biosel klp v

Upload: arum-wulan

Post on 12-Jul-2015

105 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

MODEL-MODEL MEMBRAN SEL Membran sel (bahasa Inggris: cell membrane, plasma membrane, plasmalemma) adalah fitur universal yang dimiliki oleh semua jenis sel berupa lapisan antarmuka yang disebut membran plasma, yang memisahkan sel dengan lingkungan di luar sel,[1] terutama untuk melindungi inti sel dan sistem kelangsungan hidup yang bekerja di dalam sitoplasma. Model mosaik fluida Pada tahun 1972, Seymour Jonathan Singer dan Garth Nicholson mengemukakan model mosaik fluida yang disusun berdasarkan hukum-hukum termodinamika untuk menjelaskan struktur membran sel.[3] Pada model ini, protein penyusun membran dijabarkan sebagai sekelompok molekul globular heterogenus yang tersusun dalam struktur amfipatik, yaitu dengan gugus ionik dan polar menghadap ke fasa akuatik, dan gugus non-polar menghadap ke dalam interior membran yang disebut matriks fosfolipid dan bersifat hidrofobik. Himpunan-himpunan molekul globular tersebut terbenam sebagian ke dalam matriks fosfolipid tersebut. Struktur membran teratur membentuk lapisan ganda fluida yang diskontinu, dan sebagian kecil dari matriks fosfolipid berinteraksi dengan molekul globular tersebut sehinggal struktur mosaik fluida merupakan analogi lipoprotein atau protein integral di dalam larutan membran ganda fosfolipid. http://id.wikipedia.org/wiki/Membran_sel (Membran Sel: Perkembangan Model Membran menurut Overton) Senyawa hidrofobik masuk ke dalam sel lebih cepat daripada senyawa hidrofilik. Pada bagian sebelah luar sel terdapat senyawa hidrofobik yang mudah larut. Overton menduga bagwa lapisan tersebut terdiri atas kolesterol, lesitin, dan minyak lemak. Langmuir menemukan bahwa, bila suatu lipida yang terdiri dari molekul yang memiliki bagian polar (hidrofilik) dan non-polar (hidrofobik) diteteskan pada air, maka lipida tersebut meluas membentuk lapisan monomolekul. Bagian

hidrofilik setiap molekul mengarah ke air, sedangkan bagian hidrofobiknya mengarah menjauhi air. Menurut Plowe, lapisan luar protoplasma pada sel tumbuhan adalah suatu lapisan elastis yang berbeda dari bagian lain dari sitoplasma dan disebut plasmalemma atau membran plasma. Menurut Plowe, membran plasma adalah suatu satuan fisik yang mempunyai suatu organisasi molekul yang memisahkan membran plasma dari bagian lain sel. http://www.g-excess.com/5288/membran-sel-perkembangan-model-membranmenurut-overton/ Sedangkan Lipid bilayer dikemukakan oleh Gortel dan Grendel pada tahun 1925 dengan gambaran bahwa "Membran berupa struktur yang membatasi sel,terdiri atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob,serta gugus polar mengarah ke bagian luar dari bilayer,sedangkan gugus hidrofob (rantai asam lemak) berada di bagian tengah dari lipid bilayer" http://blogveteriner.blogspot.com/2011/03/membran-sel.html Fluid Mosaic Model of the Cell Membrane!!

While doing this project, there were a few questions that I discovered while making my poster. First off, I was curious as to what the purpose of the Protein

Channel was. I soon found out that cells create and install their own protein channels which are also called membrane structure, because cells need a way to move useful substances into themselves and pump waste outside. Proteins act like little machines moving around other molecules. My next question, was what do carbohydrate chains do? Surely they have a purpose right? Well, I found that they serve as recognition markers. Protein molecules repair, regulate, and protect the human body. Did you know that 45% of our body is made up of protein? After walking around in the Gallery Walk, there was a lot more info being put out there amongst us. There were several different types of posters, but there were also some that were the same.

