Struktur Fungsi Membran Plasma: Biologi Sel Dan Molekuler

Biologi sel dan molekuler

Struktur fungsi membran plasma Nama anggota kelompok 3:  Detty Safitri (15304241013)  Melati Astria Jayanti (15304241016)  Dimas Bayu Pamungkas (15304241019)  Nurussani Fafi Rohmatillah (15304241029)  Fazha Sefira Cahya Resti (15304241033)  Tsamrotul Qolbiyah (15304241034)  Dwi Arifiani (15304244007)

Sejarah Perkembangan Membran Teori Mozaic Fluid Model Struktur dan Fungsi Membran

Transport Membran

Definisi Membran Plasma Membran pembungkus sel berupa struktur lembut, lentur dan tipis yang tebalnya hanya 7,5-10 nanomikron. Semua sel (hewan dan tumbuhan) memiliki membran plasma, tapi sel tumbuhan masih dilapisi dinding sel (bagian luar) sedangkan pada sel hewan tidak.

Membran plasma, plasmalemma atau disebut membran sel, karena keberadaan dan peranannya sebagai: • pemisah antara cairan ekstraseluler dan intraseluler. • Pelindung cairan intraseluler dan organelorganel dalam sel. • Serta transportasi berbagai molekul (makro molekul dan mikromolekul).

Sejarah Perkembangan Teori Membran Plasma → meneliti membran eritrosit manusia, terdiri 2 lapisan molekul lemak (lipid bilayer/ bimolekular) yang bersifat hidrofilik (hadap keluar) dan hidrofobik (hadap ke dlm).

Struktur membran menurut gorter dan grendel

Membran plasma memperlihatkan trilaminar (tiga lapisan). Dua lapisan luar merupakan lapisan yang gelap dan bersifat osmofilik dan lapisan tengah atau lapisan terang bersifat osmofobik.

Mempelajari permeabilitas membran sel terhadap zat, menemukan bahwa zat yang larut dalam lemak dapat merembes lebih baik dari pada zat yang tidak larut dalam lemak, sehingga Overton menduga bahwa membran plasma terdiri dari lemak.

Struktur membran plasma seperti mosaik cair (fluid mosaic model), terdiri atas satu lapis lemak bimolekuler dan terdapat gumpalan-gumpalan protein. Gumpalan protein yang menempel pada permukaan lapis lemak disebut protein ekstrinsik (periferal), dan yang menembus lapisan lemak dinamakan protein intrinsik (integral)

Tahun 1972 Singer dan Nicolson mengajukan teori: • Teori lembaran (leaflet theory), yaitu membran plasma tersusun lapis-lapis. • Teori bola-bola (globular theory), dimana komponen lipid-protein berbentuk seperti bola-bola tersusun seperti lembaran. • Teori dinamis, yaitu struktur membran dapat berbentuk lembaran berlapis dan dapat berubah menjadi susunan bola-bola.

MODEL MOZAIK FLUIDA

 Model fluid mosaik menjelaskan bahwa membran sel berbentuk cairan (tersusun dari asam lemak tidak jenuh) dan memiliki mosaik protein (tersusun menyebar) yang bervariasi dan menyisip atau menempel pada lapisan ganda (bilayer) fosfolipid.  Matriks membran yang terdiri atas dua lapisan lipida dan berbagai macam jenis protein, seperti protein Perifer, protein integral, protein channel itu tidak berkesinambungan namun saling menyesuaikan menurut susunan yang teratur atau tidak teratur (susunan yang asimetris).

Keistimewaan dari Model Mosaik Cair (“Fluid Mosaic Model”)

Sisi yang tertentu pada membran dipertahankan oleh ketahanan lapisan ganda lipid terhadap berpindahnya molekul fosfolipida secara individu, dari suatu sisi membran ke sisi yang lain. Ketahanan ini disebabkan karena sejumlah besar energi diperlukan untuk mendorong kepala fosfolipida polar yang bermuatan melalui bagian pusat hidrokarbon pada membran. Ketahanan ini disebabkan karena sejumlah besar energi diperlukan untuk mendorong kepala fosfolipida polar yang bermuatan melalui bagian pusat hidrokarbon pada membran.

