Membran sel 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.
Pada sel eukariot, membran sel
yang membungkus organel-organel di dalamnya, terbentuk dari dua macam senyawa
yaitu lipid dan protein, umumnya berjenis fosfolipid seperti senyawa antara
fosfatidil etanolamina dan kolesterol, yang membentuk struktur dengan dua
lapisan dengan permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat
melalui membran sel, namun di sela-sela molekul fosfolipid tersebut, terdapat
transporter yang merupakan jalur masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan
dan tidak dibutuhkan oleh sel.
Nilai permeabilitas air pada
membran ganda dari berbagai komposisi lipid berkisar antara 2 hingga 1.000 ×
10−5 cm2/dt. Angka tertinggi ditemukan pada membran plasma pada sel epitelial
ginjal, beberapa sel glia dan beberapa sel yang dipengaruhi oleh protein
membran dari jenis akuaporin.
Struktur Membran Sel
Lipid dan protein merupakan bahan
penyusun utama membran, walaupun karbohidrat juga merupakan bahan penting.
Akhir-akhir ini, model yang dapat diterima untuk penyusunan molekul-molekul
tersebut dalam membran adalah model mosaik fluida.
Membran plasma atau membran sel
tersusun atas molekul lemak dan protein. Molekul lemak terdiri atas dua lapis,
terdapat di bagian tengah membran. Di sebelah luarnya terdapat lapisan protein
perifer (protein tepi), yang menyusun tepi luar dan dalam membran. Selain
protein perifer, terdapat pula molekul-molekul protein tertentu yang masuk ke
dalam lapisan lemak. Bahkan ada yang masuk hingga menembus dua lapisan lemak. Protein
yang masuk ke lapisan lemak itu disebut protein integral. Pada tempat-tempat
tertentu, terbentuk pori yang dibatasi oleh molekul protein. Tebal membran
plasma antara 5-10 nm.
Molekul protein dan lemak itu
tidak statis, melainkan senantiasa bergerak. Dapat dibayangkan molekul lemak
sebagai “benda cair” yang di atasnya dan di dalamnya terdapat molekul protein
yang “berenang-renang”. Itulah sebabnya struktur membrane yang demikian disebut
sebagai “mosaik fluida”.
Lemak membran tersusun atas
fosfolipid (lemak yang bersenyawa dengan fosfat), glikolipid (lemak yang
bersenyawa dengan karbohidrat), dan sterol (lemak yang bersenyawa dengan
kolesterol). Sedangkan protein membran tersusun atas glikoprotein (protein yang
bersenyawa dengan karbohidrat).
Membran merupakan kolase banyak
protein berbeda-beda yang tertanam dalam matriks fluida bilayer lipid. Bilayer
lipid ini merupakan penyusun utama membran tersebut, tetapi protein menentukan
sebagian besar fungsi spesifik membran. Membran plasma dan membran berbagai
macam organel masing-masing memiliki koleksi protein yang unik. Sampai saat ini
telah ditemukan lebih dari 50 jenis protein dalam membran plasma sel darah
merah.
Terdapat dua lapisan utama
protein membran, yaitu protein integral dan protein poriferal. Protein integral
umumnya merupakan protein transmembran, dengan daerah hidrofobik yang
seluruhnya membentang sepanjang interior hidrofobik membran tersebut. Daerah
hidrofobik protein integral terdiri atas satu atau lebih rentangan asam amino
non polar yang biasanya bergulung menjadi heliks α. Ujung hidrofilik molekul
ini dipaparkan ke larutan aqueous pada kedua sisi membran. Protein poriferal
sama sekali tidak tertanam dalam bilayer lipid; protein ini merupakan anggota
yang terikat secara longgar pada permukaan membran, sering juga pada bagian
protein integral yang dibiarkan terpapar.