FUNGSI MEMBRAN SEL Fungsi membran sel: 1. Mengatur transportasi air dan zat terlarut dari luar ke dalam sel dan sebaliknya. 2. Tempat terjadinya reaksi-reaksi kimia tertentu.Misal reaksi oksidasi. 3. Bertindak sebagai receptor. Misal terhadap zat kimia dan hormon. 4. Pembatas antara isi sel dan lingkungannya. Membran plasma mempunyai fungsi, sifat, struktur, dan sistem transport yang sangat penting bagi proses hidup suatu sel. Fungsi lain membran sel yaitu untuk membungkus sel, membatasi perluasan sel, sebagai filter yang sangat selektif, merupakan alat untuk transport aktif, mengontrol masuknya nutrien dan keluarnya hasil metabolisme, menjaga perbedaan konsentrasi ion di dalam dan di luar sel, serta sebagai sensor untuk sinyal-sinyal yang terdapat di luar sel. http://asnani-biology.blogspot.com/2009/04/struktur-dan-fungsi-sel.html Fungsi Membran Secara sederhana fungsi membran sel antara lain : Pembatas o Lapisan yang berkesinambungan untuk membatasi antara dalam dalam luar sel.

Pembatas yang bersifat selektif permiabel o Mencegah pertukaran molekul dari satu sisi ke bagian yang lain o 'Memungkinkan' substansi tertentu masuk ke sitoplasma dari luar lingkungan o 'Mencegah' masuknya senyawa tertentu masuk ke sitoplasma Komunikasi antara sel Mendukung aktivitas biokimia yang berlangsung di dalam sel o Beberapa proses di dalam sel tergantung pada suatu serial reaksi yang dikatalis oleh enzim yang terdapat dalam membran,produk suatu reaksi akan bertindak sebagai reaktan untuk reaksi selanjutnya.Jika enzim yang berbeda pada membran berada dalam susunan berurutan,produk suatu reaksi dapat dilepaskan ke dekat enzim untuk reaksi berikutnya. Perpindahan suatu senyawa terlarut Memberikan respon terhadap rangsangan luar o Berperan terhadap rangsangan luar transduksi sinyal reseptor + ligand Interaksi intra seluler o membran plasma mengatarai interaksi antar sel dalam organisme multiseluler Transduksi energi o Terlibat dalam proses perubahan energi ke bentuk energi lain. (Irawati,2009) Namun dalam sumber lain,fungsi membran sel antara lain : Kompartementalisasi Membran sel membagi sel protoplasma menjadi beberapa kompartemen inti

(ruangan).Membran

membungkus

seluruh

protoplasma.Membran

memisahkan nukeoplasma dari sitoplasma.Selain itu selaput plasma membagi sitoplasma menjadi beberapa kompartemen yang disebut dengan organel.Adanya selaput ini pembatas tersebut sangat penting karena memungkinkan kegiatan setiap kompartemen dapat berlangsung tanpa gangguan dari kompartemen lain namun tetap dapat bekerja sama. Barier Selectif Permeabel Membran sel mencegah pertukaran materi secara bebas dari satu sisi ke sisi lain pada saat bersamaan.Membran plasma harus menjamin pertukaran molekul antara bagian luar dan dalam pada saat yang tepat.

Transport Molekul Membran plasma mengandung mesin transport molekul dari satu sisi ke sisi lain yang mencegah molekul dengan konsentrasi rendah masuk ke dalam sel daerah memiliki konsentrasi tinggi.Mesin ini memungkinkan sel mangakumulasi molekul tertentu dalam konsentrasi yang lebih tinggi di bandingkan di sebelah luar. Penghantar Signal Membran plasma memaikan peran penting dalam respon sel terhadap signal.Proses itu disebut dengan penghantaran signal.Membran sel memiliki reseptor yang berkombinasi dengan molekul tertentu (ligan).Setiap sel berbeda reseptor berbeda,yang mampu mengenali dan berespon terhadap ligan pada lingkungan berbeda. Interaksi Interseluler Membran sel memperantarai interaksi sel pada organisme

multiseluler.Membran sel memungkinkan sel mengenal satu sama lain,berikatan dan saling bertukar materi dan informasi. http://blogveteriner.blogspot.com/2011/03/membran-sel.html TRANSPORT MOLEKUL MEMBRAN SEL Transpor pasif Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien

konsentrasinya.

