Membran sel (bahasa Inggris:cell membrane, plasma membrane, plasmalemmacode: en is deprecated) adalahmembran semipermeabel[1] pada sebuahsel yang mengelilingi dan membungkus isisitoplasma dannukleoplasma. Membran sel memisahkan sel dari cairan interstitial (komponen utama daricairan ekstraseluler) di sekitarnya.[2][3] Pembentukan membran sel dilakukan dengan bahan dasar berupa lipoprotein yang dibentuk oleh lemak dan protein.[4]Membran ini terdiri ataslipida dwilapis, termasukkolesterol (komponen lipid) yang berada di antarafosfolipid untuk mempertahankanfluiditasnya pada berbagai suhu. Membran sel juga mengandungprotein membran, termasukprotein integral yang melintasi membran (berfungsi sebagai transporter membran) danprotein perifer yang secara longgar menempel pada sisi luar (perifer) membran sel, yang bertindak sebagaienzim yang membentuk sel.[5] Membran selmengontrol pergerakan zat ketika masuk dan keluar dari sel dan organel. Dengan cara ini, ia secara selektif dapat ditembusion danmolekul organik.[6] Selain itu, membran sel terlibat dalam berbagai proses seluler sepertiadhesi sel,konduktivitas ionik, danpersinyalan sel, serta berfungsi sebagai permukaan tempat melekatnya beberapa struktur ekstraseluler, termasukdinding sel, lapisan karbohidrat yang disebutglikokaliks, serta jaringan intraseluler dari serat protein yang disebutsitoskeleton. Dalam bidang biologi sintetik, membran sel dapat dirakit kembali secara artifisial.[7][8][9]
Nilai permeabilitasair pada membran ganda dari berbagai komposisi lipid berkisar antara 2 hingga 1.000 × 10−5 cm2/dt. Angka tertinggi ditemukan pada membran plasma pada sel epitelialginjal, beberapa selglia dan beberapa sel yang dipengaruhi oleh protein membran dari jenisakuaporin. Akuaporin-2 memungkinkan adanyatransporter air yang peka terhadapvasopresin, sedang ekspresi akuaporin-4 ditemukan sangat tinggi pada beberapa sel glia danependimal.
Pada tahun 1972,Seymour Jonathan Singer danGarth Nicholson mengemukakan model mosaik fluida yang disusun berdasarkan hukum-hukumtermodinamika untuk menjelaskan struktur membran sel.[12] Pada model ini,protein penyusun membran dijabarkan sebagai sekelompokmolekul globular heterogenus yang tersusun dalam strukturamfipatik, yaitu dengangugus ionik dan polar menghadap kefase akuatik, dan gugus non-polar menghadap ke dalam interior membran yang disebutmatriks fosfolipid dan bersifathidrofobik. Himpunan-himpunan molekul globular tersebut terbenam sebagian ke dalam matriks fosfolipid tersebut. Struktur membran teratur membentuk lapisan ganda fluida yang diskontinu, dan sebagian kecil dari matriks fosfolipid berinteraksi dengan molekul globular tersebut sehinggal struktur mosaik fluida merupakananalogilipoprotein atauprotein integral di dalam larutan membran ganda fosfolipid.
Bagian ini memerlukanpengembangan. Anda dapat membantu denganmengembangkannya.
Umumnya, membran sel memiliki bagian kepala polarhidrofilik dengan daya ikatgliserofosforilester yang terdiri darigliserol,fosfat, dangugus tambahan sepertikolina,serina, dll; dengan dua rantaihidrofobikasam lemak yang membentuk ikatanester. Pada rantai primer, ditempati oleh asam lemak jenuh dan pada rantai sekunder ditempati oleh asam lemak tak jenuh.[13] Bagian kepala dapat berinteraksi denganair maupun larutan fase akuatik, sedangkan bagian rantai akan berhimpit membentuk matriks fosfolipid yang disebut fase internal. Antarafase internal dan fase akuatik terjadi tegangan potensial antara 220-280mV yang disebuttegangan potensial dipol,[14][15] ataupotensial membran.
Bagian ini memerlukanpengembangan. Anda dapat membantu denganmengembangkannya.
Protein integral memiliki domain membentang di luar sel dan di sitoplasma. Protein intregral juga berfungsi untuk memasukkan zat-zat yang ukurannya lebih besar.
Protein ini terintegrasi pada lapisan lipid dan menembus 2 lapisan lipid / transmembran.Bersifat amfipatik, mempunyai sekuen helix protein, hidrofobik, menembus lapisan lipida, dan untaian asam amino hidrofilik. Banyak diantaranya merupakan glikoprotein, gugus gula pada sebelah luar sel. Di sintesis di RE, gula dimodifikasi di badan golgi
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintasmolekul danion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekulhidrofobik (CO2, O2), dan molekulpolar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus. Lalu lintas membran akan membuat perbedaan konsentrasi ion sebagai akibat dari dua proses yang berbeda yaitudifusi dantranspor aktif, yang dikenal sebagai gradien ion.[16] Lebih lanjut, gradien ion tersebut membuat sel memilikitegangan listrik seluler. Dalam keadaan istirahat,sitoplasma sel memiliki tegangan antara 30 hingga 100 mV lebih rendah daripadainterstitium.[17]
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan.Difusi,osmosis, dandifusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkanentropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukanlipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Definisi transport aktif, pertama kali dicetuskan olehRosenberg sebagai sebuah proses yang menyebabkan perpindahan suatu substansi dari sebuah area yang mempunyaipotensial elektrokimiawi lebih rendah menuju ke tempat dengan potensial yang lebih tinggi.[18] Proses tersebut dikatakan, memerlukan asupanenergi dan suatu mekanisme kopling agar asupan energi dapat digunakan demi menjalankan proses perpindahan substansi.
Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialahchannel protein dancarrier protein, sertaionofor. Ionofor merupakanantibiotik yang menginduksi transpor ion melalui membran sel maupun membran buatan.[19]
Yang termasuk transpor aktif ialahcoupled carriers,ATP driven pumps, danlight driven pumps. Dalam transpor menggunakancoupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan.ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase.Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
Hormontri-iodotironina yang dikenal sebagai aktivatorenzimfosfatidil inositol-3 kinase dengan mekanisme dari dalamsitoplasma dengan bantuanintegrin alfavbeta3. Lintasan enzim fosfatidil inositol-3 kinase, lebih lanjut akan memicutranskripsi genetik dari Na+ ATP sintase, K+ ATP sintase, dll, beserta penyisipan ATP sintase tersebut pada membran plasma, berikut regulasi dan modulasi aktivitasnya.[20]
Pembentukan dwilapis lipid adalah proses yang menguras banyak energi ketikagliserofosfolipid yang dijelaskan di atas berada di dalam lingkungan basah.[21] Di dalam sistem basah, gugus polar lipid berjejer menuju polar, lingkungan basah, sedangkan ekor hidrofobik memperkecil hubungannya dengan air dan cenderung menggerombol bersama-sama, membentukvesikel; bergantung pada konsentrasi misel kritis padalipid, interaksi biofisika ini dapat berujung pada pembentukanmisel,liposom, ataulipida dwilapis. Penggerombolan lainnya juga diamati dan membentuk bagian dari polimorfisma perilaku amfifila (lipid).Polimorfisme lipid adalah cabang pengkajian di dalambiofisika dan merupakan mata pelajaran penelitian akademik saat ini.[22][23] Bentuk dwilapis dan misel di dalam medium polar oleh proses yang dikenal sebagaiefek hidrofobik.[24] Ketika memecah zat lipofilik atau amfifilik di dalam lingkungan polar, molekul polar (yaitu, air di dalam larutan air) menjadi lebih teratur di sekitar zat lipofilik yang pecah, karena molekul polar tidak dapat membentukikatan hidrogen ke wilayah lipofilik daru amfifila. Jadi, di dalam lingkungan basah, molekul air membentuk kurungan "senyawa klatrat" tersusun di sekitar molekul lipofilik yang terpecah.[25]
Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentukfluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yangdinamis di mana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanenkomponen muchus membran sel semipermanen di lapisan membran
Secara alami di alam fosfolipid akan membentuk struktur misel (struktur menyerupai bola) atau membran lipid 2 lapis. Karena strukturnya yang dinamis maka komponen fosfolipid di membran dapat melakukan pergerakan dan perpindahan posisi. Pergerakan yang terjadi antara lain adalah pergerakan secara lateral (Pergerakan molekul lipid dengan tetangganya pada monolayer membran) dan pergerakan secara flip flop (Tipe pergerakan trans bilayer).
Hingga saat ini terdapat tiga teori mengenai membranmitokondria. Teori pertama mengatakan bahwa mitokondria memiliki satu lapisan membran.[26] Teori kedua mengatakan bahwa terdapat dua lapisan membran, yaitumembran sisi dalam danmembran sisi luar.[27] Teori ketiga mengatakan bahwa mitokondria memiliki tiga lapisan, yaitu membran sisi dalam, membran sisi luar dan membran plasma.[28][29]
↑Parker, Sybil, P (1984).McGraw-Hill Dictionary of Biology. McGraw-Hill Company. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link) Pemeliharaan CS1: Status URL (link)
↑(Inggris)George J Siegel, Bernard W Agranoff, R Wayne Albers, Stephen K Fisher, dan Michael D Uhler. (1999).Basic Neurochemistry - Molecular, Cellular and Medical Aspects (Edisi 6). Lippincott-Raven. hlm.Electrical Phenomena in Excitable Cells.ISBN0-397-51820-X. Diakses tanggal2010-07-22.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
↑(Inggris)"Molecular aspects of thyroid hormone actions".Laboratory of Molecular Biology, Center for Cancer Research, National Cancer Institute, National Institutes of Health; Cheng SY, Leonard JL, Davis PJ. Diakses tanggal2010-07-22.
↑van Meer G, Voelker DR, Feigenson GW. (2008). "Membrane lipids: where they are and how they behave".Nature Reviews. Molecular Cell Biology.9 (2):112–24.doi:10.1038/nrm2330.PMID18216768. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
↑(Inggris)Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, dan Peter Walter (2002).Molecular Biology of the Cell (Edisi 4). Garland Science. hlm.Figure 14-10. A summary of energy-generating metabolism in mitochondria.ISBN0-8153-3218-1. Diakses tanggal2010-07-20. Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
![[icon]](/mt/?noimg=&dark=on&url=https%3a%2f%2fid.wikipedia.org%2f%2fid.wikipedia.org%2fwiki%2fBerkas%3aWiki_letter_w_cropped.svg)
