struktur dan fungsi membran

27
STRUTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER DISUSUN OLEH: KELOMPOK 4 TRISNANI ALIF (11308141009) MIR’ATUN SUROYA (11308141010) DIAN RAHMAWATI (11308141021) RATNA YUNITASARI (11308141029) ARIS SATRIYONUGROHO (11308141031) JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

description

makalah membran

Transcript of struktur dan fungsi membran

Page 1: struktur dan fungsi membran

STRUTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL

BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER

DISUSUN OLEH:

KELOMPOK 4

TRISNANI ALIF (11308141009)

MIR’ATUN SUROYA (11308141010)

DIAN RAHMAWATI (11308141021)

RATNA YUNITASARI (11308141029)

ARIS SATRIYONUGROHO (11308141031)

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2012

Page 2: struktur dan fungsi membran

A. TEORI PERKEMBANGAN MEMBRAN

Jika sel diibaratkan sebuah pabrik, maka pabrik itu memiliki pintu tempat keluar masuknya barang . Di dalam sel, membran plasma merupakan pintu gerbangnya. Membran sel mampu menyeleksi siapa saja yang boleh masuk dan keluar melewatinya. ( Djohar. 1984:17) Sehingga dapat dapat dikatakan membran plasma merupakan batas yang memisahkan sel hidup dari sekelilingnya yang mati.

Para saintis mulai membangun model molekuler membran sebelum membran pertama kali dilihat menggunakan mikroskop elektron pada tahun 1950-an. Pada tahun 1895, Charles Overton mempostulatkan bahwa membran terbuat dari lipid. Hal tersebut didasarkan pada pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid lebih cepat masuk ke sel daripada yang tidak larut dalam lipid. Pada tahun 1917, Irving Langmuir membuat membran buatan dengan menambahkan fosfolipid yang terlarut dalam benzena (pelarut organik) ke dalam air. Setelah benzennya menguap, fosfolipid tertinggal sebagai suatu lapisan tipis yang menutupi permukaan airnya, dan hanya kepala hidrofilik fosfolipid tersebut yang terbenam dalam air.

Pada tahun 1925, menurut catatan ilmuwan di Eropa, E Corter dan F Grendel mengawali penelitian tentang membran sel. Penelitianya adalah dengan mengamati lebih dalam membran sel darah merah berbagai mamalia, termasuk anjing, biri-biri, kelinci, babi, kambing , dan manusia. Dari penelitian tersebut dikatakan bahwa membran sel dibentuk dengan lipida bimokuler. Artinya bahwa ujung polar dari salah satu lapisan molekul lipid menghadap keluar (ke lingkungan plasma) dan ujung polar dari lapisan lipid lainnya menghadap ke dalam, lalu nonpolar bagian akhir hidropobik akan saling berhadapan satu sama lain.

Pada tahun 1935, Hugh Davson dan James Danielli mengusulkan suatu model sandwich: bilayer fosfolipid di antara dua lapisan protein grobular (berbentuk seperti bola). Ketika para peneliti pertama kali menggunakan mikroskop elektron untuk mengkaji sel pada tahun 1950-an, gambar yang dihasilkan tampak mendukung model Davson-Danielli. Pada mikrograf elektron dari sel yang diwarnai dengan atom logam berat, membran plasma berupa tiga lapisan, yang menunjukkan dua pita gelap (berwarna) yang dipisahkan oleh satu lapis tak

Page 3: struktur dan fungsi membran

berwarna. Pada tahun 1960-an, model sandwich milik Davson-Danielli banyak diterima, tidak hanya sebagai struktur membran plasma, tetapi juga semua membran internal sel. Tetapi pada akhir dasawarsa tersebut, banyak ahli biologi sel mendapatkan dua masalah dengan model ini :

1. Generalisasi bahwa semua membran sel adalah identik telah ditentang. Tidak semua membran tampak sama di mikroskop elektron.

