MEMBRAN PLASMA

DEFINISI

Membran sel sering juga disebut membran plasma. Membran sel merupakan bagian paling luar yang

membatasi isi sel dengan sekitarnya (kecuali pada sel tumbuhan, bagian luarnya masih terdapat dinding

sel atau cell wall). Membran sel berupa lapisan luar biasa tipisnya. Tebalnya kira-kira 8 nm. Dibutuhkan

8000 membran sel untuk menyamai tebal kertas yang biasa kita pakai untuk menulis. Sel dan organel

yang terdapat dalam sel, dilapisi oleh membran yang terutama tersusun oleh lemak dan protein.

KOMPISISI KIMIA MEMBRAN SEL

Semua membran disusun dari lemak dan protein di mana setiap komponen diikat oleh ikanan nonkovalen.

Selain lemak dan protein, membran sel juga mengandung karbohidrat. Rasio antara lemak dan protein bervariasi

bergantung tipe membran seluler misalanya antara membran pkasma dan retikulum endoplasma atau pun tipe

organisme misalnya antara prokariot dan eukariot. Sebagai membran mitokondria memiliki rasio protein/lemak yang

tinggi dibandingkan membran plasma pada sel darah merah.

Lemak

Membran bersifat amfipatik yaitu mengandung daerah hidrofilik dan hidrofopik. Sebagian besar membran

mengandung fosfat. Komponen lemak lain adalah kolesterol di mana pada hewan tertentu dapan mencapai 50% dari

molekul lemak yang terdapat pada membran plasma. Kolesterol tidak terdapat pada sebagai besar membran plasma

tubuhan dan bakteri.

Lipida yang terdapat pada selaput dapat diekstrak dengan kloroform, eter dan benzene. Dengan

menggunakan kromatografi lapis tipis dan kromatografi gas, dapat diketahui komposisi lipida pada selaput sel. Lipida

yang selalu dijumpai adalah fosfolipid, sfingolipid, glikolipid dan sterol. Kolesterol merupakan lipida terbanyak yang

menyusun selaput sel.

Karbohidrat

Membran plasma pada eukariot memiliki karbohidart yang terikat secara kovalen dengan protein dan lemak.

Komponen karbohidrat dari memran plasma berjumlah sekitar 2 – 10% dari total berat membran plasma,

bergantung kepada spesies dan tipe sel. Sebagai contoh membran plasma sel darah merah memiliki 52% protein,

40% lemak dan 8 % karbohidrat. Dari 8% tersebut, 7 % berikatan dengan lemak membentuk glikolipid dan 93%

berikatan dengan protein membentuk glikoprotein.

Gambar 2.2 Komponen penyusun membran sel

Selaput plasma merupakan selaput yang asimetris, molekul-molekul lipida pada bagian luar selaput

berbeda dengan lipida pada selaput bagian dalam. Demikian pula polipeptida yang tersebut pada kedua lembaran

lipid bilayer juga berbeda. Penyabaran karbohidrat juga asimetris. Rantai-rantai molekul dari sebagian besar

glikolipid, glikoprotein dan dan proteo glikan pada selpaut plasma tidak pernah berada pada permukaan sitosolik.

Protein

Bergantung pada tipe sel dan organel tertentu dalam sel, membran memiliki 12 sampai lebih dari 50 macam

protein berbeda. Protein ini tidak disusun secara acak tetapi setiap lokasi dan orientasinya disusun pada posisi relatif

tertentu pada lipid bilayer. Protein pada membran tidak simetris yakni bagian luar membran dan bagian dalam

membran tersusun berbeda. Posisi seperti ini memungkinkan membran sebelah luar beriteraksi dengan dengan ligan

sektraseluer seperti hormon dan faktor pertumbuhan sedangkan bagian dalam dapat berinteraksi dengan molekul

sitoplasma seperti protein G atau protein kinase.

Protein membran dapat diklasifikasi menjadi tiga kelas berdasarkan hubungan (posisi) pada lipid bilayer,

yaitu:

1. Protein integral

Protein integral adalah protein yang berpenetrasi kedalam lipid bilayer. Protein ini dapat menembus membran

sehingga memiliki domain pada sisi ekstra seluler dan sitoplasmik dari membran.

