Membran Plasma: Pengertian, Struktur & Fungsi (Dengan Diagram)

Membran plasma adalah penghalang pelindung yang mengelilingi bagian dalam sel. Disebut juga membran sel, struktur ini semi-berpori dan memungkinkan molekul tertentu masuk dan keluar dari sel. Ini berfungsi sebagai batas dengan menjaga isi sel di dalam dan mencegahnya tumpah.

Kedua sel prokariotik dan eukariotik memiliki membran plasma, tetapi membran bervariasi di antara organisme yang berbeda. Secara umum, membran plasma terdiri dari fosfolipid dan protein.

Fosfolipid membentuk dasar membran plasma. Struktur dasar fosfolipid meliputi: hidrofobik (takut air) ekor dan a hidrofilik (suka air) kepala. Fosfolipid terdiri dari gliserol ditambah gugus fosfat bermuatan negatif, yang keduanya membentuk kepala, dan dua asam lemak yang tidak membawa muatan.

Meskipun ada dua asam lemak yang terhubung ke kepala, mereka disatukan sebagai satu "ekor." Ujung hidrofilik dan hidrofobik ini memungkinkan lapisan ganda terbentuk di membran plasma. Bilayer memiliki dua lapisan fosfolipid yang tersusun dengan ekor di bagian dalam dan kepala di bagian luar.

Itu model mosaik cair menjelaskan fungsi dan struktur membran sel.

Pertama, membran terlihat seperti mosaik karena memiliki molekul yang berbeda di dalamnya seperti fosfolipid dan protein. Kedua, membran bersifat cair karena molekul dapat bergerak. Keseluruhan model menunjukkan bahwa membran tidak kaku dan mampu berubah.

Membran sel bersifat dinamis, dan molekulnya dapat bergerak dengan cepat. Sel dapat mengontrol fluiditas membran mereka dengan menambah atau mengurangi jumlah molekul zat tertentu.

Penting untuk dicatat bahwa asam lemak yang berbeda dapat membentuk fosfolipid. Dua jenis utama adalah jenuh dan tak jenuh asam lemak.

Asam lemak jenuh tidak memiliki ikatan rangkap dan sebaliknya memiliki jumlah maksimum ikatan hidrogen dengan karbon. Kehadiran hanya ikatan tunggal dalam asam lemak jenuh membuatnya mudah untuk mengemas fosfolipid bersama-sama dengan erat.

Di sisi lain, asam lemak tak jenuh memiliki beberapa ikatan rangkap antara karbon, sehingga lebih sulit untuk menyatukannya. Ikatan rangkap mereka membuat kekusutan dalam rantai dan mempengaruhi fluiditas membran plasma. Ikatan rangkap menciptakan lebih banyak ruang antara fosfolipid dalam membran, sehingga beberapa molekul dapat melewatinya dengan lebih mudah.

Lemak jenuh lebih cenderung padat pada suhu kamar, sedangkan asam lemak tak jenuh cair pada suhu kamar. Contoh umum dari lemak jenuh yang mungkin Anda miliki di dapur adalah mentega.

Contoh lemak tak jenuh adalah minyak cair. Hidrogenasi adalah reaksi kimia yang dapat membuat minyak cair menjadi padat seperti margarin. Hidrogenasi parsial mengubah beberapa molekul minyak menjadi lemak jenuh.

•••Dan Chen | Sains

Anda dapat membagi lemak tak jenuh menjadi dua kategori lagi: lemak tak jenuh cis dan lemak tak jenuh trans. Lemak tak jenuh cis memiliki dua hidrogen pada sisi ikatan rangkap yang sama.

Namun, lemak tak jenuh transsatu memiliki dua hidrogen di sisi berlawanan dari ikatan rangkap. Ini memiliki dampak besar pada bentuk molekul. Lemak tak jenuh cis dan lemak jenuh terjadi secara alami, tetapi lemak tak jenuh trans dibuat di laboratorium.

Anda mungkin pernah mendengar tentang masalah kesehatan yang berkaitan dengan makan lemak trans dalam beberapa tahun terakhir. Juga disebut lemak trans-tak jenuh, produsen makanan membuat lemak trans melalui hidrogenasi parsial. Penelitian belum menunjukkan bahwa orang memiliki enzim diperlukan untuk memetabolisme lemak trans, sehingga memakannya dapat meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular dan diabetes.

Kolesterol adalah molekul penting lain yang mempengaruhi fluiditas dalam membran plasma.