2. Dalam penempatan proteinnya itu tidak seperti protein yang terlarut dalam sitosol, tetapi protein membran samgat tidak larut dalam air. Protein membran memiliki daerah hidrofobik dan hidrofilik.protein ini bersifat amfipatik, seperti pasangan fosfolipidnya dalam membran.jika protein melapisi permukaan membran, bagian-bagian hidrofobiknya akan berada dalam lingkunga aqueous.

Pada tahun 1972, S.J. Singer dan G.Nicolson menempatkan protein pada suatu lokasi yang sesuai dengan karakter amfipatiknya. Mereka mengemukakan bahwa protein membran itu terdispersi dan secara individual disisipkan ke dalam bilayer fosfolipid, dan hanya daerah-daerah hidrofiliknya yang menonjol cukup jauh dari bilayernya yang dipaparkan ke air. Pengaturan molekuler ini akan memaksimumkan kontak daerah hidrofilik protein dan fosfolipid dengan air, sementara di lain pihak memberikan lingkungan nonaqueous pada bagian-bagian hidrofobiknya. Menurut model ini, membran merupakan mosaik molekul protein yang terapung pada bilayer fluida yang terdiri dari fosfolipid-fosfolipid. Dari sinilah istilah model mosaik fluida.

Page 4: struktur dan fungsi membran

Kita telah mengamati perkembangan pemahaman kita tentang struktur membran sebagai suatu sejarah kasus bagaimana sains itu bekerja. Model diusulkan oleh para saintis sebagai hipotesis, suatu cara untuk menjelaskan dan menyusun informasi yang ada. Seiring perkembangan teknologi sains, suatu teori perkembangan membran atau sel dapat mengalami perubahan atau revisi. Untuk itu, model mosaik fluida juga masih terus disempurnakan dan mungkin saja akan mengalami revisi.

B. KOMPONEN MAKROMOLEKUL PENYUSUN MEMBRAN

SEL ADA 3, YAITU : KARBOHIDRAT, PROTEIN, DAN

LEMAK.

1. Mengandung Makromolekul Lipid yang tersusun atas :

Fosfolipid

Page 5: struktur dan fungsi membran

Fosfolipid adalah gabungan dari lipid dengan fosfat. Fosfolipid bersifat esensial bagi

sel karena merupakan penyusun membran sel. Fosfolipid mirip dengan molekul lemak namun

hanya memiliki dua asam lemak yang melekat pada gliserol.

Kedua ujung fosfolipid menunjukkan perilaku yang berbeda terhadap air. Ekor

hidrokarbon bersifat hidrofob terhadap air sedangkan gugus fosfat dan molekul yang melekat

pada gugus ini yang membentuk kepala hidrofilik terhadap air. Adapun fungsi dari fosfolipid

adalah sebagai pembatas sel dengan lingkungannya.fungsi ini dapat dilakukan karena

membran bersifat hidrofobik (tidak suka akan air), sekaligus memperkenankan difusi molekul

air, oksigen, dan karbondioksida pada membran plasma umumnya terdapat dua jenis

fosfolipid yang utama, yaitu:

1. Fosfogliserida

Adalah fosfolipid yang mengandung gugus fosfat. Fosfogliserida

merupakan polimer dari asam lemak dan fosfat yang berikatan kovalen pada

rangka karbon gliserol. Pada fosfogliserida, gugus fosfat mengikat alkohol

pada gugus polarnya. Alkohol tersebut dapat berupa cholin, ethanolamine,

inositol,serine atau treonin.

2. Spingomielin

Merupakan fosfolipid yang tidak diturunkan dari gliserol, kerangka

karbonnya adalah sfingosin, suatu alkohol amino yang mengandung rantai

hidrokarbon panjang dan tak jenuh. Terdiri dari dua gugus, yaitu gugus amino

(-NH2) dan gugus hidroksil (-OH) keduanya berinteraksi dengan substansi lain

membentuk membrane spingolipid. Dalam molekul sfingomielin, gugus

amino pada kerangka karbon sfingosin berikatan dengan suatu asam lemak

melalui pembentukan amida.