2. Protein perifer

Seluruhnya berlokasi dibagian luar dari lipid bilayer, baik itu di permukaan sebelah ekstraseluler maupun

sitoplasmik dan berhubungan dengan membran malalui ikatan non kovalen.

3. Lipid anchor protein

Terdapat disebelah luar lipid bilayer tetapi berikatan secara kovalen dengan molekul lemak yang terdapat pada

lipid bilayer.

Protein membran plasma memiliki fungsi yang sangat luas antara lain sebagai protein pembawa (carrier)

senyawa melalui membran sel, penerima isyarat (signal) hormaonal dan meneruskan isyarat tersebut ke bagian sel

sendiri atau sel lainnya. Protein selaput plasma juga berfungsi sebagai pengikat komponen sitoskeleton dengan

senyawa-senyawa ekstraseluler. Protein-protein permukaan luar memberikan cirri individual sel dan macam protein

dapat berubah sesuia dengan diferensiasi sel. Protein-protein pada membran sel banyak juga yang berfungsi

sebagai enzim terutama yang terdapat pada selaput mitokondria, retikulum endoplasma dan kloroplas. Sebagai

contoh, senyawa-senyawa fosfolipid membran plasma disintesis oleh enzim-enzim yang terdapat pada membran

retikulum endoplasma.

Protein penyusun membran plasma dapat diekstrak dengan menggunakan SDA, Triton-X100, urea, N-

butanol atau EDTA sebagai pelarut. Setelah larut protein-protein membran plasma dapat dipisahkan satu sama lain

dengan menggunakan teknik eletroforesis atau kromatografi.

Protein membran sel memiliki kemampuan bergerak, sehingga dapat berpidah tempat. Perpindahan

berlangsung ke arah lateral dengan jalan difusi. Namun tidak semu protein mampu berpindah tempat. Beberapa jenis

protein integral tertahan dalam selaput oleh anyaman molekul-molekul protein yang berada tepat di bawah

permukaan dalam selaput plasma. Anyaman ini berhubungan dengan sitoskelet atau rangka sel.

Struktur fisiko-kima protein selaput sel kurang diketahui, mengingat bahwa bentuknya sangat bervariasi.

Berdasarkan kajian mikroskopis dan teknik freeze fracture diketahui bahwa protein dalam selaput sel berbentuk

globular.

PERKEMBANGAN MODEL MEMBRAN PLASMA

Penrnyataan tentang adanya lapisan yang mengelilingi suatu sel pertama kali dikemukakan oleh Overton

(1899). Overton menyatakan bahwa sifat osmosis hkash dari protoplasma yang berlandaskan pada mekanisme

kelrutan selektif. Senyawa hidrofobik dapat masuk ke dalam sel lebih cepat dari pada senyya hidrofilik. Hal ini

menurutnya disebabkan adanya lapisan lipida yang menyebabkan zat-zat hidrofobik lebih mudah larut. Overton

menduga bahwa lapisan itu mengandung kolesterol, lesitin dan minyak lemak.

Penelitian yang dilakukan oleh Gorter dan Grendel (1925) tentang organisasi lipid di selaput eritrosit

menyimpulkan bahwa selaput eritrosit terdiri dari dua lapisan molekul lipid di mana satu bagian polar mengarah ke

sitoplasma dan yang lainnya mengarah ke lingkungan tempat sel.

Gambar 2.3 Selaput plasma menurut Gorter dan Grendel (1925)

Danielli dan Harvey (1935) menyatakan bahwa di dalam sel, tetes minyak dan lipid, permukaannya terikat

oleh lapisan lipid dan protein yang tersusun dalam suatu organisasi yang rapi. Molekul protein mengarah ke

sitoplasma dan sekaligus berkaitan dengan bagian plar lapisan lipid. Bagian non polar lipid mengarah ke tetes

minyak.

