MEMBRAN PLASMA 2

MEMBRAN PLASMA 2

LIPIDA

Komposisi lipida pada membran sel lebih mudah diketahui karena lipida lebih mudah diekstrak dengan berbagai pelarut organik. Dengan prosedur tertentu, ekstrak lipida dapat dipisahkan misalnya dengan kromatografi.

Hampir semua membran plasma yang dipelajari mengandung tipe lipida yang sama. Lipida tersebut berupa fosfolipida seperti etanol amin fosfatidil, fosfatidil serin, fosfatidil inositol, fosfatidil kolin (lesitin) dan sfingomielin. Selain itu terdapat pula kolesterol.

Molekul-molekul lemak mempunyai 2 bagian yaitu bagian kutub yang bersifat hidrofil dan bagian ekor yang sifatnya hidrofob. Kutub yang bersifat hidrofil berada sebelah luar membran sel dan sebelah dalam membran sel.

Membran plasma	Lipida	Protein/ lipida (perbandingan berat)
Sel hati Sel epitel umum Eritrosit Mielin Bakteri Gram Positif	Kolesterol, fosfatidil kolin, fosfatidil serin, sfingomielin. Kolesterol, fosfatidil kolin, fosfatidil etanol amin, fosfatidil serin, sfingomielin Fosfatidil Inositol, kolesterol, fosfatidil etanol amin, fosfatidil serin, sfingomielin, fosfatidil kolin Kolesterol, serebrosida, fosfatidil etanol amin, fosfatidil kolin Difosfatidil gliserol, fosfatidil gliserol, fosfatidil etanol amin	1,0 – 1, 4 4,6 1,6 – 1,8 0,25 2,0 – 4,0

Lipida lebih mudah bergerak pada membran daripada protein. Gerakan lateral lebih besar daripada gerakan transversal. Sebuah molekul lipida dapat bergerak beberapa mikron ke arah lateral dalam waktu 1-2 detik. Molekul lipida yang mempunyai kontak langsung dengan protein membran sukar bergerak dibandingkan dengan molekul –molekul lipida yang hanya kontak sesamanya. Lipida seperti itu disebut boundarylipid.

Gerakan dari lipida dan protein merupakan bukti terhadap ketidakstabilan membran (fluidity). Hal ini disebabkan adanya lipida yang jenuh dan tak jenuh. Makin tidak jenuh sifatnya makin cair.

Seperti molekul protein, lipida membran juga susunannya asimetri tapi tidak seperti pada protein. Distribusi lipida pada membran eritrosit menunjukkan bahwa fosfatidil kolin merupakan bagian utama dari lapisan (monolayer) terluar dan fosfatidil etanol amin merupakan bagian utama lapisan (monolayer) dalam.

Kolesterol diduga terdapat pada kedua lapisan luar dan dalam dengan jumlah besar.

Meskipun asimetri lipida merupakan ciri membran, tapi tipe asimetri berbeda dari 1 membran plasma dengan membran plasma lain.

HIDRAT ARANG

Telah diketahui bahwa hidrat arang pada membran berupa rantai pendek atau kadang-kadang sebagai rantai panjang dari gula melekat pada protein perifer (membentuk glikoprotein) atau melekat pada fosfolipida lapisan luar (membentuk glikolipida). Ikatan dengan membran plasma berupa ikatan kovalen.

Selain itu terdapat pula hidrat arang yang berupa polisakarida sebagai pembungkus yang mempunyai hubungan dengan kapsul pada bakteri atau sel-sel jaringan ikat. Hidrat arang ini tidak bergabung secara kovalen dengan komponen membran. Hidrat arang ini disekresikan oleh sel dan berhubungan secara longgar dengan membran plasma.

Rantai oligosakarida pada membran plasma dibentuk berbagai kombinasi dari 6 macam gula yaitu D-glukosa, D-manosa, L-fruktosa, N-asetil neuramin (sialic acid), N-asetil-D-glukosamin dan N-asetil- D- galaktosamin. Semua persenyawaan tsb berasal dari glukosa.

Mekanisme Permeabilitas & Transpor

Transpor melalui membran plasma terjadi dengan 3 macam cara yaitu :

1. Difusi
2. Facilitated diffusion
3. Transpor aktif

Dua macam transpor yang pertama terjadi dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke daerah yang berkonsentrasi rendah. Sedang transpor aktif ialah gerakan dari daerah yang berkonsentrasi rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi dan memerlukan eneri (ATP). Meskipun ketiga macam transpor ini dibahas secara terpisah, tapi di dalam sel terjadi bermacam-macam (simultan) untuk menjaga kesetimbangan molekul biologis (homeostasis) dalam sel.

DIFUSI MEMBRAN

Hanya sejumlah kecil jenis molekul yang dapat bergerak melalui membran dengan cara difusi. Overton menemukan bahwa sejumlah molekul dengan ukuran kecil terutama yang bersifat hidrofobi dengan mudah bergerak melalui membran sedang molekul-molekul besar dan ion tidak dapat bergerak melalui membran.