Page 6: struktur dan fungsi membran

Kolesterol

Merupakan komponen membran pada sel hewan. Kolesterol merupakan turunan asam

lemak berantai karbon siklik, sehingga sangat hidrofobik. Kolesterol sangat berperan penting

pada fluiditas membran. Pada tremperatur tinggi, kolesterol mejaga membran agar tidak

terlalu fluid dan menjadikan membran kurang permeabel terhadap molekul kecil dengan

ikatannya terhadap dengan interaksi antar ikatan asam lemaknya. Begitu pula sebaliknya,

dengan interaksi antar ikatan asam lemak tersebut pada temperatur yang sangat rendah

kolesterol mencegah membran dari kekakuan.

Gambar . 12. Steroid (Thorpe, 1984)

2. Mengandung Makromolekul Protein

Jumlah dan tipe protein yang ada pada membran sangat bervariasi pada setiap

membran dari sel tergantung pada fungsi spesifik yang diembannya. Secara umum protein

membran digolongkan menjadi dua, yaitu protein integral dan protein poriferal.

1.) Protein Integral

Protein membran terpadu (integral membrane proteins) adalah protein yang

menembus membran pada kedua permukaannya atau membentang diantara kedua permukaan

membran.  Protein ini meliputi beberapa jenis, yaitu :

a.) Protein Transmembran

Merupakan protein yang menembus membran pada kedua sisi, baik yang satu kali

menembus membran (singlepass protein) ataupun yang beberapa kali menembus membran

(multipass protein). Setiap tembusan membran merupakan struktur α-heliks dengan bagian

yang tertanam dalam lipid bilayer, sehingga masuk akal bila bagian struktur primer protein

yang menembus membran tersusun oleh jenis asam amino yang hidrofobik. Bagian

hidrofobik dari protein tersebut berinteraksi dengan bagian ekor dari fosfolipid, sementara

bagian hidrofiliknya muncul pada kedua permukaan membran (sisi luar dan sisi dalam

Page 7: struktur dan fungsi membran

sitoplasmik). Bagian protein yang menyembul pada kedua sisi permukaan tentulah bersifat

hidrofilik, sehingga mampu berinteraksi dengan lingkungan air. 

b.) Protein Integral

Merupakan protein yang Bagian Utamanya Terletak di Permukaan Membran Sisi

Interior Sel Protein ini berasosiasi dengan membran bilayer melalui perantaraan ikatan

kovalen dengan rantai asam lemak atau rantai lipid khusus seperti gugus prenyl. Protein ini

disintesis sebagai protein terlarut pada sitosol dan mengalami modifikasi berikatan dengan

gugus lipid secara kovalen pasca translasi, yaitu di dalam retikulum endoplasma dan badan

golgi.

c.) Protein Integral Bagian Utamanya Terletak di Permukaan Membran Sisi Luar Sel

Protein ini berikatan dengan fosfatidil kolin inositol dengan perantaraan oligosakarida

yang berikatan secara kovalen. Protein integral menembus inti hidrofobil lapisan ganda atau

bilayer lipid. Banyak diantaranya merupakan protein transmembran, yang membentang kedua

sisi membran protein integral lain hanya membentang separuh jalan kedalam inti hidrofobik.

2.) Protein Perifer

Protein periferal sama sekali tidak tertanam dalam bilayer lipid. Seluruhnya

berlokasi dibagian luar dari lipid bilayer, baik itu di permukaan sebelah ekstraseluler maupun

sitoplasmik dan berhubungan dengan membran malalui ikatan non kovalen. Protein ini

merupakan angota yang terikat secara longgar pada permukaan membran, sering juga pada

bagian protein integral yang dibiarkan terpapar. Protein pada membran menentukan sebagian

besar fungsi spesifik membran.

