MEMBRAN PLASMA: KARAKTERISTIK, FUNGSI DAN STRUKTURNYA - BIOLOGI - 2025

The membran plasma, membran sel, plasmalemma atau membran sitoplasma, adalah struktur lipidic yang mengelilingi dan delimits sel, menjadi komponen yang tak terpisahkan dari arsitektur mereka. Biomembran memiliki sifat menutupi struktur tertentu dengan bagian luarnya. Fungsi utamanya adalah sebagai pembatas.

Selain itu, ia mengontrol transit partikel yang dapat masuk dan keluar. Protein membran bertindak sebagai "gerbang molekuler" dengan penjaga gerbang yang cukup menuntut. Komposisi membran juga berperan dalam pengenalan sel.

Secara struktural, mereka adalah lapisan ganda yang terdiri dari fosfolipid, protein, dan karbohidrat yang tersusun secara alami. Demikian pula, fosfolipid mewakili fosfor dengan kepala dan ekor. Ekornya terdiri dari rantai karbon yang tidak larut dalam air, ini dikelompokkan ke dalam.

Sebaliknya, kepalanya adalah kutub dan memberikan lingkungan seluler berair. Membran adalah struktur yang sangat stabil. Gaya yang mempertahankannya adalah gaya van der Waals, di antara fosfolipid yang menyusunnya; ini memungkinkan mereka untuk mengelilingi tepi sel dengan kuat.

Namun, mereka juga cukup dinamis dan lancar. Sifat membran bervariasi sesuai dengan jenis sel yang dianalisis. Misalnya, sel darah merah harus elastis agar dapat bergerak melalui pembuluh darah.

Sebaliknya, dalam neuron, membran (selubung mielin) memiliki struktur yang diperlukan untuk memungkinkan konduksi impuls saraf yang efisien.

Karakteristik umum

Oleh Jpablo cad, dari Wikimedia Commons

Membran adalah struktur yang cukup dinamis yang sangat bervariasi tergantung pada jenis sel dan komposisi lipidnya. Membran dimodifikasi menurut karakteristik berikut:

Kelancaran membran

Membran bukanlah entitas statis, ia berperilaku seperti fluida. Derajat fluiditas struktur tergantung pada beberapa faktor, di antaranya komposisi lipid dan suhu di mana membran terbuka.

Ketika semua ikatan yang ada pada rantai karbon jenuh, membran cenderung berperilaku seperti gel dan interaksi van der Waals stabil. Sebaliknya, jika ada ikatan rangkap, interaksinya lebih kecil dan fluiditasnya meningkat.

Selain itu, terdapat pengaruh panjang rantai karbon. Semakin lama, semakin banyak interaksi yang terjadi dengan tetangganya, sehingga meningkatkan kefasihan. Saat suhu meningkat, fluiditas membran juga meningkat.

Kolesterol memainkan peran yang sangat diperlukan dalam pengaturan fluiditas dan bergantung pada konsentrasi kolesterol. Ketika antrian panjang, kolesterol bertindak sebagai penggerak yang sama, mengurangi fluiditas. Fenomena ini terjadi pada kadar kolesterol normal.

Efeknya berubah ketika kadar kolesterol lebih rendah. Dengan berinteraksi dengan ekor lipid, efek yang ditimbulkannya adalah pemisahannya, mengurangi fluiditas.

Lengkungan

Seperti fluiditas, kelengkungan membran ditentukan oleh lipid yang membentuk setiap membran tertentu.

Kelengkungan tergantung pada ukuran kepala dan ekor lipid. Mereka yang memiliki ekor panjang dan kepala besar berbentuk datar; kelompok dengan kepala yang relatif lebih kecil cenderung lebih melengkung daripada kelompok sebelumnya.

Sifat ini penting dalam fenomena evaginasi membran, pembentukan vesikel, mikrovili, dan lain-lain.

Distribusi lipid

Dua "lembaran" yang menyusun setiap membran - ingat bahwa ini adalah lapisan ganda - tidak memiliki komposisi lipid yang sama di dalamnya; untuk alasan ini dikatakan bahwa distribusinya asimetris. Fakta ini memiliki konsekuensi fungsional yang penting.

Contoh spesifiknya adalah komposisi membran plasma eritrosit. Dalam sel darah ini, sphingomyelin dan fosfatidilkolin (yang membentuk membran dengan fluiditas relatif lebih besar) ditemukan menghadap ke luar sel.

Lipid yang cenderung membentuk lebih banyak struktur cairan menghadapi sitosol. Pola ini tidak diikuti oleh kolesterol, yang tersebar kurang lebih homogen di kedua lapisan.

fitur

Fungsi membran tiap jenis sel sangat erat kaitannya dengan strukturnya. Namun, mereka memenuhi fungsi dasar.

Biomembran bertanggung jawab untuk membatasi lingkungan seluler. Demikian pula, ada kompartemen membran di dalam sel.

Misalnya, mitokondria dan kloroplas dikelilingi oleh membran dan struktur ini terlibat dalam reaksi biokimia yang terjadi pada organel ini.

Membran mengatur jalannya bahan ke dalam sel. Berkat penghalang ini, material yang diperlukan dapat masuk, baik secara pasif maupun aktif (dengan kebutuhan ATP). Juga, bahan yang tidak diinginkan atau beracun tidak masuk.

Membran menjaga komposisi ionik sel pada tingkat yang memadai, melalui proses osmosis dan difusi. Air dapat mengalir dengan bebas tergantung pada gradien konsentrasinya. Garam dan metabolit memiliki transporter spesifik dan juga mengatur pH sel.

