Membran Sel

B. Membran Sel

    Membran sel atau membran plasma adalah bagian terluar dari sel. Membran sel disebut juga plasmalema. Membran sel memiliki ketebalan berkisar 70 Å – 100 Å . Membran sel terdiri atas dua lapis lipid sehingga struktur membran disebut juga lipid bilayer.

    Selain itu, membran sel juga mengandung molekul protein. Membran sel memliki protein ekstrinsik (protein perifer) dan protein intrinsik (protein integral). Protein integral mencapai jumlah sekitar 70%. Protein integral yang berkaitan dengan karbohidrat membentuk glikoprotein. Protein perifer berikatan dengan fosfolipid membentuk lipoprotein.

       Membran sel memiliki sifat, yaitu :

- Semipermeabel

  Semipermeabel artinya mudah dilewati oleh molekul air.

- Selektif permeabel

  Selektif prmebel artinya bahwa membran hanya dapat dilewati oleh ion dan molekul polar tertentu.

     Sebagai komponen membran sel, molekul fosfolipid terdiri atas molekul fosfat dan molekul lemak. Molekul fosfat bersifat hidrofilik ( dapat megikat air ), sedangkan molekul lemak bersifat hidrofobik ( tidak mengikat air ). 

Membran sel memiliki fungsi dalam pergerakan ion atau molekul dari dalam ataupun dari luar sel. Menurut campbell ( 1998: 147 ), bagian tengah membran yang bersifat hidrofobik merintangi pengangkutan ion dan molekul polar yang keduanya bersifat hidrofilik. Molekul hidrofobik, sperti senyawa hidrokarbon dan oksigen, dapat larut dalam membran dan melaluinya dengan mudah. Molekul yang sangat kecil, bersifat polar, tetapi tidak bermuatan dapat menembus membran  dengan cepat.  Selain itu, membran sel juga impermeabel terhadap semua jenis ion, termasuk ion ukuran kecil, seperti H+  dan Na+   . Struktur lipid bilayer merupakan penyebab adanya sifat selektif permeabel pada membran. Protein integral pada membran berperan penting dalam mengatur transportasi ion dan molekul.

    Gerakan molekul atau ion yang terjadi pada membran sel dan organel-organel lainnya adalah difusi, osmosis, endositosis, eksositosis dan transpor aktif.  Difusi dan osmosis disebut gerkan pasif karena tidak membutuhkan energi. Transpor aktif, seperti endositosis dan eksositosis disebut gerakan aktif karena gerakan ini membutuhkan energi.

1. Difusi

Difusi adalah peristiwa perpindahan molekul-molekul suatu zat dari larutan yang berkonsentrasi tinggi ke larutan yang berkonsentrasi rendah melalui membran semipermeabel. Peristiwa difusi pada sel terjadi jika zat tersebut mampu melewati membran sel. 

Pada difusi, pergerakan molekul melintasi membran dipengaruhi oleh gradien konsentrasi (membran bersifat permeabel terhadap molekul tersebut). Jika suatu molekul terkonsentrasi lebih banyak pada satu sisi suatu membran daripada sisi lainnya, selalu ada kecendungan molekul tersebut akan berdifusi menembus membran untuk menurunkan gradien konsentrasi.

Salah satu peristiwa biologis yang melibatkan difusi adalah pengambilan oksigen oleh sel melalui respirasi selular. Oksigen yang terlarut berdifusi menembus membran. Selama proses respirasi selular yang membutuhkan oksigen terus berlangsung, difusi oksigen ke dalam sel juga akan terus berlangsung. Hal ini dikarenakan gradien konsentrasi mendukung terjadinya pergerakan dengan arah tersebut.

Perlu diingat bahwa membran bersifat selektif permeabel sehingga berpengaruh terhadap laju difusi beberapa jenis molekul. Satu jenis molekul yang berdifusi bebas menembus banyak jenis membran adalah air. Hal inilah yang mendukung kehidupan bagi banyak sel.

2. Osmosis

Osmosis adalah peristiwa perpindahan molekul air (pelarut) melalui membran semipermeabel dari larutan yang berkonsentrasi rendah ke larutan yang berkonsentrasi tinggi. Dengan kata lain, osmosis adalah peristiwa perpindahan molekul pelarut dari larutan yang memiliki kepekatan rendah ke larutan yang memiliki kepekatan tinggi. 