Adapun fungsi dari protein membran adalah

1. Transpor

a. protein yang membentang (melintang) membrane mungkin memberikan suatu

saluran hidrofilik melintasi membrane yang bersifat selektif untuk zat terlarut

tertentu

b. beberapa protein transport menghidrolisis ATP sebagai sumber energi untuk

memompa bahan melintasi membrane tersebut secara aktif.

c. Aktivitas enzimatik

Protein yang berada dalam membrane mungkin berupa enzim dengan sisi aktifnya

yang dipaparkan ke zat-zat pada alrutan sebelahnya. Dalam beberapa kasus,

Page 8: struktur dan fungsi membran

sejumlah enzim dalam membrane disusun sebagai suatu tim atau satuan yang

melaksanakan langkah-langkah berurutan suatu jalur metabolisme.

d. Transduksi sinyal Protein membrane mungkin memiliki tempat pengikatan dengan

bentuk spesifik yang sesuai dengan bentuk-bentuk mesenjer kimiawi, seperti

hormone. Mesenjer eksternal (sinyal) mungkin menyebabkan perubahan

konformasi protein yang merelai pesan ke bagian dalam sel.

e. Penggabungan interseluler Protein membrane dari sel-sel yang bersebelahan

mungkin dikaitkan bersama-sama dalam berbagai bentuk junction.

f. Pengenalan sel-sel Beberapa glikoprotein (protein dengan rantai gula pendek)

berfungsi sebagai label identifikasi yang secara khusus dikenali oleh sel lain.

g. Pelekatan ke sitoskeleton dan matriks ekstraseluler (ECM) Mikrofilamen atau

elemen lain sitoskeleton mungkin terikat ke protein membrane, suatu fungsi yang

membantu mempertahankan bentuk sel dan menetapkan lokasi protein membrane

tertentu. Protein yang mendekat ke ECM dapat mengkoordinasikan perubahan

ektraseluler dan intraseluler.

c. Protein bersenyawa dengan Glukosa (Glikoprotein)

Merupakan modifikasi dari protein dengan adanya penambahan karbohidrat.

Ikatan yang mengikat antara kedua molekul karbohidrat dengan protein. Karbohidrat pada

membran terdiri rantai pendek yang bercabang kurang dari 15 unit gula. Karbohidrat pada sisi

ekstraseluler membran plasma bervariasi antar spesies, antar individu yang berbeda dari

spesies yang sama, dan bahkan antar tipe sel yang berbeda pada satu individu.

Keanekaragaman jenis dan lokasi membran pada permukaan sel memungkinkan karbohidrat

membran berfungsi sebagai penanda yang membedakan satu sel dengan sel yang lain.

Page 9: struktur dan fungsi membran

d. Glukosa bersenyawa dengan Lipid (Glikolipid)

Merupakan modifikasi dari lipid membran dengan adanya penambahan karbohidrat

(monosakarida atau oligosakarida). Karbohidrat pada membran terdiri rantai pendek yang

bercabang kurang dari 15 unit gula. Contoh dari glikolipid adalah Serebrosida

(glukoserebrosida dan galaktoserebrosida) yang mempunyai rangka karbon sfingosin (bukan

gliserol).

Perbedaan susunan lipid pada membran juga penting dipahami karena masing-masing

lipid mempunyai karakter fisik yang berbeda, sehingga dapat berguna untuk menjelaskan

kemampuan sel berhadapan dengan lingkungannya. Seperti yang kita tahu, ada sel yang

mampu hidup di tempat sangat dingin dan ada pula sel di tempat yang bersuhu tinggi namun

tidak mengalami denaturasi. Organisme yang hidup di daerah dingin memiliki komposisi

lipid yang ekor hidrofobiknya pendek, ikatan rangkapnya banyak (tak jenuh), dan muatan

ujung kepala lipid meningkat. Sedangkan organisme yang hidup pada temperatur tinggi

menyesuaikan diri dengan susunan lipid yang ekor hidrofobiknya panjang, ikatan rangkanya

sedikit (jenuh), dan muatan ujung kepala lipid lebih kecil. Hewan-hewan poikiloterm, yang

hidup pada temperatur yang berubah-ubah juga menyesuaikan diri dengan perubahan

komposisi lipid membran secara tepat.

Page 10: struktur dan fungsi membran

C. FLUIDITAS MEMBRAN

Komposisi lipid, kandungan kolesterol dan temperatur sangat mempengaruhi fluiditas

membran.Molekul fosfolipid mempunyai dua buah gugus asil. Tingkat kejenuhan dan

panjang pendek gugus asli pada molekul fosfolipid menentukan fluiditas membran. Apabila

membran tersusun atas lemak jenuh kondisinya lebih “ fluid “ ( asam lemak jenuh titik

bekunya lebih rendah dari asam lemak tidak jenuh, maka lemak hewan dalam keadaan padat

dan minyak dalam keadaan cair karena berbeda pada tingkat kejenuhan asam lemaknya).

