Fungsi Membran Sel

by

Membran sel

Fungsi Membran Sel – Pengertian, Struktur, Sifat, Ciri, Gambar – Membran sel ( cell membrane atau plasma membrane atau plasmalemma ) ialah sebuah fitur yang sangat umum yang dimiliki oleh semua jenis sel yang berupa lapisan antar muka yang biasa disebut dengan membran plasma. Lapisan ini berguna untuk memisahkan sel dengan lingkungan diluar sel, terutama untuk melindungi inti sel dan sistem kelangsungan hidup yang bekerja di dalam sitoplasma.

 

 

Pengertian Membran sel

Membran sel dikenal dengan nama membran biologis, meliputi membran plasma atau plasmalemma dan membran sejumlah organel yang terdapat di dalam sel. 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:

  • Melekatkan membran pada sitoskeleton tau rangka sel,
  • Membentuk junction (pertemuan) diantara dua sel yang bertetangga,
  • Sejumlah protein membran berperan sebagai enzim,
  • sejumlah protein membran berfungsi sebagai resptor permukaan bagi pesuruh-pesuruh kimia dari sel-sel lain, dan beberapa protein membran membantu pergerakan subtansisubtansi melintasi membran

Fungsi Membran Sel

Yang salah satu fungsi dari membran sel ialah untuk melindungi bagian sel yang terletak di bagian yang lebih dalam atau sebagai pembatas antar sel isi sel dengan bagian luar sel. Selain itu pula membran sel ini sangat bermanfaat untuk memperkokoh sel dan mencegah sel agar sel tersebut tidak pecah.

Fungi membran sel yang lain ialah sebagai reseptor dari rangsangan luar dan sebagai tempat untuk melakukan pertukaran zat transpor molekul, serta dapat digunakan sebagai tempat berlangsungnya berbagai reaksi-reaksi kimia. Dalam proses pertukaran zat atau peristiwa keluar masuknya zat yang mealalui membran sel terdiri dari beberapa jenis yakni difusi, osmosis, transpor aktif, endositosis dan eksositosis. Nah berikut ini ialah berbagai penjelasan dari masing-masing jenis peristiwa pertukaran zat dalam membaran sel seperti yang telah disebutkan diatas.

  • Difusi

    Merupakan peristiwa perpindahan zat dari konsentrasi tinggi atau hipertonis ke konsentrasi rendah atau hipotonis.

  • Osmosis

    Merupakan kebalikan dari difusi yakni peristiwa perpindahan molekul zat pelarut dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi.

  • Transpor Aktif

    Proses pengangkatan zat berupa glukosa dan asam amino yang dilakukan oleh sel, transpor aktif memerlukan energi ATP untuk melewati membran semipermeabel.

  • Endositosis

    Merupakan peristiwa masuknya suatu zat ke dalam sel akibat terjadi lekukan pada membran sel, sehingga mengakibatkan suatu zat terjebak didalamnya.

  • Eksositosis

    Merupakan kebalikan dari endositosis yakni peristiwa keluarnya suatu zat yang terbungkus oleh membran sel.

Baca Juga : Pengertian Archaebacteria Dan Eubacteria Beserta Ciri Dan Perbedaannya

Struktur Membran Sel

Secara umum struktur membran sel terdiri dari beberapa komponen penyusu, yakni sebagai berikut : lipoprotein, glikoprotein, glikolipid dan dua lapis fosfolipid.

  • Struktur dan komponen penyusun Membran sel

Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.

Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen.

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.

Komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol. komponen muchus membran sel semipermanen di lapisan membran.

 

 

  • Lipoprotein

    Gabungan antara lemak dan protein.

  • Glikoprotein

    Merupakan senyawa karbohidrat yang berikatan dengan protein.

  • Glikolipid

    Merupakan senyawa karbohidrat yang berikatan dengan lipid.

  • Fosfolipid

    Gabungan antar lemak dan posfat yang bersifat hidrofilik dengan ujung polar ( larutan dalam air ).

Baca Juga : Penyerbukan Adalah

Komponen utama membran sel terdiri atas fosfolipid, selain itu terdapat senyawa lipid seperti sfingomyelin, kolesterol, dan glikolipida. Fosfolipid memiliki dua bagian yaitu bagian yang bersifat hidrofilik dan bagian yang bersifat hidrofobik. Bagian hidrofobik merupakan bagian yang terdiri atas asam lemak. Sedangkan bagian hidrofilik terdiri atas gliserol, fosfat, dan gugus tambahan seperti kolin, serin, dan lain-lain.

