (bahasa Inggris: cell membr ane, plasma membr ane, plasmalemma) adalah fitur univer sal yang dimilik i oleh semua jenis sel ber upa lapisan antar muka yang disebut membr an plasma, yang memisahkan sel dengan lingk ungan diluar sel (kecuali pada sel t umbuhan, bagian luar nya masih t er dapat dinding sel at au cell wall) . Yang fungsinya untuk melindungi inti sel dan sistem k elangsungan hidup yang beker ja di dalam sitoplasma ( Wikipedia,2012:1). A.Struktur Membr an Sel
Menur ut Dalle (2007:1) Ada beber apa teor i tent ang st r uktur dar i membr an sel diantar anya :
1. Gortel & Grendel ( 1925)
a. Membr an ber upa str ukt ur yang membatasi sel, t er dir i atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang ber sifat hidr ofob(yang t idak dapat lar ut dalam air tet api dapat lar ut dalam minyak)
b. gugus polar mengar ah ke bagian luar dar i bilayer , sedangkan gugus hidrofob (r ant ai asam lemak) ber ada di bagian tengah dar i lipid bilayer
Gambar 1. St r uk tur Membr an Sel Ber dasar kan Teor i Gor tel & Grendel. (Dalle,2007:1) .
2. Da vson & Da nielli ( 1954 )
Gambar 2 .Str uktur Membr an Sel Berdasar kan Teor i Davson & Daniel (Dalle,2007:1) .
3. Singer & Nicholson ( 1972) / Model Mozaik Fluida
model mosaik fluida yang disusun berdasar kan hukum-huk um t er modinamika unt uk menjelaskan str uktur membran sel. Model mosaik fluida yang dikembangkan pada tahun 1972 oleh Singer dan Nicolson memper kenalkan ide bar u tentang penyebar an lipid dan pr otein pada membr an, k arena it u mer eka mer evolusi ilmu pengetahuan ( ber pikir ilmiah) tentang str uktur membr an. Model ini memecahkan dasar bar u dengan dalil (sasaran) yang meyakinkan bahw a pr otein t er pancang secar a langsung pada membr an bilayer . Matr iks phospholipid t er dir i at as dua lapisan, dan didalamnya ter dapat dua tipe pr ot ein, ialah protein per ifer yang dapat bereaksi dan dapat lar ut pada air (polar ), dan pr ot ein integr al yang sukar ber ikatan dan sukar lar ut air (nonpolar ) ( Anonim,C,2011:1).
B.Komponen Kimia Membran Sel
Berdasar kan analisis kimia, membr an sel ter susun atas lipida dan pr otein ( lipoprot ein) . Lipidanya berupa fosfolipid, glikolipid dan ster ol. Ster ol umumnya ber upa kolesterol. Menur ut Ar diyant o (2011:1) pr ot ein penyusun membran sel t er utama ter dir i dar i glikopr otein, Ber ikut adalah penyusun membrane sel :
1. Lipid
Membr an sel t er dir i dar i tiga k elas lipid amphipat hic: fosfolipida, glikolipid, dan k olester ol. Jumlah dar i masing-masing ter - gant ung pada jenis sel, tet api dalam sebagian besar kasus fosfolipid yang paling ber limpah. Ter dapat 3 t ipe lipid, yaitu:
a. Fosfolipid.
Molek ul fosfolipid t er dir i dar i dua bagian, yait u k epala dan ekor . Bagian kepala memiliki muatan posit if dan negatif ser ta bagian ekor tanpa muatan. Bagian k epala kar ena ber muatan ber sifat hidr ofilik atau lar ut dalam air , sedangk an bagian ekor ber sifat hidr ofobik atau t idak lar ut dalam air . Fosfolipid digolongkan sebagai lipid amfipat ik .