Juga jumlah molekul fosfolipid persatuan luas pada membran ditentukan juga oleh tingkat

kejenuhan asam lemak. Fosfolipid dengan gugus asil asam lemak jenuh akan lebuh rapat

dibandingkan gugus asil dari asil dengan asam lemak tidak jenuh.Molekul fosfolipid dengan

gugus asil pendek mempunyai temperatur fase transisi adalah temperatur dimana terjadi

perubahan fisik dari keadaan “fluid” ke keadaan: “gel” untuk satu jenis fosfolipid.

Temperatur fase sparasi adalah teemperatur dimana terjadi pemisahan fosfolipid yang tidak

sejenis dan berkumpulnya fosfolipid yang sejenis, sehingga kumpulan fosfolipid yang sejenis

berubah dari keadaan “fluid” ke keadaan “gel”.Kolesterol merupakan lipid dengan rantai

aromatis dan mempunyai sifat hidrofobik. Keberadaan kolesterol yang menyisip diantara

molekul fosfolipid pada bagian ekor (bagian hidrofob) menyebabkan menurunkan milekul

fosfolipid. Keadan ini berakibat bagian dalam membran ( bagian hidrofob ) lebih “viscous”.

Jika konsentrasi pada membran tinggi menjadikan membran kurang fluid/kaku dikarenakan

molekul-molekul kolesterol mencegah fase transisi molekul fosfolipid. Fluiditas membran

menentukan sejauh mana molekul dapat diangkut dan sinyal dapat transducted melalui

membran. 

Fluiditas membran adalah fungsi asam lemak dan kadar kolesterol. Rantai asam

lemak dapat dipesan dan kaku atau gangguan dan cairan yang mempengaruhi fluiditas

membran di mana mereka terkandung. Panjang rantai asam lemak mampu membentuk

interaksi antarmolekul kuat yang membatasi fluiditas. Lengkungan dan Kinks dalam rantai

asam lemak yang terbentuk sebagai hasil dari cis tak jenuh ikatan ganda dan trans dapat

mengganggu interaksi antarmolekul yang mempromosikan fluiditas. Fluiditas membran

sehingga dapat dikontrol dengan memvariasikan jumlah ikatan rangkap dan panjang rantai

asam lemak. Sementara itu, keberadaan molekul kolesterol besar dalam membran membatasi

fluiditas.

Kolesterol adalah tombol pengatur fluiditas membran pada hewan. Hal ini dapat berinteraksi dengan dan membentuk kompleks tertentu dengan fosfolipid yang disebut rakit lipid yang berkonsentrasi di daerah tertentu dari membran. Lipid rakit menghasilkan

Page 11: struktur dan fungsi membran

moderasi fluiditas membran yang menyebabkan membran menjadi kurang cairan sementara juga membuat mereka kurang rentan terhadap fase transisi. Kolesterol terdiri dari steroid dengan gugus-OH hidroksi terkonjugasi di satu ujung dan rantai hidrokarbon di lain. Cincin dari steroid dan rantai hidrokarbon dapat memasukkan diri ke lapisan ganda fosfolipid dari membran dan berpartisipasi dalam interaksi hidrofobik sedangkan gugus hidroksi kutub berinteraksi dengan kelompok kepala polar dari fosfolipid sekitarnya.

D. DINAMIKA DAN ASIMETRI MEMBRAN SEL

Membran tersusun dari protein, karbohidrat dan lipid yang susunanya tidak

beraturan, sehingga menyebabkan bentuk membran menjadi asimetri. Selain itu, membran

juga bersifat fleksibel karena terdapat interaksi didalamya. Beberapa molekul penyusun

membran juga mengalami pergerakan, baik lipid, protein maupun karbohidratnya.