Jika konsentrasi larutan dalam sel lebih tinggi daripada larutan di luar sel ( hipotonik ), air akan masuk ke dalam sel. Pergerakan air ke dalam sel ini dinamakan endosmosis. Apabila kepekatan larutan di luar sel lebih tinggi daripada di dalam sel ( hipertonik ), air akan meninggalkan sel. Pergerakan air keluar sel tersebut dinamakan eksosmosis. Jika kepekatan di dalam dan di luar sel sama ( isotonik ), jumlah air yang masuk dana keluar akan sama.

Pada osmosis, membran semipearmeabel menjadi pemisah kedua larutan. 

Molekul air akan bergerak dari kiri ke kanan.

3. Transpor Aktif

Transpor aktif adalah transpor yang menggunakan energi untuk mengeluarkan dan memasukan ion-ion dan molekul melalui membran sel yang bersifat selektif permeabel. Transpor aktif dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam sel dan di luar sel. Muatan listrik ini ditentukan oleh ion natrium  (Na+ ), ion kalium (K+   ), dan ion klor ( Cl- ). Keluar masuknya ion (Na+ ) dan (K+   ) diatur oleh pompa natrium-kalium.

Pada sebagian besar jaringan, pompa natrium-kalium bertanggung jawab terhadap transpor aktif ganda (Na+ ) dan (K+   ) dari dalam ke luar sel. ATP menyediakan energi untuk transpor. Pompa mengeluarkan tiga ion (Na+ ) dari dalam sel untuk setiap dua ion (K+   ) yang dimasukkan ke dalam sel.

Transpor aktif memerlukan molekul pengangkut berupa protein integral pada membran (molekul carrier). Pada protein pengangkut, terdapat tempat untuk (Na+ ) dan (K+   ) yang dinamakan binding sites.

a. Tiga ion natrium (Na+ ) diambil dari dalam sel dan menempati binding sites (tempat terjadinya ikatan ion atau molekul pada membran).

b. Energi diperlukan untuk mengubah bentuk protein integral pada membran agar membuka ke bagian luar sel.

c. Protein integral pada membran membuka ke arah luar sel, kemudian melepaskan ion natrium keluar dari sel.

d. Dua ion kalium (K+   ) dari luar sel menempati binding sites pada protein integral.

e. Protein integral pada membran kembal pada bentuk semula, yakni membuka ke arah dalam sel.

f. Ion kalium dilepaskan ke dalam sel.

Pompa mengeluarkan tiga ion  Na+ dari dalam sel 

untuk setiap dua ion K+ yang masuk ke dalam sel.

4. Endositosis dan Eksositosis

Air dan zat terlarut berukuran kecil dapat masuk dan keluar dari sel dengan menembus sel melalui membran lipid bilayer, atau dipompa melalui protein transpor pada membran. Molekul besar, seperti protein dan polisakarida, umumnya melewati membran melalui mekanisme berbeda. Mekanisme tersebut adalah endositosis dan eksositosis. 

a) Endositosis merupakan mekanisme sel berupa pembungkusan bahan dan cairan ekstraselular dengan membentuk pelekukan (vesikula) ke dalam pada sebagian bagian dari membran sel. Endositosis termasuk gerak aktif karena gerak ini membutuhkan energi. Hal ini terjadi pada organisme bersel tunggal dan sel darah putih.

Mekanisme endositosis meliputi :

- Fagositosis

 Membran plasma ikut berperan dalam memakan benda asing. Endositosis terhadap benda padat      dinamakan fagositosis,

 Pada fagositosis, sel “menelan” sebuah partikel dengan membelitkan kaki semu (pseudopodia) ke  sekeliling partikel dan memasukannya ke dalam suatu kantung besar yang dibentuk oleh membran.  Partikel tersebut dihancurkan setelah kantung tersebut bergabung dengan lisosom yang memiliki    enzim hidrolitik.

- Pinositosis

 Membran plasma ikut berperan dalam memakan benda asing. Endositosis terhadap larutan    dinamakan pinositosis.  Pada pinositosis, sel “menelan” tetesan-tetesan cairan ekstraselular ke dalam  kantung (vesikula) berukuran kecil. 

b) Sama halnya dengan endositosis, eksositosis pun termasuk gerak aktif karena membutuhkan energi. Eksositosis adalah pengeluaran zat dari dalam sel ke luar sel. Sekret biasanya terbungkus dalm kantung membran yang selanjutnya melebar pada membran plasma.