Kolesterol adalah steroid yang terjadi secara alami di dalam membran. Ini memiliki empat cincin karbon terkait dan ekor pendek, dan tersebar secara acak di seluruh membran plasma. Fungsi utama molekul ini adalah untuk membantu menyatukan fosfolipid sehingga mereka tidak melakukan perjalanan terlalu jauh satu sama lain.

Pada saat yang sama, kolesterol menyediakan beberapa jarak yang diperlukan antara fosfolipid dan mencegahnya menjadi begitu padat sehingga gas-gas penting tidak dapat melewatinya. Pada dasarnya, kolesterol dapat membantu mengatur apa yang keluar dan masuk ke dalam sel.

Asam lemak esensial, seperti omega-3, merupakan bagian dari membran plasma dan dapat mempengaruhi fluiditas juga. Ditemukan dalam makanan seperti ikan berlemak, omega-3 asam lemak adalah bagian penting dari diet Anda. Setelah Anda memakannya, tubuh Anda dapat menambahkan omega-3 ke membran sel dengan memasukkannya ke dalam fosfolipid dua lapis.

Asam lemak omega-3 dapat mempengaruhi aktivitas protein dalam membran dan memodifikasi ekspresi gen.

Membran plasma memiliki berbagai jenis protein. Beberapa berada di permukaan penghalang ini, sementara yang lain tertanam di dalamnya. Protein dapat bertindak sebagai saluran atau reseptor untuk sel.

Protein membran integral terletak di dalam lapisan ganda fosfolipid. Kebanyakan dari mereka adalah protein transmembran, yang berarti bagian-bagiannya terlihat di kedua sisi bilayer karena menonjol.

Secara umum, protein integral membantu mengangkut molekul yang lebih besar seperti glukosa. Protein integral lainnya bertindak sebagai saluran untuk ion.

Protein ini memiliki daerah polar dan nonpolar mirip dengan yang ditemukan di fosfolipid. Di sisi lain, protein perifer terletak di permukaan dari lapisan ganda fosfolipid. Kadang-kadang mereka melekat pada protein integral.

Sel memiliki jaringan filamen yang disebut sitoskeleton yang menyediakan struktur. Itu sitoskeleton biasanya ada tepat di bawah membran sel dan berinteraksi dengannya. Ada juga protein dalam sitoskeleton yang mendukung membran plasma.

Misalnya, sel hewan memiliki filamen aktin yang bertindak sebagai jaringan. Filamen ini melekat pada membran plasma melalui protein konektor. Sel membutuhkan sitoskeleton untuk dukungan struktural dan untuk mencegah kerusakan.

Mirip dengan fosfolipid, protein memiliki daerah hidrofilik dan hidrofobik yang memprediksi penempatannya di membran sel.

Misalnya, protein transmembran memiliki bagian yang hidrofilik dan hidrofobik, sehingga bagian hidrofobik dapat melewati membran dan berinteraksi dengan ekor hidrofobik fosfolipid.

Membran plasma memiliki beberapa karbohidrat. Glikoprotein, yang merupakan jenis protein dengan karbohidrat yang melekat, ada di membran. Biasanya, glikoprotein adalah protein membran integral. Karbohidrat pada glikoprotein membantu pengenalan sel.

Glikolipid adalah lipid (lemak) dengan karbohidrat yang melekat, dan mereka juga merupakan bagian dari membran plasma. Mereka memiliki ekor lipid hidrofobik dan kepala karbohidrat hidrofilik. Hal ini memungkinkan mereka untuk berinteraksi dengan dan mengikat lapisan ganda fosfolipid.

Secara umum, mereka membantu menstabilkan membran dan dapat membantu komunikasi sel dengan bertindak sebagai reseptor atau pengatur.

Salah satu fitur penting dari karbohidrat ini adalah mereka bertindak seperti tanda pengenal pada membran sel, dan ini berperan dalam kekebalan. Karbohidrat dari glikoprotein dan glikolipid membentuk glikokaliks di sekitar sel yang penting untuk sistem kekebalan tubuh. Glikokaliks, juga disebut matriks periseluler, adalah lapisan yang memiliki penampilan kabur.

Banyak sel, termasuk sel manusia dan bakteri, memiliki jenis lapisan ini. Pada manusia, glikokaliks unik pada setiap orang karena: gen, sehingga sistem imun dapat menggunakan coating sebagai sistem identifikasi. Sel kekebalan Anda dapat mengenali lapisan yang menjadi milik Anda dan tidak akan menyerang sel Anda sendiri.