Gerak lipid

Pada membran, lipid tidak terlalu bersifat statis, sehingga masih dapat bebas

bergerak. Karena keadaanya yang dinamis, maka lipid membran dapat bergerak

dengan dua cara :

a. Gerakan rotasi pada sumbunya

b. Gerak Lateral

Merupakan suatu gerakan lipid bertukar tempat dengan molekul lipid di dekatnya

dengan waktu yang relative cepat.

c. Gerak Flip-flop

Merupakan suatu gerakan lipid dari suau lapisan monolayer ke bagian monolayer

yang lain.

d. Gerak Flexion

Karena terdapat gugus dua asil pada fosfolipid, maka rantai dapat membengkok.

Temperatur atau suhu juga mempengaruhi pada fluididitas membran. Pada

temperature rendah fluiditas membran kurang disebabkan karena fosfolipida terkemas

lebih rapat. Salah satu factor yang menentukan fluiditas membran sel adalah

kandungan asam lemak tidak jenuh pada bagian ekornya. Membran sel yang

mengandung rantai asam lemak tidak jenuh yang lebih banyak lebih bersifat cair bila

dibandingkan membran sel dengan kandungan asam lemak jenuh.

Temperatur dan komposisi lipida menentukan fluiditas membran. Pada temperatur

rendah fluiditas membran kurang disebabkan karena fosfolipida terkemas lebih rapat.

Salah satu factor yang menentukan fluiditas membrane sel adalah kandungan asam

Page 12: struktur dan fungsi membran

lemak tidak jenuh pada bagian ekornya. Membran sel yang mengandung rantai asam

lemak tidak jenuh yang lebih banyak lebih bersifat cair bila dibandingkan membran

sel dengan kandungan asam lemak jenuh. Hal ini disebabkan karena ekor asam lemak

tidak jenuh yang kusut lebih sulit untuk dikemas. Fluiditas membran juga dipengaruhi

oleh kandungan kolesterolnya. Kolesterol membantu dalam menstabilkan membran.

Pada temperatur tinggi, kolesterol yang terdapat diantara fosfolipida dapat menahan

gerakan fosfolipida. Pada temperatur rendah menhalangi close packing, dan

mencegah membran menjadi keras.

Gerak Protein

Pada penyusun membran, protein juga ikut mengalami pergerakan , antara lain :

a. Difusi lateral

b. Difusi rotasi melalui sumbu yang tegak lurus dengan permukaan membran.

c. Difusi rotasi yang melalui sumbu yang sejajar dengan permukaan membran.

E. FUNGSI MEMBRAN

Adapun fungsi membran adalah :

1. Sebagai Pembataslapisan yang bersinambungan melingkupi sel, inti, organel

2. Sebagai pembatas yang bersifat selektif permeabelMencegah pertukaran molekul dari satu sisi kebagian lainnya.Komunikasi antara bagian yang terpisah Memungkinkan substansi tertentu yang masuk kesitoplasma dari lingkungan luar.

3. Komunikasi antara sel

Page 13: struktur dan fungsi membran

4. Transpor mikromolekul

Beberapa membran dapat melintasi membran biologik dengan mengadakan interaksi dengan molekul lipid yang terdapat padanya. Substansi yang larut dalam lipid lebih mudah masuk pada salah satu sisi membran dan keluar pada sisi lain. Bagian dalam lipid bersifat hidrofobikyang menyebabkan lapisan tersebut relatif impermeabel terhadap ion dan beberapa molekul yang bersifat polar.karena itu, membran plasma dapat mencegah agar sebagian isi sel yang larut dalam air tidk keluar dari sel. Sebaliknya molekul-molekul kecil yang tidak bermuatan dapat menyelinap diantara bagian pospolipid yang bersifat hidrofilik dan berdifusi melalui lapisan tersebut. Kecepatannya berdifusi tergantung pada daya larutnya dalam lipid dan besar molekulya. Molekul kecil-kecil yang bersifat non-polr, seperti oksigen, nitrogen, benzen, etilen dan eter dapat melintasi membran dengan cepat. Molekul yang bersifat polar, yang tidak bermuatan dapat juga melintasi membran dengan cepat asal ukuranya kecil. Walaupun air tidk dapat larut dalam lemak namun molekul-molekulnya dapat melintasi lapisan lipid ganda dengan cepat. Hal ini karena ukuran molekulnya memang kecil dan mungkin juga karena struktur molekulnya polar sehingga dengan mudah melalui bagian luar membran yang bersifat hidrofilik.