Gambar 4.St r uk tur Fosfolipid (Ar diyanto,2011:1) b. Kolesterol
lipida membr an lainnya dan tidak ter lalu ber sifat amfipatik. Gugus hidroksil dar i k olester ol yang ber sifat hidr ofilik menentukan or ientasi molekul ini pada membr an sel. Gugus hidr oksil ber ada pada bagian per mukaan membran.Kolestr ol pada membrane sel ber fungsi untuk mengatur fluiditas dan st abilit as mebran ser ta mencegah asam lemak lebih mer apat dan mengkr istal dengan meningkatkan suhu pr et ransisi.
Gambar 5.Kolest er ol ( Dalle,1983:3)
c. Glikolipid
Glikolipid ialah molekul molekul lipid yang mengandung kar bohidrat , biasanya pula seder hana seper ti galakt osa atau glukosa. Akan tet api istilah ist ilah glikolipid biasanya dipakai untuk lipid yang mengandung sat uan gula tetapi tidak mengandung fosfor .Glikolipid dapat ditur unk an dar i gliser ol atau pingosine dan ser ing dimakan gliser ida atau sebagai spingolipida
2. Pr otein
a. Protein per ipheral
Dapat dit emukan baik di dalam ataupun di luar per mukaan membr an yang membentuk ikat an nonkovalen dengan per mukaan membr ane.
b. Protein integral
Dapat ditemukan di antar a membr an dan memiliki daer ah hidrofobik yang menempel di ant ar a membr an ser ta daer ah hidr ofilik yang menonjol dar i dua per mukaan bilayer . ber fungsi unt uk memasukkan zat-zat yang ukur annya lebih besar .
c. Protein tr ansmembran
Pr otein ini t er integrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid / t ransmembr an. Ber sifat amfipat ik, mempunyai sekuen helix protein, hidr ofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik. Banyak diantaranya mer upak an glik opr otein, gugus gula pada sebelah luar sel. Di sintesis di RE, gula dimodifikasi di badan golgi.
d. Protein yang berikatan dengan lipid
Dapat dit emuk an di luar membran lipid pada ekst raseluler at au sitoplasmik.
Pr otein plasma memiliki fungsi antar a lain sebagai ber ik ut :
a. Pr otein pembaw a ( carr ier ) senyaw a yang melew at i membran plasma, b. Mener ima isyar at ( signal) hor monal,
c. Mener uskan isyar at tersebut ke bagian sel sendir i atau ke sel lainnya, d. Sebagai pangkal pengikat komponen-komponen sitoskelet on dengan
senyaw a-senyaw a ek str aseluler .
3. Ka rbohidrat
Karbohidr at pada membrane sel t er dapat dalam bentuk yang ber ikatan dengan lipid atau pr ot ein (glikolipid dan glikopr ot ein). Selain itu juga ter dapat pada per mukaan sel dan ber fungsi dalam int er aksi sel dan sekitar nya. Pada sel epitel glikolipid ter dapat pada per mukaan apical yang t er papar dan ber funsi unt uk melindungi dar i pH r endah dan degradasi enzim.Kar bohidr at pada membr an plasma ter ikat pada pr otein atau lipida dalam bentuk glikolipida dan glikopr otein. Pada membran plasma t er kandung 2 – 10% kar bohidr at . Kar bohidrat dalam lemak ber fungsi untuk meningkat kan hidr ofisilit as lemak dan pr ot ein. Per an penting k ar bohidr at dalam berbagai ak tivitas sel :
a. Sistim kekebalan
Karbohidr at pada Molekul karbohidrat ber tanggung jaw ab ter hadap kek hasan sifat antigenis membr an sel. Sifat antigenis ini ber kaitan dengan sistem kekebalan (imun) tubuh dan kemampuannya membedakan sel sendir i dar i sel asing. Sel asing dapat dikenali sebagai sel asing, kar ena glik opr otein pembent uk membrannya memiliki kar bohidrat yang berbeda dengan kar bohidr at glikopr otein pembent uk membr an sel pener ima. Keadaan seper ti ini memacu tanggapan kekebalan.
b. Pengenalan sel
Karbohidr at mampu membedak an sel yang sat u dengan sel lainnya. Penting pada perkembangan jar ingan dan or gan, Dasar pada penolakan sel asing oleh sistem imun.