Difusi

Adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara Osmosis

Adalah perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut, tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran. Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk mencegah mengalirnya pelarut melalui

membran permeabel selektif dan masuk ke larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor. Osmosis adalah suatu topik yang penting dalam biologi karena fenomena ini dapat menjelaskan mengapa air dapat ditransportasikan ke dalam dan ke luar sel. Transport Lintas Membran Proses transport melalui membran terjadi melalui 2 mekanisme, yaitu transport aktif dan transport pasif. Transport pasif terjadi tanpa memerlukan energi sedangkan transport aktif memerlukan energi. Yang termasuk transport pasif adalah : a. difusi sederhana, b. transport dengan fasilitas, c. transport lewat ion channel. Difusi_Terfasilitas Transport dengan cara difusi fasilitas mempunyai perbedaan dengan difusi sederhana yaitu difusi fasilitas terjadi melalui carrier spesifik dan difusi ini mempunyai kecepatan transport maksimum (Vmax). Suatu bahan yang akan ditransport lewat cara ini akan terikat lebih dahulu dengan carrier protein yang spesifik, dan ikatan ini akan membuka channel tertentu untuk membawa ikatan ini ke dalam sel. Jika konsentrasi bahan ini terus ditingkatkan, maka jumlah carrier akan habis berikatan dengan bahan tersebut sehingga pada saat itu kecepatan difusi menjadi maksimal (Vmax). Pada difusi sederhana hal ini tidak terjadi, makin banyak bahan kecepatan transport bahan maakin meningkat tanpa batas. Transport_Ion_Channel Transport lewat ion channel khusus bagi ion-ion yang sulit ditransport secara difusi akibat muatan listriknya. Ion channel ini mempunyai sifat yang sangat selektif dan terbukanya channel tersebut akibat potensial listrik sepanjang membran sel dan melalui ikatan channel dengan hormon atau neurotransmitter.

Transport Passif dan Aktif Transpor aktif

Merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore Transport aktif terbagi atas transport aktif primer dan sekunder. Transport aktif sekunder juga terdiri atas co-transport dan counter transport (exchange). Transport aktif primer memakai energi langsung dari ATP, misalnya pada Na-K pump dan Ca pump. Pada Na-K pump, 3 Na akan dipompa keluar sel sedang 2 K akan dipompa kedalam sel. Pada Ca pump, ca akan dipompa keluar sel agar konsentrasi Ca dalam sel rendah.

Carrier Ionophore Transport sekunder co-transport Pada transport sekunder co-transport , glukosa atau asam amino akan ditransport masuk dalam sel mengikuti masuknya Natrium. Natrium yang masuk akibat perbedaan konsentrasi mengikutkan glukosa atau asam amino ke dalam sel, meskipun asam amino atau glukosa di dalam sel konsentrasinya lebih tinggi dari luar sel, tetapi asam amino atau glukosa ini memakai energi dari Na (akibat perbedaan konsentrasi Na). Sehingga glukosa atau asam amino ditransport secara transport aktif sekunder co-transport Transport sekunder counter-transport Pada proses counter transport/exchange, masuknya ion Na ke dalam sel akan menyebabkan bahan lain ditransport keluar. Misalnya pada Na-Ca exchange dan Na-H exchange. Pada Na-Ca exchange, 3 ion Na akan ditransport kedalam sel untuk setiap 1 ion Ca yang ditransport keluar sel, hal ini untuk menjaga kadar Ca intrasel, khususnya pada otot jantung sehingga berperan pada kontraktiitas jantung. Na-H exchange terutama berperan mengatur konsentrasi ion Na dan Hidrogen dalam tubulus proksimal ginjal, sehingga turut mengatur pH dalam sel. http://nadjeeb.wordpress.com/sistem-transport-pada-sel/

