MEMBRAN SEMI PERMEABEL: KARAKTERISTIK, TRANSPORTASI, FUNGSI - BIOLOGI - 2025

The membran semipermeabel , juga disebut "selektif permeabel" adalah membran yang memungkinkan lewatnya beberapa zat, tetapi mencegah lewatnya melaluinya lainnya. Membran ini bisa alami atau sintetis.

Membran alami adalah membran dari semua sel hidup, sedangkan membran sintetis, yang dapat berasal dari alam (selulosa) atau tidak, adalah membran yang disintesis untuk kegunaan yang berbeda.

Representasi skematis dari membran semipermeabel (Sumber: Adam Rędzikowski via Wikimedia Commons)

Contoh penggunaan membran semi permeabel buatan atau sintetik adalah yang digunakan untuk mesin dialisis ginjal, atau yang digunakan untuk menyaring campuran dalam industri atau dalam proses kimia yang berbeda.

Perjalanan zat melalui membran semipermeabel terjadi melalui berbagai mekanisme. Dalam sel dan membran sintetis, hal ini dapat terjadi melalui difusi melalui pori-pori dengan diameter berbeda, yang "memilih" berdasarkan ukuran zat yang melintasi membran. Bisa juga terjadi bahwa zat masuk dengan cara difusi larut dalam membran.

Dalam sel hidup, lewatnya zat melalui membran dapat terjadi melalui transporter yang bekerja untuk atau melawan gradien konsentrasi zat. Gradien, dalam hal ini, adalah perbedaan konsentrasi suatu zat pada kedua sisi membran.

Semua sel di bumi memiliki membran, yang melindungi dan memisahkan komponen internalnya dari lingkungan luar. Tanpa membran tidak ada sel dan tanpa sel tidak ada kehidupan.

Karena membran ini adalah contoh paling umum dari membran semi permeabel, penekanan khusus akan diberikan pada membran ini selanjutnya.

karakteristik

Studi pertama untuk menjelaskan komponen membran biologis dilakukan dengan menggunakan sel darah merah. Dalam penelitian ini, ditunjukkan adanya lapisan ganda yang membentuk membran dan kemudian ditemukan bahwa komponen dari lapisan tersebut adalah lemak dan protein.

Semua membran biologis terdiri dari matriks lipid ganda yang memiliki berbagai jenis protein "tertanam".

Matriks lipid dari membran sel terdiri dari asam lemak jenuh dan tak jenuh; yang terakhir memberikan fluiditas tertentu pada membran.

Lipid disusun sedemikian rupa sehingga membentuk bilayer di mana setiap lipid, yang memiliki kepala hidrofilik (yang memiliki afinitas terhadap air) dan satu atau dua ekor hidrofobik (fobia air, menolak air), memiliki ekor hidrokarbon. menghadap satu sama lain di tengah struktur.

Fosfolipid adalah lipid paling melimpah yang menyusun membran biologis. Ini termasuk fosfatidilkolin, fosfatidylinositol, fosfatidiletanolamina, dan fosfatidilserin.

Contoh membran biologis semi permeabel (Sumber: LadyofHats via Wikimedia Commons)

Di antara lipid membran juga terdapat kolesterol dan glikolipid, semuanya dengan sifat amphipathic.

Protein membran semipermeabel terdiri dari beberapa jenis (beberapa di antaranya mungkin memiliki aktivitas enzimatik):

(1) yang membentuk saluran ion atau pori-pori

(2) protein transporter

(3) protein yang mengikat satu wilayah sel ke sel lainnya dan memungkinkan jaringan terbentuk

(4) protein reseptor yang mengikat kaskade intraseluler dan

Mengangkut

Dalam membran biologis semipermeabel, transpor dapat dilakukan dengan difusi sederhana, difusi terfasilitasi, kotranspor, transpor aktif, dan transpor aktif sekunder.

Transportasi difusi sederhana

Dalam jenis transpor ini, energi yang menggerakkan zat melalui membran adalah perbedaan konsentrasi yang ada untuk zat tersebut di kedua sisi membran.

Dengan demikian, zat berpindah dalam arti yang lebih → kurang, yaitu, dari tempat di mana mereka lebih terkonsentrasi ke tempat di mana mereka kurang terkonsentrasi.

Difusi dapat terjadi karena zat terlarut di dalam membran atau melewati pori-pori atau saluran. Pori-pori atau saluran terdiri dari dua jenis: yang selalu terbuka dan yang membuka dan menutup, yaitu terbuka sementara.

