membran sel - · pdf file2005,rre/ab,sith itb membran sel biologi sel dasar, bi-100a

30
2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

Upload: vobao

Post on 06-Feb-2018

266 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

MEMBRAN SELBiologi Sel Dasar, BI-100A

Page 2: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Peranan membran sel :• pembataslapisan yang kontinyu, Melingkupi sel, inti, organel

• barier permeable yang selektifmencegah pertukaran molekul dari satu sisi ke bagian lainnya.mencegah masuknya senyawa tertentu masuk ke sitoplasma

• perpindahan suatu senyawa terlarutmemungkinkan substansi tertentu masuk ke sitoplasma dari lingkungan luar,

• Memberikan respons terhadap rangsangan luarberperan dalam memberi respons terhadap rangsangan luar transduksi sinyal

reseptor + ligand. Tipe sel yang berbeda memiliki molekul reseptor yang berbeda

• interaksi interselularmembran plasma memperantarai interaksi antar sel dalam organisme multiselular,komunikasi antara bagian yang terpisah

• Tempat untuk aktivitas biokimiawi

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

Page 3: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Dimana ? Bentuk ?

Aplikasi ? Obat

Page 4: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Aplikasi Mbr Lipid : vesikula liposome dengan diameter 40 – 100 nm, mengandung a.l. : obat anti-kanker (doxorubicin-sulfat), DNA

/hormones

Liposomes can be formulated and processed to differ in size, composition, charge, and lamellarity and accordingly, a wide range of compounds may be incorporated into either the lipid or trapped aqueous space

The biodegradable and non-toxic nature of phospholipid vesicles proposes that these formulations are amenable to administration without serious side effects

Liposomes can alter the biodistribution of entrapped substances and protect the enclosed materials from inactivation by the host defense mechanisms.11 Therefore, liposomes can be used as vehicles to achieve specific delivery of therapeutic drugs to target organs. In addition, liposomes can reduce toxicity of antimicrobial, antiviral, and chemotherapeutic agents, and they have demonstrated the ability to modulate or potentiate the immunogenicity of antigenic substances

To enhance tissue targeting, liposome surface has been modified with antibodies or ligandsrecognized by specific cell types. To enhance the efficiency of gene delivery by the introduction of molecules directly into cells, virosomes have been developed by combining liposomes with fusiogenic viral envelope proteins. Liposomes are now being used in the treatment of intractable human diseases such as cancer and monogenic disorders

Page 5: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Struktur membran plasma

fluid mosaic model (Jonathan Singer & Garth Nicolson, 1960)

lipid bilayer : Gugus molekul yang polar (hidrofil) dari setiap lapisan molekul mengarah ke bagian luar, bagian yang hidrofob (rantai fatty acyl) terlindungi dari lingkungan air → sifat amfipatik .

Protein partikel menembus ke dalam atau melalui lapisan lipid.

karbohidrat biomarker di permukaan sel

Page 6: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Page 7: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Membran lipid : fosfogliseridasfingolipidkolesterol:

Membran lipid dan fluidity membran• Fluidity viskositas• memungkinkan adanya mobilitas, dengan tetap mempertahankan struktur• interaksi dapat terjadi, memungkinkan terbentuknya struktur tertentu mis

interselular junction. • berperan dalam pembentukan struktur tertentu misalnya dalam pembelahan

sel, pergerakan, endositosis, sekresi

Singer dan Garth Nicolson : lipid bilayer dalam keadaan fluid dan dapatbergerak lateral dalam darerah membranstruktur dinamis interaksi yang sementaraatau semipermanen

Flip flop adanya enzim flippasegerakan transmembran pasif.

Page 8: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Empat jenis phospholipids pada membranes plasma mammalia

Page 9: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Membran protein :

• transmembran integral amfipatik

• perifer berikatan dgn permukaan mbr : ikatannonkovalen

• protein yang berikatan dengan suatu lipid di luarmbr lipid pada ekstraselular atau sitoplasmik

Page 10: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Fungsi Membran Protein :

Page 11: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

Struktur trans-membran protein

2005,RRE/AB,SITH ITB

Page 12: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

Gerakan substansi melalui membran :1. pasif dengan difusi: proses spontan gerakan suatu substansi

dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke yang rendah. 2. aktif dengan adanya pemanfaatan energi.

2005,RRE/AB,SITH ITB

Page 13: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Permeabilitas relatif dari phospholipid bilayer

Page 14: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

I hear and I forget; I see and I remember; I do and I understand (A. S. Neil)

Page 15: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Difusi melalui membransenyawa nonelektrolit dapat berdifusi pasif melalui membran, jika:

• konsentrasi senyawa 1 sisi > sisi lain • membran harus permeable terhadap substansi tersebut.

– Senyawa tsb dapat melalui membran– Dpt melalui pori aqueous (aquaporin : air)

Faktor penentu kecepatan penetrasi suatu larutan/senyawa :• kelarutan dalam pelarut nonpolar• Ukuran

Difusi air melalui membran osmosis• membran semipermeable

Molekul air bergerak lebih cepat melalui membran sel daripada ion-ion terlarut atau senyawa polar.

• Air dapat bergerak melalui membran semipermeable dari daerahkonsentrasi rendah ke tinggi.

