Top Banner
04/03/2009 1 STRUKTUR DAN FUNGSI MEMBRAN SEL Struktur membran plasma / plasmalema Gortel & Grendel (1925) Lipid bilayer Membran berupa struktur yang membatasi sel, terdiri atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob gugus polar mengarah ke bagian luar dari bilayer, sedangkan gugus hidrofob (rantai asam lemak) berada di bagian tengah dari lipid bilayer
15

Struktur Dan Fungsi Membran Sel

Jun 19, 2015

Download

Documents

Dawam Suprayogi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

1

STRUKTUR DAN FUNGSI

MEMBRAN SEL

Struktur membran plasma / plasmalema

�Gortel & Grendel (1925) � Lipid bilayer

– Membran berupa struktur yang membatasi sel, terdiri atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob

– gugus polar mengarah ke bagian luar dari bilayer, sedangkan gugus hidrofob (rantai asam lemak) berada di bagian tengah dari lipid bilayer

Page 2: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

2

�Davson & Danielli (1954)

� membran merupakan struktur lipid bilayer yang disisipi dengan protein globular yang melintasimembran dan terdapat pula protein di permukaanluar dan dalam membran.

• Singer & Nicholson (1972) ���� model mosaik / ‘fluid

mozaic’– membran plasma terdiri atas lipid bilayer yang berada dalam keadaan

fluid dan dapat bergerak lateral dalam daerah membran ���� struktur

dinamis ���� interaksi yang sementara atau semipermanen.

– Protein terdistribusi secara mosaik yang berbeda dengan lipid ����

partikel tidak membentuk suatu lapisan yang kontinyu. Protein dapat

melintasi membran fosfolipid, atau berada di bagian tepi sel

Page 3: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

3

Dinamika membran plasma

• Pergerakan Flip flop � adanya enzim flippase

� gerakan transmembran pasif.

• Pergerakan ke arah lateral

Komposisi Kimia dari Membran

Membran mengandung :

– Lipid bilayer � kerangka

struktur membran dan

berfungsi sebagai penghalang

(‘barrier’) yang membatasi

pergerakan molekul secara

acak

– Protein � fungsi khusus

– Karbohidrat � berikatan

dengan lipida (glikolipid ) atau

perotein (glikoprotein

Page 4: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

4

Lipid membran :Membran mengandung lipida yang

bersifat amfipatik

� memiliki gugus yang bersifat

hidrofilik dan hidrofobik.

Tipe lipid membran :

� Fosfogliserida

� Sfingolipida

� Kolesterol

Fosfogliserida

� Fosfolipid yang mengandung

gugus fosfat

• Kolesterol

– Banyak terdapat pada membran sel hewan � + 50% dari molekul lipid.

– membran sel tumbuhan dan semua sel bakteri tidak banyak mengandung kolesterol.

– lebih sedikit dibandingkan lipida membran lainnya dan tidak terlalu bersifat amfipatik.

– Gugus hidroksil dari kolesterol yang bersifat hidrofilik menentukan orientasi molekul ini pada membran sel. Gugus hidroksil berada pada bagian permukaan membran

kolesterol

Page 5: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

5

Protein membran

Ada 3 kelompok protein :

A. integral � amfipatik

B. perifer berikatan dengan permukaan membran dengan ikatan

nonkovalen

C. protein yang berikatan dengan lipid, yang berlokasi di luar membran

lipid, pada ekstraselular atau sitoplasmik.

Karbohidrat membran

• karbohidrat berikatan secara

kovalen pada lipid dan

protein.

• Pada membran plasma

terkandung 2 – 10%

karbohidrat.

�membran plasma sel darah

merah manusia mengandung

52% protein, 40% lipid dan 8 %

KH.

• dapat menentukan golongan

darah seseorang. A, B, AB, O

Page 6: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

6

Fungsi membran sel :

� Pembatas• lapisan yang bersinambungan

• melingkupi sel, inti, organel

� pembatas yang bersifat selektifpermeabel

• mencegah pertukaran molekul dari satu sisike bagian lainnya.

• memungkinkan substansi tertentu masuk kesitoplasma dari lingkungan luar

• mencegah masuknya senyawa tertentumasuk ke sitoplasma

� komunikasi antara sel

� mendukung aktivitas biokimia yang berlangsung di dalam sel• Beberapa proses di dalam sel tergantung

pada suatu serial reaksi yang dikatalis olehenzim yang terdapat dalam membran, produk suatu reaksi akan bertindak sebagaireaktan untuk reaksi selanjutnya. Jika enzimyang berbeda pada membran berada dalamsusunan yang berurutan, produk suatureaksi dapat dilepaskan ke dekat enzimuntuk reaksi berikutnya.

� perpindahan suatu senyawa terlarut

� Memberikan respons terhadap

rangsangan luar

� berperan dalam memberi respons terhadap

rangsangan luar ���� transduksi sinyal ����

reseptor + ligand.

� Tipe sel yang berbeda memiliki molekul

reseptor yang berbeda

� interaksi interselular

�membran plasma mengantarai interaksi

antar sel dalam organisme multiselular

� Transduksi energi

� terlibat dalam proses perubahan energi

ke bentuk energi lain.

Page 7: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

7

Transport molekul melalui membran

Fungsi membran sel :• mempertahankan materi terlarut dalam sel dan

tidak boleh bocor ke lingkungan• harus ada pertukaran material

Membran lipid • ideal untuk mencegah hilangnya senyawa

bermuatan dan polar, termasuk ion, gula dan asamamino.