KOMPOSISI KIMIA MEMBRAN SEL Suatu membran sel tersusun atas protein,lipida dan karbohidrat. Membran bukanlah lembaran molekul statis yang terikat kuat di tempatnya. Membran ditahan bersama terutama oleh interaksi hidrofobik, yang jauh lebih lemah dari ikatan kovalen. Sebgain besar lipid dan sebagian protein dapat berpindah secara acak dalam bidang membrannya. Akan tetapi, jarang terjadi suatu molekul bertukar tempat secara melintang melintasi membran, yang beralih dari satu lapisan fosfolipid ke lapisan yang lainnya. Untuk melakukan hal seperti itu, bagian hidrofilik molekul tersebut harus melewati inti hidrofobik membranya. Membran haruslah bersifat fluida agar dapat bekerja dengan baik, membran itu biasanya sekental minyak salad. Apabila membran membeku, permeabilitasnya berubah, dan protein enzimatik di dalamnya mungkin menjadi inaktif. (Campbell, dkk, 2002). Membran sel komposisnya terutama terdiri dari protein 55%, lemak 42% dan karbohidrat 3%, tetapi persentase ini bervariasi pada berbagai sel. Terdapat 3 jenis lemak yang terdapat pada membran sel yaitu fosfolipid, kolesterol dan glikolipid. Pada membran sel fosfolipid membentuk dua lapisan (lipid bilayer) dimana lapisan hidrofilik terletak pada bagian luar (berhadapan dengan cairan ekstrasel) dan bagian dalam sel (berhadapan dengan sitoplasma), sementara bagian hidrofobik terletak antara kedua lapisan hidrofilik ini.

Protein pada membran sel terbagi atas protein integral dan protein perifer. Sebagian besar protein integral membentuk channel pada membran atau membentuk pompa sebagai tempat lewatnya ion-ion. Sementara protein perifer biasanya hanya terikat dengan protein integral atau dengan bagian hidrofilik membran, dan umumnya protein perifer ini membentuk enzim.

Karbohidrat pada membran umumnya dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein. Karbohidrat ini berfungsi meningkatkan hidrofilisitas lemak dan protein, mempertahankan stabilitas membran oleh adanya struktur yang disebut glikokaliks. Glikokaliks akan berinteraksi dengan glikokaliks sel lain sehingga berfungsi melekatkan satu sel dengan sel yang lainnya. Glikolipid yang terdapat

pada membran sel juga berperanan dalam reaksi imunologis, dengan membentuk antigen golongan darah. Lipid membran sel Lima puluh persen (50 %) dari komponen membran plasma adalah molekul lipid yang tidak larut dalam air, dan sangat mudah larut dalam pelarut organik, sedang sisa dari komponen tersebut sebagian besar adalah protein. Molekul-molekul lipid tersusun secara teratur sebagai dua lapisan lemak (lipida bilayer) setebal 5 nm. Lipid bilayer ini merupakan barrier yang semipermiabel untuk berbagai molekul yang larut dalam air. Ada tiga macam molekul lipid yang terdapat pada lipid membran yaitu phospolipid (yang terbanyak), cholesterol, dan glicolipid. Ketiga jenis lemak tersebut bersifat amphipatic atau amphipilic, yang berarti mempunyai dua sifat yaitu bersifat hidrophilic (senang pada air/polar) dan hidrophobic (tidak senang air/non-polar). Sebagai contoh, phospolipid molekul mempunyai gugus kepala hidrophilic yang sifatnya non-polar yang dinamakan hidrophobic hidrocarbon tail. Sebagian phospolipid dan glikolipid membentuk bilayer secara spontan apabila berada dalam lingkungan air. Sifat inilah yang menyebabkan membran sel dapat menutup kembali secara spontan apabila robek atau rusak. Sedangkan sifat penting lainnya dari membran plasma adalah fluiditasnya, oleh karena sifat ini sangat menentukan fungsi dari membran plasma. Fluiditas lipid bilayer dan kolesterol