Transpor dengan perantaraan proteinmembran (“carrier”)Molekul yang bersifat polar dapat melintasi membran biologik dengan cepat

walaupun kecepatanya melalui lapisan lipid buatan sangat lambat. Molekul yang

Page 14: struktur dan fungsi membran

demikian misalnya : ion yang kecil, glukosa, dan asam amino. Substansi yang diangkut oleh protein pengangkut (carrier) yang terdapat di dalam membran tersebut. Beberapa protein pengangkut hanya membawa satu jenis larutan melewati membran, beberapa protein mengangkut larutan kesatu arah , sedangkan protein yang lain bekerja ke dua arah. Protein pengangkut tersebut dinamai juga permease karena dapat menambah permeabilitas membran.

Tanspor PasifDalam suatu difusi bebas beberapa molekul (misalnya: air, O2,CO2)

bergerak dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke arah daerah yang konsentrasinya rendah. Gerakan yang demikian dikatakan menurut gradidien konsentrasi. Kedua sisi membran mempunyai perbedaan potensial listrik atau potensial membran. Ada perbedaan potensial membran yang menyebabkan ion yang bermuatan positif mudah sekli masuk kedalam sel karena didalam sel terdapat muatan negatif, dan sebaliknya ion yang bermuatan negatif tetap berada di luar sel karena tertarik oleh muatan positif pada bagian luar membran dan juga karena ditolak oleh muatan negatif yanga ada pada bagian dalam membran. Dan dapat disimpulkan bahwa difusi ion-ion yang tertentu melalui membran tergantung pada dua faktor: gradien konsentrasi ion yang bersangkutan dan keseluruhan gradien potensial listrik yang terdapat pada membran. Kedua faktor tersebut merupakan gradien elektrokimiayang menentukan ion-ion berdifusi melintasi membran plasma.

Page 15: struktur dan fungsi membran

Difusi Sederhana

Merupakan perpindahan suatu molekul atau zat terlarut dari larutan yang

konsentrasinya tinggi (hipertonis) menuju larutan yang konsentrasinya lebih

renhah (hipotonis). Mekanisme ini sangat sederhana sehingga molekul dapat

melewati membran sel. Molekul hidrofobik seperti bensin, kemudian O2 dan

CO2 serta molekul polar (H2O) dapat melewati membran sel.

Difusi terfasilitasi

Suatu difusi sederhana tetapi dibantu oleh suatu protein pembawa atau protein

transforter. Suatu molekul apabila akan melewati membran maka harus dibantu

Page 16: struktur dan fungsi membran

oleh suatu protein pembawa. Setiap molekul atau ion biasanya memiliki protein

pembawa yang khusus. Difusi terfasilitasi tidak membutuhkan energy dari luar,

karena lewanya protein dbantu oleh protein, sehingga molekul tidak

berinteraksi langsung dengan bagian hidrofobiknya. Maka molekul-molekul

yang polar tidak dapat melewati membran melalui difusi ini.

Osmosis

Merupakan suatu proses perpindaha molekul zat pelarut dari larutan yang

konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya

rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel.

Saluran-saluran ProteinTranspor pasif yang sederhana adalah melalui saluran-saluran protein yang dibentuk oleh protein diantara lipid dan membran. Saluran ini berisi air dan zat-zat yang larut didalamnyayang memungkinkan partikel kecil dapat melintasi lapisan lipid ganda dengan cara berdifusi.Beberapa saluran tersebut terbuka terus menerus sedangkan saluran yang lain dapat membuka dn menutup (saluran berpintu). Adanya saluran berpintu menyebabkan permeabelitas membran plasma dapat berubah pada saat tertentu.