Gambar 2.4 Selaput plasma menurut Danielli dan Harvey

Pada tahun yang sama Danielle dan Davson menyatakan bahwa selaput plasma terdiri dari dua lapisan

ganda lipid protein. Lapisan satu mengarah ke sitoplasma dan yang lainnya mengarah ke tempat sel

Gambar 2.5 selaput plasma menurut Danielli dan Davson

Pada awal tahun 1950, Danielli melakukan modifikasi terhadap model Danielli-Davson berdasarkan pada

pengamatan yang dilakuakn dengan mikroskop polarisasi. Hasil pengamatan yang dilakukan menunjukkan bahwa

pada permukaan polar lipida terdapat lapisan polipeptida sebagai ganti molekul globuler. Sealin itu, pada bagian luar

selaput sel terikat molekul glikoprotein dan pada selaput sel terdapat pula pori.

Di akhir tahun 1950, Robertson dengan menggunakan mikroskop elektron, mengemukakan bahwa

membran sel terdiri tiga lapisa gelap terang dengan ukuran masing-masing 20 Å - 35 Å – 20 Å, sehingga seluruh

membran berukuran 75 Å. Selaput ini dikenal dengan unit membran.

Penemuan robertson ini menimbulkan banyak perdebatan, antara lain peranan selaput sel, kadar fosfolipid

dan perbandingan lipo-protein sangat bervariasi. Pernyataan yang tidak terbantah adalah bahwa selaput sel terdiri

dari dua lapis lipida.

Saat ini model yang diterima adalah model Singer dan Nicholson yang dikenal dengan model mosaik

cairan. Berdasarkan model ini, selaput sel terdiri dari laisan lipida ganda yang diseling oleh protein. Beberapa protein

terikat adapermukaan poar lipida, disebut dengan protein perifer atau ekstrinsik dan beberapa lainnya menembus

lapisan lipida serta yang lain lagi terentang pada selaput dari luar sitoplasma. Protein-protein ini disebut dengan

protein integral atau intrinsik. Protein perifer dan bagian rotein integral yang berada di luar, biasanya berikatan

dengan molekul gula membentuk glikoprotein. Model ini sangat didukung dengan hasil freeze fracture.

FUNGSI MEMBRAN SEL

1. Kompartementalisasi

Membran plasma membagi protoplasma menjadi beberapa kompartemen (ruangan). Membran sel membungkus

seluruh protoplasma. Membran inti memisahkan nukleoplasma dengan dari stoplasma. Selain itu selaput plasma

membagi sitoplasma menjadi beberapa kompartemen yang disebut dengan organel. Adanya selaput ini

pembatas ini sangat penting karena memungkinkan kegiatan setiap kompartemen dapat berlangsung tanpa

gangguan dari kompatemen lain namun tetap dapat bekerja sama.

2. Barier selektif permeabel

Membran sel mencegah pertukaran materi secara bebas dari satu sisi ke sisi lain pada saat bersamaan.

Membran plasma harus menjamin pertukaran molekul antara bagian lur dan dalam pada saat yang tepat.

3. Transport molekul

Membran plasma mengandung mesin transpor molekul dari satu sisi ke sisi lain yang mencegah molekul

dengan konsentrasi rendah masuk ke dalam sel daerah yang memeiliki konsentrasi tinggi. Mesin ini

memungkinkan sel mengakumulasi molekul tertentu dalam konsentari yang lebih tinggi di bandingkan di sebelah

luar.

4. Penghantaran signal

Membran plasma memainkan peran penting dalam respon sel terhadap signal. Proses itu disebut dengan

penghantaran signal. Membran sel memiliki resptor yang berkombinasi dengan molekul tertentu (ligan). Setiap

sel berbeda memiliki reseptor berbeda, yang mampu mengenali dan berespon terhadap ligan pada lingkungan

berbeda.

5. Interaksi interseluler

Membran sel memperantarai interaksi antar sel pada organisme multiseluler. Membran sel memungkinlkan sel

mengenal satu sama lain, berikatan dan saling bertukar materi dan informasi

GAMBRAN MEMBRAN