C. Ker angk a Membran
Ker angka membr an atau disebut juga sitosk eleton mempunyai tiga macam jenis yaitu mik rot ubulus, mikr ofilamen, dan filamen int er mediet (Dhiyas,2012:1) .
a. Mikrofilamen ( Filamen aktin)
Bersifat fleksibel, filamen akt in biasanya ber bentuk jar ing atau gel. Ak tin ber fungsi membentuk per mukaan membran.
b. Mikrotubula
Mikrotubula atau mikrotubulus adalah t abung yang disusun dar i mikr otubulin.
c. Filamen I ntermediet
Berbentuk serat mir ip tali, filamen int er mediet member i k ekuatan mekanis pada membran sel .
D.Fungsi Membran Sel
Anonim ( 2010:1) menjelaskan fungsi dar i membr an sel sebagai ber ikut :
a. Kompertemenisasi
b. I nterak si Antar Sel
Pada or ganisme ber sel banyak , membr an sel ber tanggung jaw ab ter hadap int er ksi antara sel satu dengan yang lainnya. Alat t ubuh pada umumnya t er dir i dar i macam sel yang berbeda yang har us beker ja sama unt uk melaksanakan fungsi keselur uhan. Membran sel menyilahkan sel untuk saling mengenal kemudian saling ber t ukar subst ansi dan infor masi dengan t idak memandang apakah sel sudah ter pak ai di tempat ter tentu, seper t i dar i jar ingan.
c. Perubahan Energi
Per ubahan satu bentuk ener gi menjadi bentuk ener gi lain mer upakan hal yang sangat penting dalam proses hidup, dan membr an sel sangat ter libat dalam pr oses ini. Hal yang sangat mandasar bagi semua k ehidupan adalah k emampuan sel tumbuh-tumbuhan untuk mengubah ener gi cahaya matahar i menjadi ener gi kimia yang t er kandung dalam k ar bohidr at. Sel hew an maupun t umbuh-t umbuhan juga mampu unt uk mengubah ener gi kimia dar i kar bohidrat t er sebut manjadi ATP atau senyaw a lain ber ener gi tinggi. Pr oses pengikat an ener gi ini t er jadi di dalam mambran dar i mitokondr ia dan kloroplas. Ener gi cahaya, ter mal, makanikal diubah oloeh reseptor dar i sistem saraf menjadi implus sar af yang mer upakan cara kumunikasi dalam sistem sar af ter sebut . Meskipun mekanisme pengubahan ini belum diketahui secar a pasti, namun demikian membran sangat ter libat dalam pr oses ini.
d. Tr ansfer Infor masi
ber beda, sehingga bermacam-macan r esept or akan berkombinasi dengan ber macam-macam “ligand”.
Ligand adalah molekul at au ion yang dapat berk ombinasi dengan r eseptor yang t erdapat dalam membr an. Ligand yang paling banyak dipelajar i adalah hormon, faktor t umbuhdan neur otr asmitt er , semuanya terikat pada membr an sel tampa menembusnya. Inter aksi antar a r eseptor yang ter dapat di membr an sel dengan ligand yang t er dapat di luar sel dapat menimbulk an stimulus bar u yang ter libat dalam pengatur an ber macam-macam kejadian dalam sel.
e. Penyediaan Enzim
Banyak yang ter dapat di dalam sel merupakan bagian dar i membran. Contoh dapat dikemukakan di sini bahw ah “Na-Kact ivated ATPase yang berkaitan dengan pompa sodium dan kalium t er dapat di dalam membr an sel . enzim sitok rom yang t er libat dalam r espir asi mer upakan bagian dar i membr an dar i mitok ondr ia. Sebaliknya enzim monoamin oksidase yang menyebabk an kat ekolamin tidak aktif hanya t er dapat di bagian luar membr an mitokondr ia. Sejumlah protein dan glikopr otein banyak ter dapat di dalam membran sel, ber t indak sebagai r eseptor dar i hor mon dan benda penolak atau ter libat dalam pengangk utan substansi ke dalam sel. Ditempatkannya enzim di dalam membran sel mempunyai beber apa tujuan. Pada pr oses fosfor ilasi oksidatif yang ter jadi di mitokondr ia, tr anspor elekt r on yang paling efisien t er capai apabila enzim ber ada saling ber dekatan.
