Komposisi Membran Sel dan fungsinya

Membran plasma, membran sel, membran sitoplasma atau plasmalema, adalah lipid bilayer yang membatasi seluruh sel. Membran Sel adalah struktur yang dibentuk oleh dua lembar fosfolipid, glikolipid dan protein yang mengelilingi, membatasi bentuk dan berkontribusi untuk menjaga keseimbangan antara bagian dalam (medium intraseluler) dan bagian luar (medium ekstraseluler) sel. Mengatur masuk dan keluarnya banyak zat antara sitoplasma dan medium ekstraseluler. Mirip dengan membran yang membatasi organel sel eukariotik.

Membran sel terdiri dari dua lembar yang berfungsi sebagai “wadah” untuk sitosol dan kompartemen internal sel yang berbeda, serta memberikan perlindungan mekanis. Ini terutama terdiri dari fosfolipid (phosphatidylethanolamine dan phosphatidylcholine), kolesterol, karbohidrat dan protein (integral dan periferal).

Karakteristik utama Membran sel adalah permeabilitas selektifnya, yang memungkinkannya untuk memilih molekul yang harus masuk dan meninggalkan sel. Dengan cara ini, media intraseluler tetap stabil, mengatur aliran air, ion, dan metabolit, sambil mempertahankan potensi elektrokimia (menyebabkan media internal bermuatan negatif). Membran plasma mampu menerima sinyal yang memungkinkan masuknya partikel ke bagian dalamnya.

Ketika molekul besar melewati atau dikeluarkan dari sel dan bagian dari membran plasma diinvasi untuk menutupi mereka ketika mereka berada di dalam, proses endositosis dan eksositosis terjadi masing-masing.

Membran sel memiliki ketebalan sekitar 7,4 nm4 (74 Å) dan tidak terlihat oleh mikroskop optik tetapi dengan mikroskop elektron, di mana dua lapisan gelap bilateral dan inti yang lebih ringan dapat diamati. Dalam sel prokariotik dan sel eukariotik osmotik seperti tanaman dan jamur, ia ditempatkan di bawah lapisan luar lain, yang disebut dinding sel.

Membran sel memenuhi beberapa fungsi:

• Batasi dan lindungi sel.
• Ini adalah penghalang selektif permeabel, karena mencegah pertukaran bahan secara bebas dari satu sisi ke sisi lain, tetapi pada saat yang sama mereka menyediakan sarana untuk berkomunikasi ruang dengan yang lain.
• Ini memungkinkan bagian atau transportasi zat terlarut dari satu sisi sel ke sisi lain, karena mengatur pertukaran zat antara bagian dalam dan luar sel mengikuti gradien konsentrasi.
• Mereka memiliki reseptor kimia yang bergabung dengan molekul spesifik yang memungkinkan membran menerima sinyal dan merespons secara spesifik, misalnya, dengan menghambat atau merangsang aktivitas internal seperti timbulnya pembelahan sel, produksi lebih banyak glikogen, pergerakan sel, pelepasan kalsium cadangan internal.

  Struktur membran sel

Komposisi Membran Sel

Sebelumnya diyakini bahwa membran plasma adalah set statis yang dibentuk oleh suksesi lapisan protein-lipid-protein-lipid. Hari ini dikandung sebagai struktur dinamis yang modelnya dikenal sebagai “mosaik fluida”, sebuah istilah yang diciptakan oleh SJ Singer dan GL Nicolson pada tahun 1972. Struktur umum ini – model unit – juga disajikan di seluruh sistem endomembran (membran membran). berbagai organel di dalam sel), seperti retikulum endoplasma, aparatus Golgi dan amplop nukleus, dan organel lain, seperti mitokondria dan plastida, yang berasal dari endosimbiosis.

Komposisi kimiawi dari membran plasma bervariasi antara sel-sel tergantung pada fungsi atau jaringan di mana mereka ditemukan, tetapi dapat dipelajari secara umum. Membran plasma terdiri dari lapisan ganda fosfolipid, protein yang tidak terikat secara kovalen ke lapisan ganda itu, dan karbohidrat yang secara kovalen terikat pada lipid atau protein. Molekul yang paling banyak adalah lipid, karena diperkirakan bahwa untuk setiap 50 lipid ada protein. Namun, protein, karena ukurannya yang lebih besar, mewakili sekitar 50% dari massa membran.

Komponen lipid

98% lipid yang ada dalam membran sel bersifat amfasa, yaitu memiliki ujung hidrofilik (yang memiliki afinitas dan berinteraksi dengan air) dan ujung hidrofob (yang mengusir air). Tiga jenis utama lipid dalam membran eukariotik adalah fosfolipid, sfingoglukolipid, dan steroid (terutama kolesterol); Perlu disebutkan bahwa fosfogliserida dan sfingolipid ditemukan di semua sel. Yang terakhir, glikolipid dan steroid, tidak ada atau langka di membran plasma sel prokariotik, jamur dan beberapa protista. Ada juga lemak netral, yang merupakan lipid non-amphipathic, tetapi hanya mewakili 2% dari total lipid membran.

Fosfogliserida

Mereka memiliki molekul gliserol yang dengannya asam fosfat dan dua asam lemak rantai panjang diesterifikasi; Fosfogliserida membran utama adalah phosphatidylethanolamine atau sefalin, phosphatidylcholine atau lesitin, phosphatidylinositol dan phosphatidylserine. Jenis gliserida ini adalah digliserida, yaitu, hanya dua gugus hidroksil gliserol yang diesterifikasi dengan asam lemak dan yang ketiga adalah dengan gugus fosfat, hidrofilik, oleh ikatan fosfoester.

