STRUKTUR MEMBRAN SEL DAN MEKANISME LINTAS SELSeladalah blok-blok pembangun (building bloks) hidup bagi tubuh. Seperti tubuh keseluruhan yang tertata dengan rapi, demikian juga bagian dalam sel. Sel yang menyusun tubuh manusia berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.

Sel terdiri dari 3 bagian :1. Membrane plasma atau membrane sel, yang membungkus sel2. Nucleus (inti), yang menyimpan bahan-bahan genetik sel3. Sitoplasma, yang tersusun menjadi banyak organel yang mempunyai ciri-ciri1. 1.Membrane selSuatu struktur membranosa yang sangat tipis yang membungkus setiap sel, memisahkan isi sel dari sekitarnya.

Fungsi membrane selMembran plasma sangat penting untuk menjaga kehidupan sel.Fungsi membran sel antara lain : melindungi isi sel mempertahankan isi sel, mengatur lalulintas molekul-molekul, membran plasma bersifat selektif permeabel artinya ada zat-zat tertentu yang dapat melewati membrane dan ada pula yang tidak. Molekul-molekul tersebut berguna untuk mempertahankan kehidupan sel reseptor rangsangan dari luar sel, rangsangan itu berupa zat-zat kimia seperti hormon,racun,rangsangan listrik,dan rangsangan mekanik.Bagian sel yang berfungsi sebagai reseptor yaitu glikoprotein.Struktur membrane plasma Gortel & Grendel (1925)=Lipid bilayer1. Membran berupa struktur yang membatasi sel, terdiri atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob.2. Gugus polar mengarah ke bagian luar dari bilayer, sedangkan gugus hidrofob (rantai asam lemak) berada di bagian tengah dari lipid bilayer.

Davson & Danielli (1954)Membran merupakan struktur lipid bilayer yang disisipi dengan protein globular yang melintasi membran dan terdapat pula protein di permukaan luar dan dalam membran. Singer & Nicholson (1972)= model mosaik / fluid mozaicDalam konsep mozaik cair, matriks membrane terdiri atas dua lapisan lipida protein globular yang tidak berkesinambungan dan saling menyesuaikan menurut susunan yang teratur atau tidak teratur. Gugusan polarnya terletak pada permukaan membrane yang kontak dengan cairan intra atau ekstraseluler, sedangkan gugusan nonpolarnya menghadap ke arah dalam. Pori-pori yang tampak pada sumbu utama protein globuler tebalnya 85 A.Model mozaik cair konsisten tentang aksistensi dari chanel ion khusus dan reseptor-reseptor di dalam dan di sepanjang membrane-membran permukaan.Komposisi Kimia dari membraneSemua membrane plasma terutama terdiri dari lipid (lemak) dan protein ditambah sedikit karbohidrat. Lipid membrane plasma yang terbanyak adalah fosfolipid dengan sejumlah kecil kolesterol.Fosfolipid.Memiliki ujung kepala polar (bermuatan listrik) yang mengandung sebuah gugus fosfat bermuatan negative dan dua ekor asam lemak nonpolar (netral). Ujung polar bersifat hidrofilik (menyukai air) karena dapat berinteraksi dengan molekul air yang juga polar. Ujung nonpolar bersifat hidrofobik (takut air) dan tidak akan bercampur dengan air. Rangkaian molekul dua-sisi semacam ini kemudian menyusun diri membentuk lapis-ganda (lipid bilayer).Lipid lapis-gandaberfungsi :1. Membentuk struktur dasar membran (pagar disekeliling sel)2. Bagian dalamnya yang hidrofobik berfungsi sebagai sawar untuk lewatnya zat-zat larut-air antara CIS dan CES. Zat-zat larut air tidak dapat larut dan menembus lapisan ganda lemak.3. Menentukan sifat cair (fluiditas) membran.