GERAK LIPIDA DAN PROTEIN DALAM MEMBRAN SEL

Membran bukan lembaran kaku Keutuhan membrane dijaga oleh interaksi hidrofobik yang jauh lebih lemah dari ikatan kovalen Lipid dan protein dapat bergeser dalam ruangan yang penuh sesak

Fluiditas membran sel

 Pada suhu tinggi susunan fosfolipid membran sel menjadi renggang  Hal ini dapat mempengaruhi permeabilitas membran sel.  kolesterol dapat mengontrol membran dengan menghambat gerakan-gerakan fosfolipid.

Suhu tinggi

 Pada suhu rendah, menyebabkan ekor hidrofobik asam lemak menjadi lebih rapat sama lain.  untuk menjaga stabilitas membran pada suhu rendah didukung oleh kolesterol  Sel yang hidup pada suhu rendah biasanya memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh yang lebih tinggi.

Suhu rendah

Struktur & Fungsi Membran Sel Membran sel tersusun atas lipida dan protein (lipoprotein).

• lipid

Komponen penyusun membran sel Fosfolipid bilayer

Fungsi : • Merupakan penyusun utama membran • Bertindak sebagai penghalang, menjaga air keluar dari sel dan menjaga sitoplasma di dalam sel

Glikolipid

Glikolipid adalah molekul lipid yang mengandung karbohidrat polar, seperti galaktosa atau glukosa. Fungsi Glikolipid : Sebagai marker permukaan SDM untuk penggolongan darah ABO, sebagai antigen yang bertanggungjawab untuk interaksi golongan darah, sebagai tempat pengenal oleh antibodi pada reaksi imunitas, serta sebagai energi cadangan sel.

Spingolipid

Lemak yang mengandung spingosin, yaitu suatu

alkohol

hidrokarbon

amino

tidak

dibandingkan gliserol.

jenuh

dengan yang

rantai panjang

Spingolipid

terdapat

terbesar

Spingolipid Spingomielin memiliki suatu ikatan amida dengan gugus amino dari spingosin dan memiliki fosforil kolin yang melekat dengan gugus hidroksil terminal melalui ikatan ester

kepala polar Spingolipid 2 ekor nonpolar

Kolesterol  Memiliki gugus hidroksil, dimana gugus hidroksil dari kolesterol yang bersifat hidrofilik menentukan orientasi molekul ini pada membran sel.  Memiliki 4 cincin hidrokarbon menyatu yang merupakan komponen larut dalam lemak.  Memiliki ekor hidrokarbon.  Terletak menyisip diantara membran fosfolipid.  Fungsi : Mencegah berdemptenya membran fosfolipid

Protein membran • Model mosaik cair menegaskan ada dua kelompok utama dari protein membran yaitu protein integral dan protein perifer. • Protein integral tinggal pada kedudukan yang stabil pada bilayer karena seperti lipid membran, adanya perubahan pada orientasi akan menampakkan daerah hidrofobiknya pada sekeliling yang berair. • Protein integral memiliki gugus R asam amino yang bersifat hidrofobik pada permukaan protein yang akan menyebabkan protein tersebut melarut di dalam bagiaan hidrofobik di tengahtengah lapisan ganda. • Protein integral membran yang meliputi enzim dan sistem transport, bersifat inaktif kecuali jika protein ini ditempatkan di dalam inti hidrofobik dari lapisan ganda. • Protein Perifer memiliki gugus R hidrofilik pada permukaannya, yang terikat oleh gaya tarik elektrostatik dengan bagian kepala polar dari lipida lapisan ganda, yang bersifat hidrofilik dan bermuatan listrik. • Karena penggabungan yang erat dengan membran dalam yang nonpolar, protein integral membran dapat bergeser hanya oleh keadaan yang mengganggu seperti deterjen atau pelarut nonpolar yang merusak bilayer dalam keterbatasan ini protein integral menjadi berpotensi bebas menggantikan molekul fosfolipid dan bergerak lateral menembus bilayer cair

