Dinding sel dan membran sel

Membran sel

Membran sel adalah selaput yang terletak paling luar dan tersusun dari senyawa kimia lipoprotein (gabungan dari senyawa lemak atau lipid dengan senyawa protein). Membran sel disebut juga membran plasma atau selaput plasma.

Lemak bersifat hidrofobik karena tidak larut dalam air, sedangkan protein bersifat hidrofilik karena larut dalam air. Oleh karena itu, selaput plasma bersifat selektif permeabel (hanya dapat memasukkan /dilewati molekul tertentu saja) atau semipermeabel. Membran sel membatasi segala kegiatan yang terjadi di dalam sel sehingga tidak mudah terganggu oleh pengaruh dari luar.

Membran sel dapat dibedakan berdasarkan

perbedaan komposisi lipid dan protein. Berikut

adalah macam-macam membran sel:

1.Sarkolema yang terdapat di dalam sel otot

(miosit)

2.Oolema yang terdapat di dalam oosit

3.Aksolema yang terdapat di dalam akson

4.Secara historis, membran plasma juga dirujuk

sebagai plasmalemma.

Fosfolipid:

Membran sel terbuat dari dua lapis fosfolipid dan

setiap molekul fosfolipid memiliki kepala dan

sepasang ekor. Kepala daerah hidrofilik

(ketertarikan terhadap molekul air) dan ujung ekor

hidrofobik (tinggal jauh dari molekul air). Kedua

lapisan fosfolipid yang diatur sedemikian rupa

sehingga daerah kepala membentuk permukaan

luar dan dalam membran ini dan ekor berakhir

mendekati ke tengah membran sel. Selain

fosfolipid, membran sel menampung jenis

molekul protein, yang tertanam di lapisan

fosfolipid. Sebagian besar dari molekul protein ini

serta fosfolipid ini mampu pergerakan lateral.

Protein Membran:

Protein ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga

subdivisi utama – integral, protein perifer dan

protein transmembran. Bagian integral

menjangkau seluruh lebar membran sel,

sedangkan yang perifer ditemukan pada

permukaan bagian dalam atau luarnya. Mereka

yang berada di kategori ketiga ditemukan

berlabuh ke membran dengan bantuan molekul

lipid.

› peripheral proteins

Terikat secara longgar

pada permukaan

membran.

› integral proteins

Protein integral memiliki

domain membentang di luar

sel dan di sitoplasma. Protein

integral berfungsiuntuk

memasukkan zat –zat yang

berukuran besar.

Protein trannmembran

Karbohidrat

Membran plasma juga mengandung karbohidrat

terutama gilikoprotein, tetapi denan beberapa

gilikolipid. Untuk sebagian besar, gilikosilasi tidak

terjadi pada membran dalam sel, bukan juga

terjadi pada permukaan ekstraseluler membran

plasma.

1.Pelindung bagi sel agar isi sel tidak keluar

2.Pengatur pertukaran zat yang keluar masuk ke

dalam sel

3.Melakukan seleksi terhadap zat yang boleh

keluar dan masuk dari dalam atau luar sel (selektif

permeable)

4.Tersusun atas Karbohidrat, protein, dan lemak

Membran sel berfungsi

Membran sel menjaga komponen-komponen

sel tetap terisolasi dari lingkungan luar. Membran

sel mengelilingi sitoplasma sel hidup, secara fisik

memisahkan komponen intraseluler dari

lingkungan ekstraseluler. Jamur, bakteri, dan

tumbuhan juga memiliki dinding sel yang

menyediakan dukungan mekanik untuk sel dan

menghalang bagian dari molekul-molekul yang

lebih besar.

Membran sel juga berperan dalam penahan

sitoskeleton yang memberikan bentuk sel dan

membantu sel-sel untuk membentuk jaringan.

Protein yang ada pada membran sel dapat

berfungsi sebagai enzim.

Membran sel juga berfungsi sebagai media

komunikasi antara sel dengan lingkungan.

Membran sel bersifat selektif permeabel dan

mampu mengatur apa yang masuk dan keluar sel,

sehingga memudahkan pengangkutan bahan-

bahan yang diperlukan untuk bertahan hidup.

Gerakan zat di membran sel dapat menjadi pasif

dan menjadi aktif ketika terdapat energi.