Pori-pori yang terbuka sementara pada gilirannya dapat (1) bergantung pada tegangan, yaitu, pori-pori terbuka sebagai respons terhadap tegangan tertentu, dan (2) bergantung pada ligan, yang harus mengikat beberapa bahan kimia tertentu agar terbuka.

Transportasi melalui difusi terfasilitasi

Dalam hal ini, transporter memindahkan zat yang akan diangkut dari satu sisi membran ke sisi lainnya. Transporter ini adalah protein membran yang dapat secara permanen berada di membran atau di vesikula yang menyatu saat dibutuhkan.

Transporter ini juga mendukung gradien konsentrasi zat yang mereka transpor.

Jenis transpor ini tidak memerlukan konsumsi energi dan oleh karena itu disebut transpor pasif, karena terjadi pada gradien konsentrasi.

Transportasi bersama

Jenis lain dari transpor pasif melalui membran semi permeabel disebut cotransport. Dalam hal ini, gradien konsentrasi suatu zat digunakan untuk pengangkutan bersamaan zat lain terhadap gradiennya.

Jenis transportasi ini dapat dalam dua bentuk: symport, di mana dua zat diangkut ke arah yang sama, dan antisport, di mana satu zat diangkut ke satu arah dan yang lainnya ke arah yang berlawanan.

Transpor membran aktif

Ini membutuhkan energi dan yang diketahui menggunakan ATP, itulah sebabnya mereka disebut ATPase. Transporter ini dengan aktivitas enzimatik menghidrolisis ATP untuk mendapatkan energi yang dibutuhkan untuk pergerakan zat melawan gradien konsentrasinya.

Tiga jenis ATPase diketahui:

Pompa Na + / K + dan pompa kalsium (kalsium ATPase). Ini memiliki struktur yang dibentuk oleh subunit α dan ß yang tertanam di dalam membran.

ATPases V dan ATPases F yang memiliki ciri khas bentuk batang yang terdiri dari beberapa subunit dan kepala yang berputar mengelilingi subunit batang.

ATPase V berfungsi untuk memompa ion hidrogen melawan gradien konsentrasi, di perut dan di lisosom, misalnya. Di beberapa vesikel, seperti vesikel dopaminergik, terdapat bom hidrogen jenis ini yang memompa H + ke vesikel.

F ATPase memanfaatkan gradien H + sehingga mereka berjalan melalui strukturnya dan mengambil ADP dan P dan membentuk ATP, yaitu, alih-alih menghidrolisis ATP, mereka mensintesisnya. Ini ditemukan di membran mitokondria.

Transpor aktif sekunder

Transpor itulah yang, memanfaatkan gradien elektrokimia yang dihasilkan oleh ATPase, menyeret zat lain melawan gradien. Artinya, pengangkutan zat kedua terhadap gradien konsentrasinya tidak secara langsung digabungkan dengan penggunaan ATP oleh molekul transporter.

fitur

Dalam sel hidup, keberadaan membran semipermeabel memungkinkan untuk mempertahankan di dalamnya konsentrasi zat yang sama sekali berbeda dari konsentrasi zat yang sama di lingkungan ekstraseluler.

Namun, terlepas dari perbedaan konsentrasi ini dan saluran terbuka atau pori-pori untuk zat tertentu, molekul-molekul ini tidak keluar atau masuk, kecuali jika kondisi tertentu diperlukan atau diubah.

Penyebab fenomena ini adalah adanya kesetimbangan elektrokimia yang membuat perbedaan konsentrasi di seluruh membran mengimbangi dengan gradien listrik yang dihasilkan oleh ion yang dapat berdifusi dan ini terjadi karena beberapa zat tidak dapat keluar di dalam sel. .

Referensi

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Esensial. Abingdon: Ilmu Garland, Taylor & Francis Group.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2008). Molecular Biology of The Cell (edisi ke-5). New York: Garland Science, Taylor & Francis Group.
3. Berne, R., & Levy, M. (1990). Fisiologi. Mosby; Edisi Ed Internasional.
4. Fox, SI (2006). Human Physiology (edisi ke-9th). New York, AS: McGraw-Hill Press.
5. Luckey, M. (2008). Biologi struktur membran: dengan dasar biokimia dan biofisik. Cambridge University Press.