Sfingolipid

Mereka adalah lipid membran yang dibentuk oleh ceramide (sphingosine + asam lemak); hanya keluarga sphingomyelin yang memiliki fosfor; sisanya memiliki karbohidrat dan disebut glikosphingolipid atau hanya glikolipid. Serebrosida memiliki terutama glukosa, galaktosa dan turunannya (seperti N-asetilglukosamin dan N-asetilgalaktosamin). Gangliosides mengandung satu atau lebih unit asam N-acetylneuraminic (asam sialic).

Kolesterol

Kolesterol mewakili 23% lipid membran. Molekulnya kecil dan lebih banyak amfipatik dibandingkan dengan lipid lainnya. Ia diatur dengan gugus hidroksil ke arah luar sel (karena hidroksil itu berinteraksi dengan air). Kolesterol adalah faktor penting dalam fluiditas dan permeabilitas membran karena dibuat berongga, seperti irisan, di antara molekul-molekul lain. Semakin tinggi jumlah kolesterol, semakin sedikit permeabel dan semakin sulit membran. Telah dipostulatkan bahwa lipid membran dapat ditemukan dalam dua bentuk: sebagai cairan dua dimensi, dan dengan cara yang lebih terstruktur, terutama ketika mereka melekat pada beberapa protein yang membentuk apa yang disebut rakit lipid. Diyakini bahwa kolesterol dapat memainkan peran penting dalam organisasi yang terakhir. Fungsinya dalam membran plasma adalah untuk mencegah adhesi dari ekor asam lemak bilayer, meningkatkan fluiditas membran. Fitosterol lebih banyak terdapat pada membran sel tumbuhan.

Komponen protein

Persentase protein berkisar antara 20% dalam mielin neuron dan 70% pada membran mitokondria bagian dalam; 7 80% bersifat intrinsik, sedangkan 20% sisanya bersifat ekstrinsik. Protein bertanggung jawab atas fungsi dinamis membran, sehingga setiap membran memiliki endowmen protein yang sangat spesifik; Membran intraseluler memiliki proporsi protein yang tinggi karena banyaknya aktivitas enzimatik yang mereka simpan. Dalam membran, protein melakukan berbagai fungsi: transporter, konektor (menghubungkan membran dengan matriks ekstraseluler atau dengan interior), reseptor (bertanggung jawab untuk pengenalan sel, adhesi) dan enzim.

Protein membran plasma dapat diklasifikasikan sesuai dengan bagaimana mereka diatur dalam lipid bilayer:

• Protein integral Tertanam dalam lipid bilayer, mereka melintasi membran sekali atau beberapa kali, mengintip melalui satu atau kedua sisi (protein transmembran); atau dengan ikatan kovalen dengan lipid atau karbohidrat membran. Isolasinya membutuhkan pemecahan bilayer.
• Protein perifer. Di satu sisi atau yang lain dari lipid bilayer, mereka mungkin lemah terkait oleh ikatan non-kovalen. Mudah dipisahkan dari bilayer, tanpa menyebabkan pecahnya.
• Protein membran terikat lipid. Ini terletak di luar lipid bilayer, baik pada permukaan ekstraseluler atau intraseluler, terhubung ke lipid oleh ikatan kovalen.

Dalam komponen protein terletak sebagian besar fungsi membran; Protein berbeda melakukan fungsi spesifik:

• Protein struktural atau jangkar: protein ini bertindak sebagai “penghubung kunci” yang bergabung dengan sitoskeleton dan matriks ekstraseluler.
• Menerima protein: yang bertanggung jawab untuk penerimaan dan transduksi sinyal kimia.
• Mengangkut protein: mempertahankan gradien elektrokimia dengan mengangkut membran berbagai ion.

Komponen glikidik

Mereka terikat secara kovalen dengan protein atau lipid dalam membran. Mereka dapat polisakarida atau oligosakarida. Mereka ditemukan di luar membran yang membentuk glikokalix. Mereka mewakili 8% dari berat kering membran plasma. Fungsi utamanya adalah untuk mendukung pengenalan selaput dan sel (mereka berkolaborasi dalam identifikasi sinyal kimiawi sel).

Fungsi

• Fungsi utama membran plasma adalah untuk menjaga lingkungan internal terpisah dari lapisan fosfolipid dan fungsi transportasi yang dilakukan protein. Kombinasi transport aktif dan transpor pasif menjadikan membran endoplasma sebagai penghalang selektif yang memungkinkan sel untuk membedakan dirinya dari medium.
• Membran sel memungkinkan sel untuk membagi organel yang berbeda menjadi beberapa bagian dan dengan demikian melindungi reaksi kimia yang terjadi pada masing-masing organel.
• Menciptakan penghalang selektif permeabel di mana hanya zat yang sangat diperlukan masuk atau pergi.
• Ini mengangkut zat dari satu tempat membran ke yang lain, misalnya, mengumpulkan zat di tempat-tempat tertentu dari sel yang dapat digunakan untuk metabolisme.
• Ini merasakan dan bereaksi terhadap rangsangan yang disebabkan oleh zat eksternal (ligan).
• Mengukur interaksi yang terjadi antara sel internal dan eksternal.
• Mereka memiliki reseptor kimia yang bergabung dengan molekul spesifik yang memungkinkan membran menerima sinyal dan merespons secara spesifik, misalnya, dengan menghambat atau merangsang aktivitas internal seperti timbulnya pembelahan sel, penjabaran lebih banyak glikogen, pergerakan sel, pelepasan kalsium cadangan internal, dll.