Membran juga mempertahankan sel yang

potensial. Membran sel bekerja seperti filter yang

mencegah virus masuk ke dalam sel

Salah satu fungsi dari membran sel adalah

sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua

arah. Molekul yang dapat melewati membran sel

antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan

molekul polar yang sangat kecil (air, etanol).

Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul

polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan

substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme

khusus agar dapat masuk ke dalam sel.

1. Transpor Pasif

Transpor pasif merupakan suatu perpindahan

molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor

pasif ini bersifat spontan. Difusi dan osmosis

merupakan contoh dari transpor pasif. Contoh

molekul yang berpindah dengan transpor pasif

ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan

lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi

transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan

protein transpor.

1.Difusi adalah gerakan molekul dari suatu daerah

dengan konsentrasi yang tinggi ke daerah lain

dengan konsentrasi lebih rendah yang disebabkan

oleh energi kinetik molekul-molekul tersebut.

Kecepatan difusi melalui membran sel tergantung

pada perbedaan konsentrasi, ukuran molekul,

muatan, daya larut partikel-partikel dalam lipid

dan suhu.

Proses difusi

Pergerakan zat terlarut dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi

rendah

Transpor pasif : tidak memerlukan energi

2. Osmosis adalah difusi dari tiap pelarut melalui

suatu selaput yang permeabel secara diferensial.

Pelarut universal adalah air. Jadi, dapat dikatakan

bahwa osmosis adalah difusi air melalui selaput

yang permeabel secara diferensial dari pelarut

berkonsentrasi tinggi (banyak air) ke pelarut yang

berkonsentrasi rendah (sedikit air). Proses osmosis

akan berhenti jika konsentrasi di dalam dan di luar

sel telah seimbang.

Difusi air dari konsentrasi air tinggi ke konsentrasi air rendah

melalui membran semipermeabe

2.Transpor 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 ionofor. Ionofor merupakan antibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun membran buatan.

Molekul gula dan asam amino diangkut secara aktif ke dalam sel menggunakan energi. Energi ini di peroleh dari gradien konsentrasi Na+ yang terjadi pada pengangkutan natrium-kalium. Dengan bantuan suatu protein transpor khusus, molekul glukosa dan ion natrium masuk ke dalam sel bersama-sama.

Molekul-molekul dapat bergerak melawan gradien konsentrasi

Perubahan bentuk, mentransport solute dari satu sisi membran ke yang lainnya

conformational change

ATP

low

high

Dinding sel adalah lapisan yang mengelilingi

beberapa jenis sel. Dinding sel strukturnya kuat,

fleksibel, namun terkadang kaku. Dinding sel

terletak di luar membran sel dan melindungi sel,

disamping bertindak sebagai penyaring. Fungsi

utama dari dinding sel adalah sebagai penahan

tekanan berlebihan ketika air memasuki sel.

Dinding sel ditemukan pada sel tumbuhan, bakteri,

jamur, alga, dan beberapa archaebacteria. Sel

hewan dan protozoa tidak memiliki dinding sel.

Dinding sel menyebabkan sel tidak dapat

bergerak dan berkembang bebas, layaknya sel

tumbuhan. Namun demikian, hal ini berakibat

positif karena dinding-dinding sel dapat

memberikan dukungan, perlindungan dan

penyaring (filter) bagi struktur dan fungsi sel sendiri.

Dinding sel mencegah kelebihan air yang masuk

ke dalam sel.

1. Struktur Dinding Sel

Dinding sel memberikan kekakuan dan kekuatan

pada sel, serta memberikan perlindungan

terhadap tekanan mekanik. Dalam organisme

multiseluler, sifat ini memungkinkan organisme

untuk melakukan morphogenesis. Dinding sel juga

membatasi masuknya molekul yang mungkin

beracun bagi sel. Hal ini memungkinkan

penciptaan lingkungan osmosis yang stabil

dengan mencegah osmosis lisis dan menahan air.

Komposisi, sifat, dan bentuk dinding sel mungkin

berubah selama siklus sel dan tergantung pada

kondisi pertumbuhannya.

Kekakuan Dinding Sel

Kekakuan dindng sel seringkali berlebihan. Dalam

kebanyakan sel, dinding sel bersifat fleksibel. Ini

berarti bahwa dinding sel dapat membungkuk

daripada menjaga bentuk yang tetap, tetapi

memiliki kekuatan menarik yang cukup. Kekakuan

ini diciptakan oleh tekanan turgor hidrolik.