Protein

• Protein Integral

• Protein Perifer

Sifat Khas Protein Membran Integral dan Perifer Sifat Yang Khas

Protein Integral

Protein Perifer

Lokasi di Mebran

Terbenam pada membran dalam yang hidrofobik

Terikat pada permukaan membran

Yang diperlukan untuk bebas dari membran

Hanya dapat dibebaskan oleh agen yang merusak membran bilayer seperti detergen

Dibebaskan melalui perlakuan yang menyebabkan kerusakan bilayer seoerti kenaikan konsentrasi garam

Bergabung dengan lipid bila dibebaskan

Biasanya bergabung dengan lipid

Tidak bergabung dengan lipid

Kelarutan

Biasanya tidak larut pada media yang berair

Biasanya larut pada media air

• Protein Integral  Protein integral atau protein intrinsik adalah protein yang seluruhnya atau sebagiannya terbenam dalam dua lapis lipid, bersifat amfipatik, dan berbentuk globular.  Protein integral dapat berupa protein channel atau protein carrier  Protein channel : protein yang bagian dalamnya bersifat hidrofilik yang digunakan oleh ion dan molekul polar, tidak butuh ATP  Protein carrier : Protein yang membawa molekul dengan cara mengikatnya untuk dibawa masuk ke dalam sitoplasma, dalam pengangkutan membutuhkan ATP

• Protein Perifer

 Protein Perifer atau ekstrinsik terdapat pada permukaan membran plasma. Protein ini tidak mengadakan

interaksi secara langsung dengan fosfolipid dalam membran plasma.

Fungsi lain protein pada membran sel  Sebagai kerangka membran, Kerangka membran atau disebut juga sitoskeleton mempunyai 3 macam jenis yaitu mikrotubulus, mikrofilamen dan filamen intermediet.  Protein berfungsi sebagai enzim, Protein dapat berfungsi sebagai enzim untuk mengkatalis reaksi-reaksi kimia dalam membran plasma.  Protein berfungsi dalam sistem transport elektron, kompleks-kompleks dalam sistem transport elektron tersusun dari protein, dimana protein tersebut berfungsi sebagai enzim dalam menerima elektron-elektron sehingga dihasilkan energi.

Glikoprotein Keberagaman molekul dan lokasinya pada permukaan sel oligosakarida dapat berfungsi sebagai penanda yang membedakan satu sel dari sel yang lainnya, berperan dalam sistem kekebalan dan membantu mengorientasi glikoprotein ke dalam posisi yang cocok pada membrane sel.

permukaan sel -> sugar coating

Protein yang mengandung karbohidrat atau terikat pada rantai karbohidrat secara kovalen. Karbohidrat berupa monosakarida tunggal atau oligosakarida

Glikoprotein juga berperan dalam transport intra dan ekstraselluler dari protein.

Kompertemenisasi

Interaksi Antar Sel

Fungsi Membran secara umum

Membran sel sebagai Perantara atau Selektif Permeabel

• Membran sel menyelubungi isi seluruh sel, membatasi nukleus dan ruang-ruang di sitoplasma.

• Membran sel menyilahkan sel untuk saling mengenal kemudian saling bertukar substansi dan informasi

• Kemampuan membrane plasma meluluskan substansi tertentu masuk ke atau keluar dari sel, tetapi membatasi pergerakan substansi tertentu

Permeabilitas membrane plasma tergantung dari :

Pelindung sel dan menciptakan homeostasis sel

• Ukuran Sel • Kelarutan dalam Lemak • Muatan Ion • Ada atau tidaknya molekul pengangkut

• Melindungi bagian sel yang terletak lebih dalam atau sebagai pembatas antar isi sel serta mempertahankan lingkungan intraseluler dan ekstraseluler

Perubahan Energi

Transfer Informasi

• Membran sel sangat terlibat dalam proses perubahan energi dalam membrane plasma dari mitokondria dan kloroplas

• Pada membran terdapat reseptor yang mampu mengkombinasi dengan molekul tertentu dengan bentuk yang sesuai disebut dengan ligand yang dapat memberikan stimulus.