Yang berperan menimbulkan sifat cair serta stabilitas membrane adalah kolesterol.Dengan berada di antara molekul-molekul fosfolipid, molekul kolesterol mencegah rantai-rantai asam lemak menyatu dan Kristal, suatu proses yang akan secara drastic menurunkan tingkat kecairan (fluiditas) membrane. Sifat cair tersebut memungkinkan membrane fleksibel sehingga sel dapat mengubah bentuknya.Protein-protein membran.Protein membran melekat atau terselip di antara lipid lapis-ganda. Sebagian dari protein ini, memiliki bagian polar dikedua ujungnya yang berkaitan dengan bagian sentral nonpolar, dengan menjulur ke seluruh ketebalan membran. Protein lain hanya menempel dipermukaan luar dan dalam. Protein-protein ini tertambat oleh interaksi dengan suatu protein yang menembus membran atau oleh perlekatan ke lipid lapis-ganda.Protein dibagi dalam dua kategori, yaitu integral dan perifer.1. A.Protein Integralmembentuk mayoritas protein membran. Molekul ini menembus dan tertanam dalam lapisan ganda, terikat pada bagian nonpolar.1. Protein transmembran menyebar keseluruh lapisan ganda dan membentuk saluran (pori-pori) untuk transport zat yang melewati membran.2. Protein integral juga bisa muncul sebagian pada satu atau beberapa permukaanProtein tersebut memiliki beberapa fungsi : Sebagian protein yang terentang di dalam membran membentukjalur atau saluranberisi air yang menembus lipid-lapis ganda. Keberadaan protein-protein tersebut memungkinkan zat-zat larut air yang cukup kecil memasuki saluran, misalnya ion, melewati membran tanpa harus berkontak langsung dengan interior lemak yang hidrofobik. Saluran-saluran ini sangat selektif. Diameternya lebih besar dari 0,8 nm, saluran tersebut juga dapat secara selektif menarik atau menolak ion-ion tertentu.Sebagai contoh, Saluran Natrium (Na+) dan Saluran Kalium (K+) masing-masing hanya dapat dilalui Na+dan K+. Protein lain berfungsi sebagaimolekul pembawa(carrier molecule) yang menyangkut zat-zat yang tidak mampu menembus membran dengan sendirinya. Dengan demikian, saluran dan molekul pembawa, keduanya penting dalam transportasi zat-zat antara CES dan CIS. Setiap pembawa hanya dapat mengengkut molekul tertentu atau molekul-molekul yang berhubungan erat. Jenis-jenis pembawa yang bervariasi pada sel-sel yang berbeda secara selektif diangkut melalui membran sel tersebut.Sebagai contoh,kelenjar tiroid memerlukan yodium untuk sintesis hormone tiroid. Dengan demikian, membran plasma kelenjar tiroid memiliki molekul pembawa yang khas untuk yodium, sebagai unsure yang esensial ini dapat diangkut dari darah ke dalam kelenjar tiroid, suatu kemampuan yang tidak dimiliki sel tubuh lain. Banyak protein di permukaan luar berfungsi sebagaitempat reseptor(receptor site) yang mengenali dan berikatan dengan molekul-molekul spesifik di lingkungan sekitar sel. Pengikatan ini mencetuskan serangkaian kejadian di membran dan di dalam sel yang mengubah aktivitas sel tertentu. Dengan cara ini, zat-zat perantara kimiawi di dalam darah, misalnya hormone, hanya mampu mempengaruhi sel-sel spesifik yang memiliki reseptor untuk zat tersebut dan tidak menimbulkan efek pada sel-sel lain, walaupun setiap sel terpajan oleh zat perantara yang sama melalui penyebarannya yang luas di dalam darah.Sebagai contoh,kelenjar hipofisis anterior mengeluarkan TSH ke dalam darah. TSH hanya dapat melekat pada permukaan sel kelenjar tiroid untuk merangsang sekresi hormone tiroid. Kelompok protein lain berfungsi sebagaienzim yang terikat ke membranyang mengontrol reaksi-reaksi kimia tertentu di permukaan dalam atau luar sel. Sel-sel memperlihatkan kekhususan pada jenis enzim yang terbenam di dalam membran plasmanya.Sebagai contoh,lapisan luar membran plasma sel-sel otot rangka mengandung suatu enzim yang dapat menghancurkan zat perantara kimiawi yang mencetuskan kontraksi otot sehingga otot dapat melemas. Sebagian protein tersusun dalam suatujalinan filamentosadi permukaan bagian dalam membran dan dihubungkan dengan unsure-unsur protein tertentu pada sitoskeleton. Protein-protein membran ini tampak secara struktural berperan yang penting dalam mempertahankan bentuk sel serta mungkin ikut serta dalam perubahan-perubahan di permukaan yang terjadi saat sel bergerak. Protein lain berfungsi sebagaimolekul adhesi sel(cell adhesion molecule, CAM). Molekul-molekul ini menonjol ke luar dari permukaan membran dan membentuk lengkung-lengkung atau anggota badan (apendiks) lain yang digunakan oleh sel untuk saling berpegangan dan untuk melekat ke serat-serat jaringan ikat yang menjalin antara sel-sel. Dengan demikian, molekul-molekul inii membantu menyatukan jaringan dan organ. Protein lain, khususnya bersama dengan karbohidrat, penting untuk kemampuan sel mengenali diri (self, yaitu sel dari jenis yang sama) dan dalam interaksi sel ke sel.1. B.Protein perifer, terikat longgar pada permukaan membran dan dapat dengan mudah terlepas dari membran tersebut.Fungsinya,tidak begitu diketahui seperti fungsi protein integral. Protein ini kemungkinan terlibat dalam struktur pendukung dan perubahan bentuk membran saat pembelahan atau pergerakan sel.Karbohidrat Membran.Berkaitan dengan molekul lipid atau protein. Glikolipid dan glikoprotein yang dihasilkan dapat memberikan sisi pengenal permukaan untuk interaksi antar sel, seperti mempertahankan sel-sel darah merah agar tetap terpisah atau memungkinkan penggabungan sel-sel yang sama untuk membentuk sebuah jaringan. Karbohidrat membran berperan dalam pengenalan sel, kemampuan sel untuk membedakan sel yang satu dengan sel lainnya.