Membran plasma memiliki peran lain seperti membantu angkutan molekul dan komunikasi antar sel. Membran memungkinkan gula, ion, asam amino, air, gas, dan molekul lain untuk masuk atau keluar sel. Tidak hanya mengontrol lewatnya zat-zat ini, tetapi juga menentukan berapa banyak yang bisa bergerak.

Polaritas molekul membantu menentukan apakah mereka dapat masuk atau meninggalkan sel.

Sebagai contoh, nonpolar molekul dapat melalui lapisan ganda fosfolipid secara langsung, tetapi kutub yang harus menggunakan saluran protein untuk lulus. Oksigen, yang nonpolar, dapat bergerak melalui bilayer, sedangkan gula harus menggunakan saluran. Ini menciptakan transportasi selektif bahan masuk dan keluar dari sel.

Permeabilitas selektif membran plasma memberi sel lebih banyak kontrol. Pergerakan molekul melintasi penghalang ini dibagi menjadi dua kategori: transpor pasif dan transpor aktif. Transpor pasif tidak memerlukan sel untuk menggunakan energi apa pun untuk memindahkan molekul, tetapi transpor aktif menggunakan energi dari adenosin trifosfat (ATP).

Difusi dan osmosa merupakan contoh transpor pasif. Di difusi yang terfasilitasi, protein dalam membran plasma membantu molekul bergerak. Umumnya, transpor pasif melibatkan pergerakan zat dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

Misalnya, jika sebuah sel dikelilingi oleh oksigen dengan konsentrasi tinggi, maka oksigen dapat bergerak bebas melalui lapisan ganda ke konsentrasi yang lebih rendah di dalam sel.

Transportasi aktif terjadi melintasi membran sel dan biasanya melibatkan protein yang tertanam di lapisan ini. Jenis transportasi ini memungkinkan sel untuk bekerja melawan gradien konsentrasi, yang berarti mereka dapat memindahkan benda dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi.

memerlukan energi dalam bentuk ATP.

Membran plasma juga membantu komunikasi antar sel. Ini bisa melibatkan karbohidrat di membran yang menonjol di permukaan. Mereka memiliki situs pengikatan yang memungkinkan untuk sinyal sel. Karbohidrat membran satu sel dapat berinteraksi dengan karbohidrat pada sel lain.

Protein membran plasma juga dapat membantu komunikasi. Protein transmembran bertindak sebagai reseptor dan dapat mengikat molekul sinyal.

Karena molekul pemberi sinyal cenderung terlalu besar untuk memasuki sel, interaksinya dengan protein membantu menciptakan jalur respons. Ini terjadi ketika protein berubah karena interaksi dengan molekul sinyal dan memulai rantai reaksi.

Dalam beberapa kasus, reseptor membran pada sel digunakan untuk melawan organisme untuk menginfeksinya. Misalnya, human immunodeficiency virus (HIV) dapat menggunakan reseptor sel sendiri untuk masuk dan menginfeksi sel.

HIV memiliki proyeksi glikoprotein pada bagian luarnya yang sesuai dengan reseptor pada permukaan sel. Virus dapat mengikat reseptor ini dan masuk ke dalam.

Contoh lain dari pentingnya protein penanda pada permukaan sel terlihat pada manusia sel darah merah. Mereka membantu menentukan apakah Anda memiliki A, B, AB atau O golongan darah. Penanda ini disebut antigen dan membantu tubuh Anda mengenali sel darahnya sendiri.

Eukariota tidak memiliki dinding sel, sehingga membran plasma adalah satu-satunya hal yang mencegah zat masuk atau keluar sel. Namun, prokariota dan tumbuhan memiliki keduanya dinding sel dan membran plasma. Kehadiran hanya membran plasma memungkinkan sel eukariotik menjadi lebih fleksibel.

Membran plasma atau membran sel berfungsi sebagai lapisan pelindung untuk sel pada eukariota dan prokariota. Penghalang ini memiliki pori-pori, sehingga beberapa molekul dapat masuk atau keluar dari sel. Lapisan ganda fosfolipid memainkan peran penting sebagai dasar membran sel. Anda juga dapat menemukan kolesterol dan protein dalam membran. Karbohidrat cenderung melekat pada protein atau lipid, tetapi mereka memainkan peran penting dalam kekebalan dan komunikasi sel.

Membran sel adalah struktur cairan yang bergerak dan berubah. Itu terlihat seperti mosaik karena molekul tertanam yang berbeda. Membran plasma menawarkan dukungan untuk sel sambil membantu pensinyalan dan transportasi sel.