Page 16: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Difusi ion melalui membran

1. Membran sangat impermeable terhadap senyawa bermuatan, termasuk ion kecil.

2. Membran sel punya ion channel yang permeable untuk ion tertentu.

Ion channel terbuka atau tertutupmelalui :

1. voltage-gated channels tergantung pada perbedaan muatanion pada kedua sisi membran , contoh K-ion channel

2. ligand-gated channels terjadiperubahan konformasi molekuldengan adanya molekul yang terikatpada channel ini, contoh asetilkolin

Page 17: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Facilitated difusidifusi senyawa dari daerah yang konsentrasi tinggi ke rendah. senyawa berikatan dulu dengan facilitative transporter (protein

integral) fasilitator difusi pada membran sel

Page 18: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Transport aktif : melawan gradien konsentrasia)membutuhkan energib)melibatkan protein integral tertentu pompa

1. Berkaitan dengan hidrolisa ATP : Na+/K+-ATPase (pompa natrium-kalium) pompa tipe-P

• Ca2+-ATPase transport Ca dari RE ke luar atau ke dalam RE• H+/K+-ATPase pada sel epitel dalam saluran pencernaan

2. Cotransport : Berkaitan dengan gradien ion - Perpindahan glukosa : ion Na – sel epitel- Sukrosa – ion H+ ( pada tumbuhan)

bersamaan : simportberlawanan : Antiport

Page 19: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

Pompa Na - K

2005,RRE/AB,SITH ITB

Page 20: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Animasi Na – K dengan hidrolisa ATPase

Page 21: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Pompa proton &

cotransport :

- antiport (berlawanan arah)

- simport (satu arah)

Page 22: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Animasi Cotransport :

Page 23: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Contoh : Oralit - Pocari

Oralit & pocari mengandung gula dan Na+ yg dpt menjaga tubuh drdehidrasi, krn selalu merangsang terjadinya pemasukan air

Page 24: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Contoh : OBAT sakit maag ?

Obat : - Prilosec : menghambat pompa

- Zantac, Pepcid, Tagamet : menghambat reseptor

untuk mengenali rangsang dr hormon

- obat lain yg menetralkan asam (OH-)

Molekul pompa H/K ATP ase yg sedangtidak aktif beradapd dinding vesikulasitoplasma, ketikaada rangsangmakanan makasinyal hormonal mengaktifkansintesis histaminshg mbr yg memilikipompa tsbberpindah kepermukaan danaktif menghasilkanasam lambung

Page 25: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Page 26: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

SISTEM MEMBRAN SITOPLASMIKorganel dinamik membran membentuksuatu network yang terintegrasi

materi organel transportasi vesikulapembentukan vesikula dr organel sebelumnya

- Jalur biosintesis/ sekretori : sintesis protein diRE modifikasi di Golgi transport ke tujuan- Jalur yang berlawanan : jalur endolitiklisosom, endosom

Ada 2 aktivitas sekretori :1)Konstitutif : materi ditransportkan dalamvesikula sekretori dan dikeluarkan ke tempattujuannya – peptida sinyal2)Regulatif : materi disekresikan dan disimpandalam suatu vesikula dan baru dikeluarkan jikaada rangsangan

Page 27: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

Animasi biosintesis membran dalam ER

2005,RRE/AB,SITH ITB

Page 28: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Lisosom• Organel yang “memakan”• Mengandung 50 enzim hidrolitik yang dibentuk dalam RE kasar

dan dibawa ke lisosom. • Enzim lisosom menghidrolisa setiap makromolekul biologis,

hasil degradasi dikeluarkan ke sitoplasma. • Sifat :Enzim dapat aktif pada pH asam asam hidrolase. • Ukuran 25-50 nm - 1µm.• Contoh Lisosom

• pada sel Kupffer (hati) menghancurkan senyawa tertentu di dalamsel yang asalnya dari lingkungan.

• Makrofag dan neutrofil menfagositosis senyawa asing dengan carainaktivasi dengan pH, mis : bakteri

• pada sel sperma: akrosome• Lisosom berperan untuk hancurkan organel sendiri: autofagus

dieksositosis atau tinggal sbg granula lipofuscin

Page 29: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Pengambilan partikel dan makromolekul oleh sel : fagositosis, endositosis: pinositosis, reseptor-mediatedFagositosis

• uptake partikel besar ( > 0.5µm) darilingkungan fagosom ~ autofag

• Fagosom berperan bersama denganlisosom fagolisosom

• Contoh sel : makrofag, neutrofil• Fagositosis opsonisasi senyawa/

mikroba tertentu dihancurkandengan enzim lisosom atauradikal bebas oksigen dalam fagosom.

• Aktivitas fagositosis dibantu oleh aktin

Pinositosis :cairan, senyawa terlarut ataumakromolekul tersuspensi

Page 30: MEMBRAN SEL -   · PDF file2005,RRE/AB,SITH ITB MEMBRAN SEL Biologi Sel Dasar, BI-100A

2005,RRE/AB,SITH ITB

Endositosis :

1)bulk-phase endocytosis :tidak spesifik; terus terjadi – dinamika

membran sel sekretoris

2)receptor-mediated endocytosis : pengikatansuatu senyawa tertentu pada reseptor padamembran plasma. : LDL, arteri sklerosis