TRANSPORT MOLEKUL MELALUI MEMBRANPrinsip dasar : pemeliharaan kehidupan sel bergantung pada kesinambungan gerakan materi ke dalam dan keluar sel. Nutrisi harus masuk, sampah harus keluar, dan ion-ion harus digerakkan ke dua arah tersebut. Pergerakan menembus membran plasma terjadi melalui mekanisme transport aktif dan transport pasif.Transport molekul melewati membrane Pasif = difusi1. Difusi sederhana melalui lipid bilayer2. Difusi sederhana melalui Channel protein3. Difusi terfasilitasi

Aktif, dengan adanya pemanfaatan energy (ATP) = transport aktifDIFUSIpergerakan senyawa dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendahDifusi melalui membrane : Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu senyawa non elektrolit agar dapat berdifusi secara pasif melalui membrane:1. Konsentrasi senyawa pada satu sisi lebih besar dari sisi lain2. Membran harus permiabel terhadap substansi tersebut3. Senyawa tersebut dapat melewati membrane4. Dapat melalui pori Faktor penentu kecepatan penetrasi suatu larutan atau senyawa:1. Kelarutan dalam pelarut nonpolar2. Ukuran partikelPada membrane semipermiabel:Molekul ion bergerak lebih cepat dari pada ion-ion terlarut atau senyawa polarAir dapat bergerak dari konsentrasi rendah ke tinggi = osmosisDifusi ion melalui membraneMembran sangat impermiabel terhadap senyawa bermuatan termasuk ion kecilMembran sel memiliki ion chanel terbuka atau tertutup melaui 2 cara :1. Voltage-gated channels, tergantung pada perbedaan muatan ion pada kedua sisi membrane, contoh : K ion channel2. Ligan-gated channels, terjadi perubhan konformasi molekul dengan adanya molekul yang terikat pada channel ini, contoh : asetilkolin