Penamaan fosfolipid dan sifat masing-masing akan bergantung pada jenis gugus tambahan yang dimiliki oleh fosfolipid. Jenis-jenis fosfolipid penyusun membran sel antara lain adalah : fosfokolin (pc), fosfoetanolamin (pe), fosfoserin (ps), dan fosfoinositol (pi). Secara alami di alam fosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur menyerupai bola) atau membran lipid 2 lapis.

Karena strukturnya yang dinamis maka komponen fosfolipid di membran dapat melakukan pergerakan dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah pergerakan secara lateral (Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop (Tipe pergerakan trans bilayer).

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. Secara umum sel-sel yang menyusun tubuh  manusia mempunyai struktur dasar yang terdiri dari membran sel, protoplasma dan inti sel (nukleus).

Ketiganya mempunyai komposisi kimia yang terdiri dari air, elektrolit, protein, lemak dan karbohidrat.

  1. Air

Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedang yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous.

  1. Elektrolit

Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat,  Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elekrolit menyediakan bahan inorganis untuk reaksi selluler dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel.

  1. Protein

Memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai berikut :

Baca Juga : Omnivora, Herbivora dan Karnivora

  1. Proses enzimatik
  2. Proses transport dan penyimpanan
  3. Proses pergerakan
  4. Fungsi mekanik
  5. Proses imunologis
  6. Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf
  7. Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi

Membran sel bersifat permeable terhadap ion dan molekul polar spesifik. Substansi hidrofilik menghindari kontak dengan bilayer lipid dengan cara melewati protein transport yang melintangi membrane. Beberapa fungsi protein membrane adalah (Campbell et al., 2000):

  1. Protein yang membentang membrane memberikan suatu saluran hidofilik melintasi membrane yang bersifat selektif untuk zat terlarut tertentu. Hidrolisis ATP dilakukan oleh beberapa protein transport untuk memompa bahan melintasi membrane secara aktif.
  2. Protein yang berada di dalam membrane mungkin berupa enzim dengan sisi aktifnya yang dipaparkan ke zat-zat pada larutan sebelahnya.
  3. Protein membran mungkin memiliki tempat pengikatan dengan bentuk spesifik yang sesuai dengan bentuk-bentuk mesenjer kimiawi, seperti hormone. Sinyal dapat menyebabkan perubahan konformasi protein yang menyalurkan pesan ke bagian dalam sel.
  4. Protein membran dari sel-sel bersebelahan mungkin dikaitkan bersama-sama dalam berbagai bentuk junction.
  5. Beberapa glikoprotein berfungsi sebagai label identifikasi yang secara khusus dikenali oleh sel lain.
  6. Mikrofilamen atau elemen lain sitoskeleton mungkin terikat ke protein membran. Hal ini merupakan suatu fungsi yang membantu memperahankan bentuk sel dan menetapkan lokasi protein membrane tertentu. Protein yang mendekat ke matriks ekstraseluler dapat mengkoordinasikan perubahan ekstraseluler dan intraseluler.

Protein ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid / transmembran. Protein integral memiliki domain membentang di luar sel dan di sitoplasma. Bersifat amfipatik, mempunyai sekuen helix protein, hidrofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik. Banyak diantaranya merupakan glikoprotein, gugus gula pada sebelah luar sel. Di sintesis di RE, gula dimodifikasi di badan golgi.(Anonim 1.2010)

Protein plasma memiliki fungsi yang sangat luas, antara lain sebagai protein pembawa (carrier) senyawa yang melewati membran plasma, menerima isyarat (signal) hormonal, dan meneruskan isyarat tersebut ke bagian sel sendiri atau ke sel lainnya. Protein membran plasma juga berfungsi sebagai pangkal pengikat komponen-komponen sitoskeleton dengan senyawa-senyawa ekstraseluler. Molekul-molekul protein permukaan luar memberikan ciri-ciri individual tiap sel dan macam protein dapat berubah sesuai dengan differensiasi sel.

Protein perifer tidak berinteraksi dengan bagian tengah membran hidrofobik, tetapi terikat secara langsung melalui asosiasi dengan protein integral membran atau secara langsung berinteraksi dengan bagian polar lipida membran. Misalnya protein sitokeleton, protein kinase (pada permukaan sitoplasmik membran), dan protein matriks ekstraseluler (permukaan eksoplasmik).

Baca Juga : Bagian-Bagian Sel Dalam Ilmu Biologi ( Sitologi )

Protein transmembran mengandung segemen panjang asam-asam amino hidrofobik yang tertanam pada bilayer lipida. Ada dua tipe interaksi yang menstabilkan protein integral membran, yaitu interaksi ionic dengan daerah kepala yang bersifat polar dan interaksi hidrofobik dengan bagian tengah yang bersifat hidrofobik, misalnya glikoforin.