Penyedia Enzim

• Beberapa enzim dapat ditemukan pada bagian membran ,contoh NaKactivated ATPase yang berikatan dengan pompa sodium dan kalium yang terdapat di dalam membrane sel

Sebagai Perantara

• Membran sel merupakan perantara bagi keluar masuknya zat terlarut dengan permeabilitas selektif.

Pergerakan Substansi melewati Membran

• Substansi bergerak menembus membrane sel harus mampu masuk untuk menyokong agar sel itu hidup, sebaliknya zat-zat buangan yang dihasilkan dibuang keluar tubuh. Pergerakan substansi dapat dilakukan secara aktif maupun pasif

F. Transpor Membran Difusi Osmosis Transpor Pasif Difusi Difasilitasi

Endositosis Fagositosis Transpor Aktif

Pinositosis Endositosis dengan bantuan reseptor Eksositosis

Transpor pasif merupakan Transpor yang tidak memerlukan energi. Transpor pasif ini bersifat spontan dan berlangsung akibat adanya perbedaan konsentrasi antara zat dan larutan

Osmosis Termasuk peristiwa difusi, pada osmosis yang bergerak melalui membran semipermiabel adalah air atau larutan dari hipotonis ke hipertonis.

Difusi Difasilitasi Suatu proses dimana molekul diangkut melintasi membran plasma dengan bantuan protein membran.

Transpor aktif merupakanTranspor yang memerlukan energi berupa ATP yaitu energi kimia yang tinggi yang 2.TransporAktif berasal dari hasil respirasi sel

“

Proses pompa Natrium-Kalium • 1. Na+ pada sitoplasma berikatan dengan pompa natrium-kalium. Afinitas terhadap Na+ tinggi saat protein berbentuk seperti ini. • 2. Pengikatan Na+ merangsang fosforilasi (penambahan gugus fosfat) protein oleh ATP. • 3. Fosforilasi menyebabkan protein berubah bentuk, sehingga afinitasnya terhadap Na+ menurun, dan dilepaskan ke sebelah luar. • 4. Bentuk baru protein memiliki afinitas tinggi terhadap K+, yang berikatan ke sisi ekstraseluler, dan memicu pelepasan gugus fosfat. • 5. Hilangnya fosfat mengembalikan bentuk awal protein, yang memiliki afinitas lebih rendah terhadap K+ • 6. K+ dilepaskan,afinitas terhadap Na+ tinggi lagi, dan siklus ini berulang.

1. Fagositosis Fagositosis adalah peristiwa sel menelan partikel dengan cara menyelubungi partikel dengan pseudopodia dan mengemasnya dalam vakuola.

2. Pinositosis Suatu peristiwa dimana sel menelan droplet-droplet pada cairan ekstraseluler ke dalam vesikel kecil. Bukan cairan itu sendiri yang dibutuhkan oleh sel, melainkan molekul-molekul yang terlarut dalam droplet tersebut karena semua zat yang terlarut ditelan oleh sel, zat-zat ditransfer oleh pinositosis.

3. Endositosis dengan bantuan reseptor Berbeda dengan pinositosis, endositosis yang diperantarai oleh reseptor, pada membran sel bagian luar terdapat protein yang memiliki tempat reseptor yang spesifik.

Eksositosis Suatu mekanisme transport dimana sel mensekresikan makromolekul dengan cara menggabungkan atau melebarkan vesikula saat mendekat menuju membrane plasma

Eksositosis -Hasil eksositosis adalah mengusir molekul di luar sel. -Eksositosis menyebabkan kerusakan vesikel. -Ada pelepasan enzim, hormon, protein dan glukosa untuk digunakan di bagian tubuh lainnya. -Mereka mungkin memiliki neurotransmitter dalam kasus sel-sel neuron. -Sel-sel berkomunikasi dengan sistem kekebalan tubuh atau mekanisme pertahanan dari sel atau badan dalam kasus infeksi. -Eksositosis membantu dalam mengeluarkan sampah dari tubuh.

Jazakillah khoir

Terimakasih

Thankyou