Pada sisi sitoplasmik membran
plasma, sejumlah protein membran diikat di tempatnya melalui pelekatan pada
sitoskeleton. Pada sisi bagian luarnya (eksterior), protein membran tertentu
diikat pada serabut-serabut matriks akstaseluler. Pelekatan-pelekatan ini
berkombinasi untuk memberi sel hewan kerangka luar yang lebih kuat daripada
yang diberikan oleh membran plasma itu sendiri.
Membran memiliki muka sisi dalam
dan sisi luar yang sangat berbeda. Kedua lapisan lipid mungkin bebrbeda
komposisi lipid spesifiknya, dan setiap protein memiliki orientasi terarah
dalam membrannya. Membran plasma juga memiliki karbohidrat, yang dibatasi pada
permukaan luar saja. Distribusi protein, lipid, dan karbohidrat yang
taksimetris ini ditentukan sewaktu membrannya sedang dibuat oleh reikulum
endoplasmik. Molekul yang berawal pada muka sisi dalam RE berakhir pada muka
sisi luar membran plasma.
Fungsi Membran Plasma
Membran plasma sangat penting
unuk menjaga kehidupan sel. Fungsi membran sel anatara lain melindungi isi sel,
yaitu membrane sel befungsi mempertahankan isi sel; mengatur lalulintas
molekul-molekul, membran plasma bersifat selektif permeabel artinya ada zat-zat
tertentu yang dapat melewati membrane dan ada pula yang tidak. Molekul-molekul
tersebut berguna untuk mempertahankan kehidupan sel; sebagai reseptor
rangsangan dari luar sel, rangsangan itu berupa zat-zat kimia seperti
hormon,racun,rangsangan listrik,dan rangsangan mekanik.Bagian sel yang
berfungsi sebagai reseptor yaitu glikoprotein.
Organisasi molekuler membran mengakibatkan permeabilitas selektif
Suatu lalulintas yang tunak dari
molekul dan ion kecil bergerak melintasi membran plasma dalam dua arah.
Perhatikan pertukaran kimiawi antara sel otot dengan fluida ekstraseluler yang
membasahinya. Gula, asam amino, dan nutrien lain memasuki sel, dan produk
limbah metabolisme meninggalkan sel. Sel menyerap oksigen untuk respirasi
seluler dan mengeluarkan karbondioksida. Sel itu juga mengatur konsentrasi ion
anorganiknya, seperti Na+,K+,Ca2+,dan Cl-, dengan cara membolak-balik arahnya
dari satu arah ke arah lainnya melintasi membran plasma. Walaupun lalu lintas
melalui membran ini padat, membran sel itu permeabel secara selektif, dan
substansi-substansi tidak dapat melintasi rintangan tersebut secara
sembarangan. Sel tersebut dapat mengambil berbagai macam molekul dan ion kecil
dan menolak yang lainnya. Di samping itu, substansi-substansi gerak melintasi
membran pada laju yang berbeda-beda.
Permeabilitas bilayer lipid
Inti hidrofobik membran
menghalngi transport ion dan molekul polar,yang bersifat hidrofilik. Molekul
hidrofobik, seperti hidrokarbon, karbondioksida, dan oksigen, dapat larut dalam
membran dan melintasinya dengan mudah. Molekul sangat kecil yang polar tetapi
tidak bermuatan juga dapat lewat melalui membran dengan cepat. Contoh-contohnya
ialah air dan etanol, yang cukup kecil untuk dapat lewat di antara lipid-lipid
membran. Bilayer lipid tidak sangat permeabel terhadap molekul polar tak
bermuatan yang lebih besar, seperti glukosa dan gula lain. Bilayer ini juga
relatif tidak permeabel terhadap semua ion, sekalipun ion kecil seperti H+ dan
Na+. Atom atau molekul bermuatan dan lapisan airnya sulit menembus lapisan hidrofobik
membran. Akan tetapi, bilayer lipid hanyalah salah satu bagian cerita tentang
permeabilitas selektif membran. Protein yang ada di dalam membran memainkan
peran penting dalam pengaturan transpor.
Sumber :