• Sel harus memungkinkan terjadinya gerakannutrien, gas O2 dan CO2, hormon, limbah, komponen lainnya.

Transport molekul melalui membran

• pasif � difusi

– difusi sederhana melalui lipid bilayer

– difusi sederhana melalui channel protein

– difusi terfasilitasi

• aktif � dengan adanya pemanfaatan energi (ATP) �transport aktif

Page 8: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

8

Transport molekul melalui membran

DIFUSI

� pergerakan senyawa dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke yang rendah.

Difusi melalui membran

• Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu senyawa nonelektrolit agar dapat berdifusi secara pasif melalui membran :

– konsentrasi senyawa pada satu sisi > sisi lain

– membran harus permeable terhadap substansi tersebut.• Senyawa tsb dapat melalui membran

• Dapat melalui pori aqueous

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

– ukuran

Page 9: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

9

DIFUSI– Difusi : pergerakan senyawa dari

daerah dengan konsentrasi tinggi ke yang rendah.

Difusi melalui membran

• Persyaratan yang harus dimiliki oleh suatu senyawa nonelektrolit agar dapat berdifusi secara pasif melalui membran. – konsentrasi senyawa pada satu sisi >

sisi lain

– membran harus permeable terhadap substansi tersebut.

• Senyawa tsb dapat melalui membran

• Dapat melalui pori aqueous

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

– ukuran

Page 10: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

10

Pada membran semipermeable :

• molekul air bergerak lebih cepat daripada ion-ion terlarut atau senyawa polar

• Air dapat bergerak dari daerah konsentrasi rendah ke yang tinggi. � osmosis

Difusi ion melalui membran

• Membran sangat impermeable terhadap

senyawa bermuatan termasuk ion kecil.

• Membran sel memiliki ion channel yang permeable untuk ion tertentu.

Ion channel terbuka atau tertutup melalui

2 cara :

– voltage-gated channels � tergantung pada perbedaan muatan ion pada kedua sisi membran, contoh K-ion channel

– ligand-gated channels � terjadi perubahan konformasi molekul dengan adanya molekul yang terikat pada channel ini., contoh asetilkolin

Page 11: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

11

Difusi terfasilitasi

• difusi dari daerah konsentrasi

tinggi ���� rendah

• senyawa berikatan dulu dengan

facilitative transporter (protein

carrier – protein integral

membran) ���� fasilitator difusi

pada membran sel

Transport aktif• membutuhkan energi

• melibatkan protein integral tertentu � pompa protein

• Ada 2 kelompok :– 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

– Co-transport : berkaitan dengan gradien ion

• Perpindahan glukosa berkaitan dengan ion Na – sel epitel

• Sukrosa – ion H+ � pada tumbuhan

Page 12: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

12

Transport aktif merupakan

system transport yang terarah.

Terdapat tiga protein transporter yang terlibat dalam transport aktif :• Uniport, pergerakan ion tunggal dalam satu arah, misalnya protein 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 RE

• Symport, pergerakan dua jenis ion dalam arah yang sama. Misalnya, pengambilanasam amino dari usus halus ke sel-sel yang membatasinya memerlukan pengikatanion 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 sebagai transporter berpasangan, karena kedua tipe inimenggerakkan ion pada saat yang bersamaan.

Page 13: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

13

Proses transpor aktif• Transport Aktif primer : pompa Na-K.

Transport aktif primer memerlukan partisipasi langsung molekul ATP yang kaya energi.

PadaPada transport transport aktifaktif primer primer energienergi digunakandigunakan untukuntuk memindahkanmemindahkan ion ion melawanmelawangradient gradient konsentrasikonsentrasi. . UntukUntuk setiapsetiap molekulmolekul ATP yang ATP yang digunakandigunakan, , duadua ion K+ ion K+ dipompadipompakeke dalamdalam selsel dandan tigatiga ion Na+ ion Na+ dipompadipompa keke luarluar sel.sel.

• Transport aktif sekunder tidak menggunakan ATP secara langsung, energi disediakan oleh gradien konsentrasi ion yang dihasilkan dari transport aktif primer

Pada 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.

Page 14: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

14

Transport makromolekul

Perpindahan makromolekul

dari dalam/ke luar sel dapat

terjadi dengan cara :

a. Eksositosis � perpindahan

molekul dari dalam ke luar

sel

b. Endositosis �

perpindahan/masuknya

molekul dari luar ke dalam

sel

Eksositosis

�Konstitutif : suatu materiditransport dalam vesikulasekretori dan dikeluarkanke tempat tujuannyadengan bantuan peptidasinyal yang terdapat padaprotein yang ditranspor

�Regulatif : materidisekresikan dan disimpandalam suatu vesikula danbaru dikeluarkan jika adarangsangan

Page 15: Struktur Dan Fungsi Membran Sel

04/03/2009

15

Endositosisa. Pinositosis ���� perpindahan cairan,

senyawa terlarut atau makromolekul

tersuspensi dari luar ke dalam sel

b. Endositosis melalui perantara

reseptor (‘receptor-mediated

endocytosis) ���� pengikatan suatu

senyawa tertentu pada reseptor yang

ada pada membran plasma.

c. Fagositosis : – partikel besar ( > 0.5µm diameter)

dari lingkungan � terbentukfagosom

– Fagosom berperan bersama-samadengan lisosom � fagolisosom

– Contoh sel : makrofag, neutrofil