Komponen penyusun membran sel (lipid, protein, air, polisakarida, ion)

Membran sel adalah penghalang fisik dan kimia yang memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan luar. Struktur membran sel terdiri dari Bilayer cair dari lipid dengan protein tertanam (“mosaik cairan”), setebal 5 nm. Bilayer dibentuk oleh molekul amfipatik (“kepala” kaya fosfat di luar dan “ekor” lipid hidrofobik di bagian dalam).

Sifat fisik membran sel:

  • Kedap terhadap molekul yang larut dalam air (tetapi tidak untuk air)
    Lembut dan fleksibel
  • Secara spontan cenderung membentuk pori-pori yang memperbaiki sendiri

Komposisi membran sel:

  • Lipid (50% berat): Membran luar: fosfatidilkolin dan Sfingomielin. Membran bagian dalam: fosfatidiletanolamin, fosfatidilserin dan fosfatidilinositol. Jumlah kolesterol yang bervariasi
  • Protein (50% berat): Protein integral (protein transmembran dan protein lipid yang hanya terbatas pada satu sisi membran). Protein perifer (permukaan)
  • Polisakarida: Komponen glikosilasi glikolipid dan glikoprotein. Ini membentuk glikokaliks seluler
  • air: Hadir di antara molekul lipid dalam bentuk yang sangat terorganisir, serta air curah di pori-pori dan saluran
  • Ion: Ion yang teradsorpsi (mis. Kalsium, natrium). Tertarik ke membran oleh muatan negatif intrinsik kepala fosfolipid

Struktur membran sel

Jika seseorang diminta untuk dengan cepat mendaftarkan komponen struktural dan karakteristik membran sel, kami telah buatkan berikut ini:

  • Membran sel adalah penghalang fisik dan kimia yang memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan luar
  • Ini adalah lapisan ganda lipid dengan protein tertanam, di mana protein dan lipid relatif bergerak dalam jarak kecil
  • Lipid bilayer terdiri dari fosfolipid, yang merupakan molekul amfipatik (yaitu di mana salah satu ujung molekul adalah hidrofilik dan ujung lainnya adalah hidrofob).
  • Fosfolipid tersusun dalam lapisan ganda, dengan “kepala” yang kaya fosfat di luar dan “ekor” lipid hidrofobik di bagian dalam
  • Lapisan ganda ini tidak tembus terhadap molekul yang larut dalam air (tetapi tidak untuk air)
  • Ini lunak dan fleksibel, dan secara spontan rentan untuk membentuk lubang acak (Movileanu et al, 2006) – tetapi lubang-lubang itu juga secara otomatis memperbaiki diri karena difusi lipid dua dimensi.

Menariknya, kita sudah tahu bahwa benda ini adalah lipid bilayer jauh sebelum mikroskop elektron mengungkapkan hal ini secara visual sejak tahun 1930-an.

Komposisi kimiawi dari membran sel

Komponen lipid dari membran sel

Meskipun ada ratusan jenis molekul lipid yang berbeda di setiap sel (dan setiap organel memiliki campuran yang sedikit berbeda), ada beberapa yang sangat penting, massanya menyumbang mayoritas total lipid membran :

Bagian luar lapisan ganda:

  • fosfatidilkolin (paling banyak: 60% berat)
  • sphingomyelin

Setengah bagian dalam bilayer:

  • phosphatidylethanolamine
  • fosfatidilserin
  • phosphatidylinositol

Komponen protein dari membran sel

Membran sel penuh dengan protein (50% darinya adalah protein). Fungsi dan aktivitas dari benda-benda ini jauh lebih menarik daripada sifat strukturalnya. Jika seseorang harus mengatakan sesuatu tentang mereka, seseorang akan mengklasifikasikan mereka sebagai berikut:

Protein integral:

  • Protein transmembran yang membentang di kedua sisi membran
  • Protein anchor lipid yang hanya terbatas pada satu sisi membran
  • Protein perifer (permukaan) yang tidak berinteraksi dengan inti hidrofobik membran

Komponen polisakarida dari membran sel

Ada komponen karbohidrat dalam membran sel, yang umumnya entah bagaimana diintegrasikan ke dalam komponen lipid atau protein membran, yaitu sebagai glikolipid atau glikoprotein. Secara umum, protein dan lipid kecil yang terglikosilasi mencuat ke permukaan ekstraseluler membran, membentuk lapisan karbohidrat pada permukaan luar sel. Ini adalah glikokaliks seluler. Tergantung pada jenis sel, mantel karbohidrat ini mungkin memiliki kepentingan struktural kecil, atau mungkin memiliki signifikansi tingkat organisme yang mendalam seperti glikokaliks endotel.

Sel-sel yang glikokaliks memainkan peran struktural atau fungsional utama sangat banyak. Secara umum, jika sel dirancang untuk dilapisi dalam beberapa jenis lendir, kemungkinan besar ia memiliki glikokaliks yang cukup tebal (karena lendir umumnya merupakan produk polisakarida). Contoh (dari Tarbell & Cancel, 2016) meliputi:

  • Sel endotel pembuluh darah
  • Epitel usus
  • Epitel bronkial
  • Osteosit

Jelas, tidak semua sel ditumbuhi polisakarida tebal seperti yang digambarkan di atas. Beberapa sel mungkin hanya memiliki sedikit glikokaliks dalam hal massa membran sel, yang tetap memiliki kepentingan substansial. Misalnya, sistem pengelompokan darah ABO didasarkan pada pengakuan antigen permukaan polisakarida yang menjorok keluar dari selaput sel darah merah.

Air di dalam membran sel

Membran sel memiliki jumlah air yang mengejutkan di dalamnya, untuk sesuatu yang seharusnya menjadi objek seluler berbasis lipid. Air sebenarnya merupakan komponen struktural aktif dari membran sel. Air hadir dalam dua bentuk utama:

  • Air “terorganisir”, yaitu diperumit dengan kepala hidrofilik dari molekul fosfolipid
  • Air curah, yaitu air normal yang mengalir melalui saluran protein dan pori-pori

Ion yang terkait dengan membran sel

Membran sel adalah benda bermuatan yang tersuspensi dalam sup ion terlarut, dan oleh karena itu tidak mengherankan bahwa ia dapat berinteraksi entah bagaimana dengan unsur ionik cairan ekstraseluler dan intraseluler. Sebagian besar interaksi ini disebabkan oleh muatan permukaan intrinsik dari komponen membran:

Pada pH fisiologis, komponen membran menghasilkan perubahan negatif

  • Kelompok kepala fosfolipid berdisosiasi untuk menghasilkan H2PO4−, HPO4-2 dan PO4−3
  • Asam sialat yang terkait dengan protein integral menghasilkan gugus COO−
Loading...