Page 17: struktur dan fungsi membran

Transpor aktif Transpor aktif substansi / molekul dapat bergerak melawan gradien elektrokimia., dan dikatakan transpor aktif karena pada peristiwa ini di perlukan energi, yang terutama bersumber dari ATP.

5. Transpor makromolekul Selain molekul yang kecil , molekul partikel yang besar juga harus masuk

kedalam sel atau meninggalkan sel. Substansi ini tentu saja tidak dapat langsung melintasi membran plasama dengan cara menembus lipid ganda ataupun dengan mekanisme transpor protein . karena bersifat cair dan dinamis membran plasma dapat berubah bentuk dan robek untuk untuk sementara guna membentuk semacam kantong kecil didalam sel. Pada saat itu lah lapisan lipid ganda secara otomatis akan menutup diri sehingga kembali menjadi membran permukaan yang kontinyu.

Proses pengambilan suatu substansi oleh suatu sel dari sekitarnya melalui membran pasma secara umum disebut endositosis , sedangkan proses pengeluarananya disebut eksositosis.

Proses endositas yaitu:

Page 18: struktur dan fungsi membran

a. Fogositosis (bahasa yunani :phagein= makan) adalah proses pengambilan pertikel-partikel padat yang ukuranya agak besar, misalnya bakteri atau fragmen-fragmen sel yang rusak. Pada amoeba proses diawali dengan pembentukan pseudopia dari selnya, yang lama kelamaan akan mengelilingi makanannya (misal bakteri). Setelah itu membran plasma robek untuk sementara guna membentuk vakuola makanan. Didinding vakuola selanjutnya bersatu dengan membran lisosom yang mengandung enzim hidrolitik sehingga makanan dapat dicerna. Makanan yang dicerna diserap kedalam sitoplasma, sedangkan ampas-ampas yang tidak berguna dikeluarkan dari dalam sel dengan proses eksositosis.

b. Pinosiosis (bahasa Yunani: pinein = minum) adalah suatu bentuk endositosis yang lain, pada proses ini suatu sel mengambil makananyang berbentuk cairan dari sekitarnya atau partikel-partikel yang sangat kecil yang larut dalam cairan tersebut. Membran plasma mengadakan invaginasi, membentuk saluran panjang yang sempit dan pada ujungnya membentuk vakuola, vakuola tersebut lama-kelamaan melepaskan diri sehingga isinya dapat diserap oleh sitoplasma . proses pinositosis terdapat pada Amoeba dan beberapa sel hewan.

Page 19: struktur dan fungsi membran

c. Endositosis dengan perantaraan ReseptorBeberapa partikel, misalnya protein dan lipoprotein diamil oleh sel

secara selektif. Partikel tersebut lebih dahulu harus melekat pada reseptor protein yang terdapat pada membran plasma dan selanjutnya membran plasma mengadakan invaginasi bersama-sama dengan reseptor yang mengikat pertikel yang diperlukan. Partikel lipoprotein yang diambil oleh sel mengandung kolesterol dan lemak untuk kepentingan membran.

6. Penghubung antar sel

Protein membran pada dua sel yang bersebelahan mungkin saling mengait dalam

berbagai macam sambungan misalnya smabungan celah atau sambungan tetap.

7. Memberikan respons terhadap rangsangan luar,berperan dalam memberi respons terhadap rangsangan luar. Membran plasma memainkan peran penting dalam respon sel terhadap signal. Proses itu disebut dengan penghantaran signal. Membran sel memiliki resptor yang berkombinasi dengan molekul tertentu (ligan). Setiap sel berbeda memiliki reseptor berbeda, yang mampu mengenali dan berespon terhadap ligan pada lingkungan berbeda.

8. Transduksi energiterlibat dalam proses perubahan energi ke bentuk energi lain.

Page 20: struktur dan fungsi membran

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger, Albert. Dasar-dasar Biokimia. 1982.Jakarta : Erlangga.

Sheeler And Bianchi. 1983. Cell Biology, Structure, Biochemistry And Fungsion, Jhon willey & Sons, Inc. New York

Strayer, L. 1995. Biochemistry. W.H. Freeman And Company, New York