Beberapa protein integral berikatan dengan membran melalui ikata koovalen pada rantai hidrokarbon. Dikenal ada tiga tipe protein integral berdasarkan perlekatannya pada rantai hidrokarbon, yaitu Glycosyl-phosphatidylinositol-Proteins, Myristate-Proteins, dan Farnesyl- Proteins.

Kedudukan dan orientasi protein pada membran bervariasi sesuai macam membran, sel dan jaringan. Ia dapat berupa protein integral atau protein perifer. Glikoprotein pada membran eritrosit merupakan suatu protein yang menembus membran sel. Protein integral membran terdiri atas empat kelas, yaitu protein tipe A, protein tipe B, protein tipe C, dan protein tipe D. Protein tipe A dan C secara struktural sama, tetapi tertanam pada setengah lapisan membran yang berbeda. Contoh protein tipe A adalah Cytochrom b5 pada retikulum endoplasma.

Protein B adalah kompleks protein yang berperan dalam sistim transpor. Protein D adalah protein trans membran. Protein tipe B merupakan kumpulan molekul yang memiliki struktur yang terdiri atas Na+, K+, ATP-ase dan suatu anion protein transpor. Contoh protein tipe D adalah glikoforin pada membran eritrosit. Pada uraian terdahulu telah diuraikan bahwa protein membran plasma dapat berfungsi sebagai enzim. Enzim-enzim pada membran plasma dapat dikelompok-kan menjadi dua kategori berdasarkan tempat aktivitas katalitiknya, yaitu:

  1. Ektoenzim, yaitu enzim dimana aktivitas katalitiknya berlangsung pada permukaan luar membran plasma.
  2. Endoenzim, yaitu enzim dimana aktivitas katalitiknya berlangsung pada permukaan dalam membran plasma.

Protein integral adalah molekul protein yang menembus membrane sel secara total, dan mengalami glikolisasi (terikat dengan glukosa) atau molekul lemak diluar sel. Kompleks protein karbohidrat atau protein lemak yang terbentuk ini berfungsi sebagai reseptor untuk hormone protein, sehingga memungkinkan terjadinya komunikasi antar sel.

Selain dari pada itu, protein integral juga berfungsi sebagai saluran di membrane sel berupa pori-pori untuk kepentingan pergerakan ion-ion kecil, serta pembawa (carrier) zat-zat polar yang berukuran besar melalui pori-pori tersebut ke dalam sel. Beberapa protein integral berada dalam bentuk enzim yang terbungkus oleh membrane dan berfungsi untuk melakukan katalis reaksi kimia. Protein integral umumnya merupakan protein transmembran dengan daerah hidrofobik yang seluruhnya membentang sepanjang interior hidrofobik membrane tersebut.

Baca Juga : Penjelasan Macam-Macam Alat Pernapasan Pada Hewan Serta Mekanismenya

Protein peripheral yang sama sekali tidak tertanam dalam bilayer,lipid: protein ini merupakan anggota yang terikat secara longgar pada permukaan membrane, sering juga pada bagian protein integral yang terpapar.( jourdania.2009). Protwin perifer tidak melekat kuat pada membran dan mu dah lepas. Protein perifer mengandung asam amino dengan rantai hidrofilik yang menyebabkan adanya interaksi dengan air disekelilingnya dan permukaan lapisan lemak yang hidrofilik. Protein perifer pada permukaan sel sebelah luar biasanya berisi rantai molekul gula atau senyawa dengan substansi lain.

 

 

  • Lemak

Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon  yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol, merupakan molekul yang sangat hidrofobik. Karena molekul triasilgliserol ini tidak larut dalam air/larutan garam maka akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil (fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air, sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga disebut amfifatik.

Pada 1895, Charles Overton mempostulatkan bahwa membran terbuat dari lipid, berdasarkan pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel jauh lebih cepat dari pada zat yang tidak larut dalam lipid. 20 tahun kemudian, membran yang diisolasi dari sel darah merah dianalisis secara kimiawi ternyata tersusun atas lipid dan protein, yang sekaligus membenarkan postulat dari Overton. Sedangkan dinding sel adalah struktur di luar membran plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar.

Baca Juga : Ciliata adalah

Fosfolipid merupakan lipid yang paling banyak jumlahnya dalam membrane, kemampuan fosfolipid untuk membentuk membrane adalah karena stuktur molekulernya. Fosfolipid mempunyai kemiripan dengan lemak, namun molekul ini hanya mempunyai 2 asam lemak, bukan 3 asam lemak seperti pada lemak. Ekornya terdiri dari hidrokarbon bersifat hidrofobik dan tidak dapat bercampur dengan air, ekor hidrofobik mengarah ke bagian dalam membrannya menjauhi air. Gugus fosfat dan ikatannya akan membentuk sebuah kepala hidrofilik yang memiliki afinitas yang kuat terhadap air.

