Struktur Membran Sel

Hanya penghalang yang sangat tipis dan fleksibel yang memisahkan isi sel dari lingkungannya. Fungsi membran sel secara selektif memungkinkan pertukaran dan perjalanan molekul tertentu sambil menjaga zat yang tidak diinginkan keluar. Bagian membran sel juga memungkinkan sel untuk berkomunikasi dengan sel lain dan lingkungan di sekitarnya. Baik tumbuhan dan hewan memiliki membran sel, tetapi struktur dan organisasi membran sel mereka berbeda, seperti: tanaman, ragi dan bakteri memiliki dinding sel yang kaku di luar membran untuk dukungan dan struktur tambahan. Fungsi unik dari membran sel menentukan struktur dan sifat-sifatnya.

Struktur dua lapis molekul lipid khusus, yang disebut fosfolipid, membentuk membran sel. Setiap fosfolipid memiliki dua rantai asam lemak yang melekat pada kepala fosfat-gliserol. Asam lemak bersifat hidrofobik (tidak suka air) sedangkan kepala fosfat bersifat hidrofilik (suka air). Kedua lapisan fosfolipid memposisikan diri sedemikian rupa sehingga asam lemak berada di dalam lapisan atau selebaran. Menurut "Carnegie-Mellon: Struktur dan Fungsi Membran Sel", ketika membran bilayer datang dalam kontak dengan air, molekul fosfolipid mengatur ulang diri untuk menjaga ekor asam lemak menjauh dari air.

Dua jenis protein tersebar di seluruh membran sel: protein integral dan protein perifer. Protein integral, terbuat dari rantai panjang asam amino, melewati seluruh membran. Beberapa bagian protein berinteraksi dengan lingkungan luar dan bagian lain berinteraksi dengan interior sel. Oleh karena itu, protein integral juga disebut protein transmembran. Protein integral memiliki dua fungsi utama. Mereka bertindak sebagai pori-pori yang memungkinkan "ion atau nutrisi tertentu ke dalam sel" dan mereka "mengirimkan sinyal ke dalam dan keluar dari sel", menurut James Burnette III dalam artikel Carnegie-Mellon.

Sebaliknya, protein perifer hanya menempel pada permukaan membran dan berfungsi sebagai jangkar untuk sitoskeleton atau serat ekstraseluler.

Lapisan karbohidrat yang dikenal sebagai glikokaliks menutupi permukaan sel. Glikokaliks terbuat dari oligosakarida pendek yang melekat pada jenis protein transmembran tertentu. Menurut "Sel: Struktur Membran Plasma", glikokaliks memberikan identitas sel. Ini pada dasarnya menyediakan satu set penanda yang dapat membedakan antara sel identik dan sel asing atau penyerang. Glikokaliks juga berfungsi untuk melindungi permukaan sel.

Kolesterol adalah jenis lipid lain yang ditemukan pada membran sel. Tersebar di seluruh interior asam lemak, kolesterol mencegah ekor dari pengepakan terlalu erat dan membantu menjaga cairan membran.

Pertama kali diusulkan oleh Singer dan Nicolson (“Science”, 18 Februari 1972) sebagai Model Mosaik Fluida, membran sel memiliki dua fitur penting yang memungkinkannya menjalankan fungsinya. Pertama, membran sel adalah struktur mosaik dari molekul yang berbeda. Setiap jenis sel dalam organisme multiseluler dan uniseluler akan memiliki koleksi unik dan kombinasi protein, karbohidrat, dan lipid. Sebagai contoh, Burnette of Carnegie-Mellon menyebutkan bahwa membran sel darah merah memiliki lebih dari 50 jenis protein.

Sifat kedua dari membran sel adalah fluiditasnya. Fosfolipid bergerak bebas dan mengatur ulang diri mereka sendiri di dalam setiap lapisan membran tetapi mereka jarang melintasi wilayah hidrofobik dan berpindah ke lapisan yang berlawanan, menurut Burnette. Kepala hidrofilik selalu berada di pinggiran luar dan ekor hidrofobik tetap berada di inti bilayer.

Sifat cairan membran menghasilkan bilayer asimetris. Burnette menjelaskan bahwa, sebagai respons terhadap perubahan lingkungan atau perbedaan suhu di dalam dan di luar sel, mungkin ada lebih banyak protein atau molekul karbohidrat pada setiap lapisan pada satu waktu, memungkinkan lewatnya molekul dan ion secara selektif melintasi selaput.

Sebuah ilustrasi dari sifat-sifat mosaik fluida dari membran sel disajikan pada "Carnegie-Mellon: Struktur dan Fungsi Membran Sel".