Terdapat perbedaan, transpor molekul-molekul yang sifatnya hidrofilik dan hidrofobik. Molekul yang bersifat hidrofobik dengan mudah menembus lapisan lemak karena larut dalam lemak. Molekul-molekul yang hidrofilik yang berukuran kecil dapat berdifusi melalui membran sedang berukuran besar tidak. Hal ini disebabkan karena pada membran terdapat pori-pori atau saluran halus.

q Ada 2 macam saluran pori

q Pori di antara sekelompok protein integral

q Pori pada lapisan lemak (hipotesis, tidak dapat dilihat dengan mikroskop elektron)

Facilitated Diffusion

Yaitu : “Difusi yang memerlukan molekul pengangkat (carrier)(diduga berupa protein) dan tidak memerlukan ATP dalam prosesnya”.

Menurut hipotesis kini, pada membran plasma terdapat protein fasilitator (pengangkut) yang mempunyai bagian tertentu yang dapat bergabung dengan molekul yang akan diangkut. Setelah terjadi penggabungan protein pengangkut bergerak sehingga menggerakkan molekul tadi ke sisi membran lain atau dengan jalan difusi karena terbentuk pori pada protein pengangkut.

Transpor Aktif

Bahan-bahan (substansi) dapat berpindah melalui membran plasma dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi, pengangkutannya memerlukan energi.

Transpor aktif berhenti jika didinginkan pada suhu rendah (misal; 2 – 4⁰C), jika ada racun atau jika kehabisan energi.

Ada 2 macam;

1. Transpor aktif primer (menggunakan protein integral membran dengan menggunakan energi dari ATP). Transpor aktif primer menghasilkan potensial membran
2. Transpor aktif sekunder (merupakan kelanjutan / terjadi setelah transpor aktif primer yang menghasilkan potensial membran)

Transpor aktif primer

Kebanyakan sel memelihara konsentrasi K⁺ lebih besar di dalam sel daripada di luar sel, sedang Na⁺ konsentrasi di dalam lebih kecil dari di sebelah luar. Untuk memelihara ini baik Na+ mapun K+ “dipompa” untuk melawan konsentrasi yang lebih tinggi dan “pompa” ini memerlukan energi dari ATP untuk menjalankannya. Pemasukan K+ dan Na+ (potensial listrik dan impuls pada serabut saraf) dibantu oleh enzim pada membran plasma yang mempunyai ATPase untuk aktivitasnya dan terjadi secara simultan.

Transpor Aktif Sekunder

Asam amino, glukosa dan lain-lain metabolit juga pengangkutannya berupa transpor aktif melalui membran plasma ke dalam sel.

Pada membran sel terjadi perbedaan konsentrasi Na+/ K+ di luar dan di dalam sel. Perbedaan konsentrasi Na+ di luar dan di dalam menyebabkan Na+ mudah berdifusi ke dalam sel. Protein (enzim) pengangkut pada membran mengangkat Na+ maupun metabolit. Selanjutnya terjadi perubahan struktur pada enzim pengangkut dan membawa Na+ dan metabolit ke sebelah dalam dan kemudian dilepaskan ke dalam sel. Na+ kemudian dikembalikan ke sebelah luar dengan transpor aktif biasa. Perbedaan konsentrasi yang tinggi dari Na+ bertindak sebagai pendorong ke bagian dalam sel dari metabolit (asam amino, glukosa, dll) dan gerakan simultan Na+ bersama-sama dengan metabolit disebut kotranspor. Perbedaan konsentrasi ionik yang membantu gerakan transmembran disebut electrogenic pumps

Endositosis

Jika bahan dalam jumlah yang besar berupa larutan atau partikel ditransfer ke dalam sel dengan pembentukan kantung membran plasma, disebut endositosis.

Ada 2 macam;

1. Pinositosis
2. Fagositosis

Pinositosis

Pinositosis (Yunani, pinos = minum), 1931, W.H Lewis.

Terjadi pada berbagai macam sel; leukosit, sel-sel ginjal, epitelium usus, makrofag hati dan sel akar tumbuhan.

Langkah-langkah pinositosis;

1. Menempelnya bahan penyebab (inducer) pada reseptor khusus pada membran sel (plasma)
2. Terjadinya lekukan (invaginasi) dari membran membentuk gelembung/ saluran pinositik (lebih kecil dari 1 μm diameternya) berasal dari membran plasma dan bermigrasi ke bagian dalam sel.
3. Di dalam sel, gelembung dapat pecah menjadi gelembung yang lebih besar.

Fagositosis

Ditemukan; E. Mitchnikkoff, akhir abad 19. Prosesnya sama dengan pinositosis tetapi terjadi terhadap benda padat yang ukurannya lebih besar.

Misal; siliata, rotifera/ organisme mikroskopik lain yang “ditelan” oleh seekor amoeba (menangkapnya dengan menjulurkan pseudopodia kemudian mengurungnya dalam vakuola (fagosom)).

Proses sama terjadi dengan leukosit yang memangsa sejumlah bakteri. Proses yang sama; sel hati , limpa dan sumsum merah yang menghancurkan eritrosit tua,

Fagosom kemudian bergabung dengan lisosom primer dalam sel dan dicerna oleh enzim dari lisosom

EXERCISE

1. Mengapa membran plasma dikatakan asimetri ?
2. Jelaskan perbedaan antara difusi dan difusi berfasilitas!
3. Jelaskan perbedaan antara Transpor aktif primer dan sekunder !
4. Jelaskan perbedaan antara pinositosis dan fagositosis !
5. Apa yang menyebabkan gerakan protein pada membran plasma !