Difusi terfasilitasiDifusi dari daerah konsentrasi tinggi ke rendahSenyawa berikatan dulu dengan protein carrier atau protein integral membrane.TRANSPORT AKTIFMembutuhkan energyMelibatkan protein integral tertentu (pompa protein)Ada 2 kelompok yaitu:1. Berikatan dengan hidrolisa ATP : Na+/K+-ATP ase (pompa Na-K) Ca2+-ATP ase transport Ca dari RE keluar atau kedalam RE H+/K+ATPase pada sel epitel dalam saluran pencernaan2. Co-transport : berikatan dengan gradien ion Perpindahan glukosa berikatan dengan ion Na sel epitelTransport aktif merupakan system transport yang terarahTerdapat 3 protein transporter yang terlibat dalam transport aktifUniport,pergerakan ion tunggal dalam satu arah, misalnyaprotein pengikat kalsium terdapat dalam membrane plasma dan RE pada sel-sel yang aktif mentransport ion Ca2+dari daerah konsentrasi tinggi baik dari dalam maupun luar RESymport,pergerakan 2 jenis ion dalam arah yang sama. Misalnya, pengambilan asam amino dari usus halus dari sel-sel yang membatasinya memerlukan pengikatan ion Na+dan asam amino secara bersamaan ke protein transporter yang sama.Antiports,pergerakan dua ion pada arah yang berlawanan. Satu ke luar dan yang lain ke dalam sel. Misalnya, banyak sel yang memiliki pompa Na-K yang menggerakkan Na+ke luar sel dan K+ke dalam sel.Symport dan antiport dikenal sebaggai transporter berpasangan, karena kedua tipe ini menggerakkan ion pada saat yang bersamaanProses transport aktifTransport Aktif primer : pompa Na-K.Transport aktif primer memerlukan partisipasi langsung molekul ATP yang kaya energi.Pada transport aktif primer energi digunakan untuk memindahkan ion melawan gradient konsentrasi. Untuk setiap molekul ATP yang digunakan, dua ion K+ dipompa ke dalam sel dan tiga ion Na+ dipompa ke luar sel.Transport aktif sekunder tidak menggunakan ATP secara langsung, energi disediakan oleh gradien konsentrasi ionyang dihasilkan dari transport aktif primerPada transport aktif sekunder, konsentrasi Na+ yang dimantapkan oleh transport aktif primer menggerakkan transport aktif sekunder dari glukosa, Perpindahan glukosa melintasi membran melawan gradient konsentrasi dibantu oleh protein simport untuk pergerakan ion Na+ ke dalam sel.Transport makromolekulPerpindahan makromolekul dari dalam/ke luar sel dapat terjadi dengan cara :Eksositosis_perpindahan molekul dari dalam ke luar selEndositosis_perpindahan/masuknya molekul dari luar ke dalam selEksositosisKonstitutif : suatu materi ditransport dalam vesikula sekretori dan dikeluarkan ke tempat tujuannya dengan bantuan peptide sinyal yang terdapat pada protein yang ditransporRegulatif : materi disekresikan dan disimpan dalam suatu vesikula dan baru dikeluarkan jika ada rangsanganEndositosisPinositosis _perpindahan cairan, senyawa terlarut atau makromolekul tersuspensi dari luar ke dalam selEndositosis melalui perantara reseptor (receptor-mediated endocytosis) _pengikatan suatu senyawa tertentu pada reseptor yang ada pada membran plasma.Fagositosis : partikel besar ( > 0.5m diameter) dari lingkungan_terbentuk fagosom Fagosom berperan bersama-sama dengan lisosom _fagolisosom Contoh sel : makrofag, neutrofil

DAFTAR PUSTAKAAnonym. Membran sel. http//:http://www.fp.unud.ac.id/biotek/wp/pertemuan-iii-membran-sel.pttWidjaja NMR. Transport membran. http//:http://www.fkh.unair.ac.id/materi/materi kuliah 2010/bahan ajar fisiologi veteriner/kelas regular/transport membran 2008.pdf.Anonym. 2009. Struktur dan fungsi membran sel. http//:www. Sith . itb . ac . id// strukturdanfungsimembransel-februari09.pdf>Sherwood. L. 2001. Fisiologi manusia dari sel ke system. Edisi 2. EGC, JakartaSloane.E. 2004. Anatomi dan fisiologi untuk pemula.EGC, Jakarta.