Berkat adanya protein dan saluran di permukaan membran, sel tetangga dapat berinteraksi dan bertukar bahan. Dengan cara ini, sel-sel bersatu dan jaringan terbentuk.

Terakhir, membran menampung sejumlah besar protein pemberi sinyal dan memungkinkan interaksi dengan hormon, neurotransmiter, dan lain-lain.

Struktur dan komposisi

Komponen dasar membran adalah fosfolipid. Molekul-molekul ini amphipathic, mereka memiliki kutub dan zona apolar. Kutub memungkinkan mereka untuk berinteraksi dengan air, sedangkan ekornya adalah rantai karbon hidrofobik.

Asosiasi molekul-molekul ini terjadi secara spontan di lapisan ganda, dengan ekor hidrofobik berinteraksi satu sama lain dan kepala mengarah ke luar.

Dalam sel hewan kecil kita menemukan jumlah lipid yang sangat besar, dengan urutan 10 ⁹ molekul. Tebal membran sekitar 7 nm. Inti hidrofobik, di hampir semua membran, menempati ketebalan 3 hingga 4 nm.

Pola mosaik cairan

Model biomembran saat ini dikenal sebagai "mosaik fluida", dirumuskan pada tahun 1970-an oleh peneliti Singer dan Nicolson. Model tersebut mengusulkan bahwa membran tidak hanya terbuat dari lipid, tetapi juga dari karbohidrat dan protein. Mosaik merujuk pada campuran ini.

Muka membran yang menghadap ke luar sel disebut wajah eksoplasma. Sebaliknya, wajah bagian dalam adalah sitosol.

Nomenklatur yang sama ini berlaku untuk biomembran yang menyusun organel, dengan pengecualian bahwa wajah eksoplasma dalam hal ini menunjuk ke bagian dalam sel dan bukan ke luar.

Lipid yang menyusun membran tidak statis. Mereka memiliki kemampuan untuk bergerak, dengan derajat kebebasan tertentu di wilayah tertentu, melalui struktur.

Membran terdiri dari tiga tipe dasar lipid: fosfogliserida, sfingolipid, dan steroid; semuanya adalah molekul amphipathic. Kami akan menjelaskan setiap grup secara rinci di bawah ini:

Jenis lipid

Kelompok pertama, terdiri dari fosfogliserida, berasal dari gliserol-3-fosfat. Ekor, bersifat hidrofobik, terdiri dari dua rantai asam lemak. Panjang rantai bervariasi: rantai dapat memiliki 16 hingga 18 karbon. Mereka dapat memiliki ikatan tunggal atau rangkap antara karbon.

Subklasifikasi dari grup ini ditentukan oleh jenis kepala yang mereka tunjukkan. Phosphatidylcholines adalah yang paling melimpah dan kepalanya mengandung kolin. Dalam tipe lain, molekul berbeda seperti etanolamina atau serin berinteraksi dengan gugus fosfat.

Kelompok fosfogliserida lainnya adalah plasmalogens. Rantai lipid dihubungkan ke gliserol oleh ikatan ester; pada gilirannya, ada rantai karbon yang terhubung ke gliserol melalui ikatan eter. Mereka cukup melimpah di jantung dan di otak.

Sfingolipid berasal dari sfingosin. Sphingomyelin adalah sphingolipid yang melimpah. Glikolipid terdiri dari kepala yang terbuat dari gula.

Kelas ketiga dan terakhir dari lipid yang menyusun membran adalah steroid. Mereka adalah cincin yang terbuat dari karbon, bergabung dalam kelompok empat. Kolesterol adalah steroid yang ada di dalam selaput dan terutama berlimpah pada mamalia dan bakteri.

Rakit lipid

Ada area spesifik dari membran organisme eukariotik di mana kolesterol dan sfingolipid terkonsentrasi. Domain ini juga dikenal sebagai rakit lipid.

Di dalam wilayah ini mereka juga menampung berbagai protein, yang fungsinya adalah pensinyalan sel. Komponen lemak dipercaya dapat memodulasi komponen protein dalam rakit.

Protein membran

Serangkaian protein berlabuh di dalam membran plasma. Ini dapat menjadi integral, berlabuh ke lipid atau terletak di pinggiran.

Integral melewati membran. Oleh karena itu, mereka harus memiliki domain protein hidrofilik dan hidrofobik untuk berinteraksi dengan semua komponen.

Pada protein yang berlabuh ke lipid, rantai karbon berlabuh di salah satu lapisan membran. Protein sebenarnya tidak masuk ke dalam membran.

Terakhir, perifer tidak berinteraksi langsung dengan zona hidrofobik membran. Sebaliknya, mereka dapat dilampirkan melalui protein integral atau dengan kepala kutub. Mereka dapat ditemukan di kedua sisi membran.

Persentase protein di setiap membran sangat bervariasi: dari 20% di neuron hingga 70% di membran mitokondria, karena dibutuhkan sejumlah besar elemen protein untuk melakukan reaksi metabolisme yang terjadi di sana.

Referensi

1. Kraft, ML (2013). Organisasi dan fungsi membran plasma: bergerak melewati rakit lipid. Biologi molekuler sel, 24 (18), 2765-2768.
2. Lodish, H. (2002). Biologi Molekuler Sel. Edisi ke-4. Ilmu Garland
3. Lodish, H. (2005). Biologi seluler dan molekuler. Panamerican Medical Ed.
4. Lombard, J. (2014). Dahulu kala membran sel: 175 tahun penelitian batas sel. Biologi langsung, 9 (1), 32.
5. Thibodeau, GA, Patton, KT, & Howard, K. (1998). Struktur dan Fungsi. Elsevier Spanyol.