Sistem enzim dalam membran pada umumnya disebut adenilsiklase yang ter dapat pada hampir semua jar ingan mamalia kecuali sel dar ah merah. Ak tivasi ter hadap adenilsik lase menimbulkan per ubahan ATP menjadi adenosin monofosfat siklik (cAMP) didalam sel. Meningkatnya jumlah cAMP didalam sel selanjut nya membaw a pengar uh t er hadap r espons fisiologik dar i sel, misalnya:sistem enzim menjadi aktif, t er jadi per ubahan per meabilitas membran t er hadap substansi ter tent u, t er jadi sintesa at au sekr esi hor mon, sintesa prot ein.
f. Membr an Sel Sebagai Per antara
Membr an sel mer upakan per antar a bagi keluar masuknya zat t er larut . Kemampuan membr an plasma meluluskan substansi ter tentu masuk ke atau keluar dar i sel, t etapi membatasi per gerakan substansi merupakan gabungan dar i banyak asam amino t er golong molekul besar dan t idak dapat menembus membr an plasma.
sel. Zat yang mempunyai muatan ber law anan dengan muat an membr an plasma akan di tar ik ke ar ah membran plasma sehingga lebih muda menembus membr an plasma,tetapi bila ion mempunyai muatan sama dengan muatan membr an plasma akan di t olak oleh membran plasma dan per gerakan ion menembus mambr an plasma sangat ter batas. Gejala ini seuai dengan hukum fisika yang menyatakan bahw a dua muatan yang sama akan saling tolak menolak dan dua muatan yang berbeda saling tar ik menar ik.
4)Ada atau Tidak Adanya Mulekul Pengangkut
Beber apa pr otein yang disebut “car r ier ” maupun untuk mengikat dan mengangk ut substansi melint asi membr an plasma.
g. Pergerak am Substansi Melintasi Membr an
yang ar ah per pindahannya dit entukan oleh beda konsentr asi zat ter larut total (dar i hipot onis ke hiper t onis). Difusi t er fasilitasi juga masih dianggap ke dalam tr anspor pasif kar ena zat ter larut ber pindah menur ut gradien konsentr asinya.
Cont oh molekul yang ber pindah dengan tr anspor pasif ialah air dan glukosa. Tr anspor pasif air dilakukan lipid bilayer dan t r anspor pasif glukosa ter fasilit asi tr anspor ter . Ion polar ber difusi dengan bantuan pr otein tr anspor .
2)Transpor aktif
Tr anspor akt if mer upakan faktor ut ama yang menentukan kemampuan suatu sel unt uk memper tahankan konsentr asi inter nal molekul kecil yang berbeda dar i k onsentr asi lingkungannya. Oleh kar ena itu, ia memer lukan tenaga (yang terdir i dar ipada Adenosine Tr ifosfat atau ‘ATP’) untuk mengger akkan bahan-bahan melalui membr an plasma. Umumnya, bahan-bahan ini ter dir i dar ipada molekul-molekul ber ukur an besar seper ti pr otein-pr ot ein ter tent u dan mikr oor ganisme. Bahan-bahan ini ber ger ak melint asi membr an sel melalui salah sat u dar i 2 bentuk utama tr anspor akt if,yaitu endosit osis, at au eksosit osis.
Tr anspor aktif mer upak an kebalikan dar i t ranspor pasif dan ber sifat tidak spontan. Arah per pindahan dar i t r anspor ini melaw an gr adien k onsent rasi. Tr anspor akt if membutuhkan bant uan dar i beber apa pr otein. Cont oh pr otein yang ter libat dalam tr anspor ak tif ialah channel pr otein dan car r ier pr otein, ser t a ionofor . Ionofor merupakan ant ibiotik yang menginduksi tr anspor ion melalui membr an sel maupun membr an buatan.