Keenceran lipid bilayer ditentukan oleh komposisinya yaitu macam asam lemak (jenuh dan tidak jenuh) dan kolesterol. Makin banyak kandungan asam lemak tidak jenuh menyebabkan lapisan lipida makin encer. Membran plasma dapat mengalami perubahan fisika kimia (transisi fase) yaitu dari fase encer (liquid state) menjadi fase seperti agar (gel state). Jika membran banyak mengandung asam lemak tidak jenuh, perubahan fase encer menjadi fase gel lebih sukar terjadi, artinya untuk terjadinya perubahan fase memerlukan suhu yang lebih rendah. Protein Membran Sel Walaupun struktur dasar dari membran adalah molekul lipid, namun fungsi fisiologis dan patologis dari membran disebabkan oleh adanya protein yang tertanam dalam lipid bilayer tersebut. Jumlah dan jenis protein yang terdapat dalam membran plasma bervariasi dari sel ke sel. Molekul protein kebanyakan terlarut dalam lipid bilayer. Fungsi dari protein adalah sebagai media berbagai fungsi dari membran sel seperti: transport aktif molekul-molekul tertentu keluar masuk sel, sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia yang berkaitan dengan membran plasma, sebagai penghubung struktur membran plasma dengan sitoskeleton dan atau matriks sel atau sel yang berdekatan, dan sebagai reseptor untuk menerima sinyal-sinyal kimia yang berasal dari lingkungan sel.

Karbohidrat Membran Sel Pada permukaan sel eukariotik didapatkan molekul karbohidrat pada permukaan selnya. Molekul yang banyak didapatkan adalah rantai polisakarida dan rantai oligosakarida yang berikatan secara kovalen dengan membran protein dan rantai oligosakarida yang secara kovalen berikatan dengan lipid (glikolipid). Jumlah karbohidrat dalam plasma membran berkisar antara 2 10 % dari seluruh berat membran. Pada membran plasma didapatkan proteoglikan molekul yang

mengandung rantai yang panjang dari polisakarida terkait dengan protein membran dan didapatkan terutama pada bagian luar dari membran sebagai matriks eksternal. Sebagaimana protein membran, karbohidrat membran distribusinya juga tidak simetris, karbohidrat yang sama tidak selalu ada pada permukaan dalam atau luar membran. Rantai karbohidrat dari glikolipid, glikoprotein dan proteoglikan pada membran sel atau membran internal selalu terletak pada membran nonsitoplasma. Pada membran plasma, karbohidrat terletak di bagian permukaan luar dari bilayer dan pada membran internal karbohidrat menghadap pada lumen dari kompartemen sel. Pada permukaan luar dari membran sel eukariotik terdapat daerah yang mengandung sangat kaya dengan karbohidrat, yang dapat ditunjukkan dengan memberikan pewarnaan rutheinium red. Selaput ini dinamakan sebagai glikokaliks. Glikokaliks selain mengandung karbohidrat, juga didapatkan glikoprotein dan proteoglikan yang disekresi sel dan diserap oleh permukaan luar membran plasma dan kemudian menjadi komponen dari matriks ekstra sel. Oligosakarida pada sisi luar membran plasma berbeda-beda dari satu spesies ke spesies lain, dan bahkan dari satu sel ke sel lainnya dalam satu individu. Keberagaman molekul dan lokasinya pada permukaan sel membuat oligosakarida dapat berfungsi sebagai penanda yang membedakan satu sel dari yang lain. Misalnya, empat kelompok darah manusia yang ditandai dengan A, B, AB, dan O mencerminkan keragaman oligosakarida pada permukaan sel darah merah. http://rizkynazar08.student.ipb.ac.id/2010/06/20/laporan-fisiologi-tumbuhankomposisi-kimia-membran-sel.