Fleksibilitas dinding sel terlihat ketika tumbuhan

layu, sehingga batang dan daun mulai terkulai. Ini

disebabkan karena dinding sel kekurangan air.

Permeabilitas

Kebanyakan dinding sel pada tumbuhan adalah

semi permeabel dan memberikan akses terhadap

molekul yang kecil dan protein kecil. Nutrisi

penting, khususnya air dan karbon dioksida,

didistribusikan di seluruh tumbuhan dari dinding sel

melalui aliran apoplastik. pH adalah faktor penting

untuk mengatur transportasi molekul melalui

dinding sel.

Dinding Sel pada Tumbuhan

Dinding sel pada tumbuhan harus memiliki

kekuatan tarik yang cukup untuk menahan

tekanan osmosis yang dihasilkan dari perbedaan

dalam konsentrasi zat terlarut antara sel interior

dan air di bagian ekstraseluler. Dinding sel memiliki

ukuran tebal sekitar 0,1 µm.

. Lapisan Dinding Sel

Dinding sel pada tumbuhan terdiri dari tiga lapisan

yaitu:

Lamela tengah, merupakan lapisan yang kaya

pektin. Lapisan terluar ini berfungsi sebagai

penghubung antara sel-sel tanaman yang

berdekatan dan saling menempelkannya.

Dinding sel primer, umumnya tipis dan fleksibel.

Dinding sel primer terbentuk sementara sel tumbuh.

Dinding sel sekunder, merupakan lapisan tebal

yang terbentuk dalam dinding sel utama setelah

sel menjadi dewasa. Dinding sel sekunder tidak

ditemukan di dalam semua jenis sel dan hanya

ditemukan di dalam pembuluh kayu.

Komposisi Dinding Sel

Di dalam dinding sel primer pada tumbuhan

mengandung sebagian besar karbohidrat,

selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Selulosa

mikrofibril terhubung untuk membentuk jaringan

selulosa, yang tertanam dalam matriks pektin.

Hemiselulosa yang paling umum di dinding sel

adalah xyloglukan. Di dalam sel rumput, xyloglukan

dan pektin berkurang dan digantikan oleh

glukoranarabinoksilan, yang merupakan jenis lain

dari hemiselulosa. Dinding sel tumbuh dengan

mekanisme yang disebut asam pertumbuhan.

Bagian luar dinding sel epidermis tumbuhan

biasanya diresapi dengan cutin dan lilin,

membentuk penghalang permeabilitas yang

dikenal sebagai kutikula tumbuhan.

Dinding sel sekunder berisi berbagai macam

senyawa tambahan yang mengubah sifat

mekanik dan permeabilitas. Membentuk kayu

yang meliputi:

Selulosa, 35-50%

Xylan, 20-35%, sejenis hemiselulosa

Lignin, 10-25%, yang merupakan polimer fenolik

kompleks yang menembus ruang di dinding sel

antara selulosa, hemiselulosa, dan komponen

pektin. Fungsinya untuk mengendalikan air dan

memperkuat dinding.

Fungsi Dinding Sel

Secara ringkas, fungsi dinding sel adalah sebagai berikut:

1.Mempertahankan dan menentukan bentuk sel (analog dengan sebuah kerangka eksternal untuk setiap sel).

2.Membedakan sel tumbuhan dan sel hewan. Dimana pada sel hewan tidak terdapat dinding sel.

3.Dukungan dan kekuatan mekanik (memungkinkan tanaman untuk dapat tumbuh tinggi, membuat helaian daun yang tipis dapat diposisikan secara baik untuk mendapatkan cahaya).

4.Dinding sel mengandung berbagai enzim dan memainkan peran penting dalam penyerapan, transportasi, dan sekresi zat dalam tumbuhan

5.Mencegah membran sel meledak saat berada

di dalam medium hipotonik (yaitu, tahan tekanan

air).

6.Penyimpan karbohidrat.

7.sel memainkan peran dalam pertahanan

terhadap bakteri dan jamur patogen dengan

menerima dan pengolahan informasi dari

permukaan patogen dan mengirimkan informasi ini

untuk membran plasma sel inang.

8.Mengendalikan laju dan arah pertumbuhan sel

dan mengatur volume sel.

9.Bertanggung jawab dalam desain dan

mengendalikan morfogenesis tanaman sejak

dinding tanaman berkembang hingga

penambahan sel.