Yang termasuk tr anspor aktif ialah coupled car r ier s, ATP dr iven pumps, dan light dr iven pumps. Dalam t r anspor menggunakan coupled car r ier s dikenal dua istilah, yaitu simpor ter dan ant ipor t er . Simpor ter ialah suat u pr otein yang mentr anspor tasikan kedua substr at searah, sedangkan ant ipor ter mentr ansfer kedua subst r at dengan ar ah ber law anan. ATP dr iven pump mer upakan suatu siklus tr anspor Na+/ K+ ATPase. Light dr iven pump umumnya ditemukan pada sel bak ter i. Mekanisme ini membutuhkan ener gi cahaya dan contohnya ter jadi pada Bak ter ior hodopsin.
Hormon tr i-iodot ir onina yang dikenal sebagai akt ivat or enzim fosfatidil inositol-3 kinase dengan mekanisme dar i dalam sitoplasma dengan bantuan int egr in alfavbeta3. Lint asan enzim fosfatidil inositol-3 kinase, lebih lanjut akan memicu t ransk ripsi genet ik dar i Na+ ATP sint ase, K+ ATP sint ase, dll, beser ta penyisipan ATP sintase tersebut pada membr an plasma, ber ikut r egulasi dan modulasi aktivit asnya.
Selain tr anspor t aktif dan t r anspor pasif kar tolo (2007) manambahkan bahw a ;
3)Fagositisis
Pr oses aktif lain dimana sel memasukan substansi melintasi membr an disebut fagositosis at au disebut juga makan sel. Pada pr oses ini ulur an sitoplasma yang disebut psedopodia mendekap (melingkar i) par tikel padat disebelah luar sel. Sekali par tikel dilingkar i, membr an melekuk k edalam, membentuk kantung yang ber isi par tikel ter sebut . Kantung yang ter bentuk ini disebut vakuola fagosit ik yng kemudian memisahkan dir i dar i membr an sel. Pada w aktu ber samaan t er jadi pencer naan par tikel yang t er dapat di dalam vakuola fagosit ik . Par t ikel yang tidak ter cer na dan zat ampas hasil metabolisme sel di singk ir kan dar i dalam sel dengan fagositik terbalik.
4)Pinositosis
REFERENSI
Anonim,A.2012.Can a Polar Molecule Cr oss a Phospholipid Membr ane.
ht t p:/ / w iki.answ ers.com/ Q/ Can_a_polar _molecule_cr oss_a_phosphol ipid membrane.diunduh 08 oktober 2012
Anonim,B.2010.Membr ane Str uct ur e and Funct ion.
Anonim,C.2011. Model Mosaik Cair dan Bukti yang Mendukungnya.
ht t p:/ / biosejat i.w or dpr ess.com/ 2011/ 09/ 30/ modelmosaik cair -dan-bukt i-yang-mendukungnya/ . diunduh 09 ok tober 2012
Anonim,D.2010. Membr an Sel. ht tp:/ / id.w ik ipedia.or g/ w iki/ Membr an_sel diunduh 09 oktober 2012
Ar diyanto,Taufik .2011.Makalah Membr an Sel.
ht t p:/ / t aufik -ar diyant o.Blogspot .com/ 2011/ 07/ makalah-membran-plasma.ht ml .diunduh 08 Oktober 2012
Dalle,Ambo.2007.Sel.htt p:/ / abdalle.files.w or dpr ess.com/ 2007/ 09/ sel.ppt diunduh 08 Ok tober 2012
Debyashari ,Dhiyas.2012.St r ukt ur dan Fungsi Membr an Sel.
ht t p:/ / id.scr ibd.com/ doc/ 78492003/ Str ukt ur -Dan-Fungsi-Membran-Sel.diunduh09 oktober 2012
Rachman,Fauzi.2012.Str ukt ur dan Fungsi Membr an Sel.
ht t p:/ / id.scr ibd.com/ doc/ 90752980/ Str ukt ur DanFungsiMembr anSe l-febr uar i09.diunduh 09 ok tober