Komponen utama membran sel terdiri atas fosfolipid, selain itu terdapat senyawa lipid seperti sfingomyelin, kolesterol, dan glikolipida. Penamaan fosfolipid dan sifat masing-masing akan bergantung pada jenis gugus tambahan yang dimiliki oleh fosfolipid. Jenis-jenis fosfolipid penyusun membran sel antara lain adalah : fosfokolin (pc), fosfoetanolamin (pe), fosfoserin (ps), dan fosfoinositol (pi).

Secara alami di alam fosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur menyerupai bola) atau membran lipid 2 lapis. Karena strukturnya yang dinamis maka komponen fosfolipid di membran dapat melakukan pergerakan dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah pergerakan secara lateral (Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop (Tipe pergerakan trans bilayer).

Molekul fosfolipid dapat dipandang terdiri dari dua bagian, yaitu kepala dan ekor seperti yang telah disebutkan di atas. Bagian kepala memiliki muatan positif dan negatif serta bagian ekor tanpa muatan. Bagian kepala karena bermuatan bersifat hidrofilik atau larut dalam air, sedangkan bagian ekor bersifat hidrofobik atau tidak larut dalam air. Fosfolipid digolongkan sebagai lipid amfipatik.

Senyawa ester asal lemak yang mengandung gugus alkalis yang mengandung nitrogen dan substituen lain.

  1. Fosfolipid : Lipid mengandung residu asam fosfat, di luar asam lemak, dan alkohol. Lipid ini sering mempunyai basa mengandung N, dan substituen lain.
    (a) Gliserofosfolipid : Gugus alkohol berupa gliserol.
    (b)        Sfingofosfolipid : Gugus alkohol berupa sfingosin.
  2. Glikolipid (glikosfingolipid) : Kelompok lipid yang mengandung asam lemak, sfingosin dan karbohidrat,
  3. Bentuk-bentuk lipid kompleks lainnya : bentuk lipid seperti sulfolipid dan aminolipid. Lipo-protein dapat pula dimasukkan ke dalam kategori ini.

Bentuk ini mencakup asam- asam lemak, gliserol, steroid, senyawa alkohol di samping gliserol serta serol, aldehid lemak, dan badan keton , hidrokarbon, vitamin larut lemak serta berbagai hormon. Karena tidak bermuatan, asilgliserol (gliserida), kolesterol dan ester kolesteril dinamakan lipid netral.

Baca Juga : Penjelasan Penyebab Leukosit Tinggi Beserta Contohnya

  • Karbohidrat

Karbohidrat didefinisikan sebagai zat yang mengandung atom karbon, hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat berasal dari kata karbon dan hidrat, karbon artinya adalah atom karbon dan hidrat adalah air. Oleh karena itu rumus umum karbohidrat dapat ditulis Cx(H2O)y. Definisi ini hanya berlaku untuk sebagian besar kelompok karbohidrat, karena ada beberapa jenis karbohidrat lain yang mengandung bagian oksigen yang lebih rendah dibandingkan dengan yang ada dalam air atau derivat ada derivat karbohidrat yang mengandung nitrogen dan sulfur.

Suatu karbohidrat tersusun atas atom C,H, dan O. Karbohidrat yang mempunyai 5 atom C disebut pentosa, 6 atom C disebut hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel. Karbohidrat yang tersusun atas banyak unit disebut polisakarida. Polisakarida berperan sebagai sumber energi cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel. Selain itu glikolipid dan glikoprotein  menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi imunologis.

Secara kimia Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau keton. Nama ini dari fakta bahwa kebanyakan mempunyai rumus empiris CnH2On atau Cn(H2O)n, atau (C.H2O)n, sehingga orang perancis menyebut “hydrate de carbone”, walaupun tidak menggambarkan secara tepat.

Secara struktur karbohidrat adalah makromolekul yang dibangun oleh satuan-satuan (unit) molekul dari pol ihidroksi aldehida atau keton. Pembagian secara sistematik, Berdasarkan satuan-satuan molekul yang membangun makromolekul, karbohidrat dibagi atas :

  1. monosakarida (kebanyakan terdiri dari lima atau enam atom C),
  2. oligosakarida (di-, tri-, dan tetra-sakarida)
  3. polisakarida.

Baca Juga : Sejarah Penemuan, Struktur Dan Bentuk Badan Golgi Beserta Fungsinya Lengkap

Demikianlah pembahasan mengenai Fungsi Membran Sel – Pengertian, Struktur, Sifat, Ciri, Gambar – semoga dengan adanya ulasan tersebut bisa berguna dan bermanfaat bagi anda semua, terima kasih atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