Membran Plasma, Inti, dan Mitokondria

Sebenarnya ini adalah tugas dari mata kuliah Biologi Sel dan Molekuler. Tetapi, bolehlah dishare~
Selama berbagi itu tidak ada salahnya :)

Membran Plasma

Membran plasma merupakan suatu lipid berlapis ganda. Lipid membran plasma yang terbanyak adalah fosfolipid, dengan sejumlah kecil kolesterol. Fosfolipid memiliki ujung kepala polar yang mengandung sebuah gugus fosfat dan dua ekor asam lemak nonpolar (netral). Ujung polar bersifat hidrofilik sementara ujung nonpolar bersifat hidrofobik dan tidak akan bercampur dengan air. Rangkaian molekul dua sisi semacam ini kemudian menyusun diri membentuk lapis-ganda (lipid bilayer), suatu lapisan ganda molekul-molekul lipid, saat berkontak dengan air, ekor hidrofobik mengubur diri di bagian tengah menjauhi air, sedangkan ujung hidrofilik berjajar di kedua sisi berkontak dengan air. Lipid lapis-ganda ini bukan suatu struktur yang kaku, tetapi bersifat seperti cairan, yang berperan menimbulkan sifat cair serta stabilitas membran adalah kolesterol. Sifat cair tersebut memungkinkan membran fleksibel sehingga sel dapat mengubah  bentuknya. 

Sejumlah kecil karbohidrat membran terdapat hanya pada permukaan luar. Karbohidrat rantai pendek yang menonjol ke luar dari permukaan luar ini terutama berikatan dengan protein membran dan sedikit dengan lemak, masing-masing membentuk glikoprotein dan glikolipid. Fungsi karbohidrat di permukaan membran bagian luar masih belum jelas. Berikut adalah aktivitas-aktivitas mengarah pada dugaan peran rantai-rantai pendek gula:

1. Karbohidrat mungkin menentukan orientasi dan menambatkan protein membran
2. Kompleksitas dan keragaman rantai-rantai karbohidrat serta lokasi mereka di permukaan eksternal diduga berperan penting dalam pengenalan “diri” (self) dalam interaksi sel-ke-sel. 
3. Penanda permukaan yang mengandung karbohidrat juga tampak berperan dalam pertumbuhan jaringan, yang biasanya ditahan sampai batas kepadatan sel tertentu

Selain itu, terdapat pula protein-protein membran yang melekat atau terselip di antara lipid lapis-ganda. Berikut adalah fungsi-fungsi khusus dari protein yang berbeda di dalam membran plasma:

1. Sebagian protein yang terentang di dalam membran membentuk jalur atau saluran berisi air yang menembus lipid lapis-ganda. Keberadaan protein-protein tersebut memungkinkan zat-zat larut air yang cukup kecil memasuki saluran, misalnya ion, melewati membran tanpa harus berkontak langsung dengan interior lemak yang hidrofobik. Saluran ini sangat selekti, garis tengahnya kecil dan tidak memungkinkan lewatnya partikel berdiameter lebih besar dari 0,8 nm.
2. Protein lain berfungsi sebagai molekul pembawa (carrier molecule) yang mengangkut zat-zat yang tidak dapat menembus membran dengan sendirinya.
3. Banyak protein di permukaan luar berfungsi sebagai tempat reseptor (receptor site) yang “mengenali” dan berikatan dengan molekul-molekul spesifik di lingkungan sekitar sel. Pengikatan ini mencetuskan serangkaian kejadian di membran dan di dalam sel yang mengubah aktivitas sel tertentu.
4. Kelompok protein lain berfungsi sebagai enzim yang terikat ke membran yang mengontrol reaksi-reaksi kimia tertentu di  permukaan dalam atau luar sel. 
5. Sebagian protein tersusun dalam suatu jalinan filamentosa di permukaan bagian dalam membran dan dihubungkan dengan unsur-unsur protein tertentu pada sitoskeleton.
6. Protein lain berfungsi sebagai molekul adhesi sel (cell adhesion molecule, CAM). Molekul ini menonjol ke luar dari permukaan membran dan membentuk lengkung-lengkung atau anggota badan (apendiks) lain yang digunakan oleh sel untuk saling berpegangan dan untuk melekat ke serat-serat jaringan ikat yang menjalin antara sel-sel. Dengan demikian, molekul-molekul ini membantu menyatukan jaringan dan organ.
7. Akhirnya, protein lain, khususnya bersama dengan karbohidrat, penting untuk kemampuan sel mengenali “diri” (self, yaitu sel dari jenis yang sama) dan dalam interaksi sel-ke-sel.

Membran plasma bersifat permeabel selektif, yaitu memungkinkan sebagian partikel lewat tetapi menghambat yang lain. Dua sifat partikel mempengaruhi apakah partikel tersebut dapat menembus plasma tanpa bantuan:

1.  Kelarutan relatif partikel dalam lemak
2.  Kelarutan relatif partikel dalam lemak

Partikel yang mudah larut dalam lemak mampu larut dalam lipid lapis-ganda dan menembus membran. Di pihak lain, partikel-partikel bermuatan (ion-ion seperti Na⁺ dan K⁺) dan molekul polar (misalnya glukosa dan protein) memiliki kelarutan yang rendah tetapi mudah larut dalam air. Untuk ion-ion larut air yang bergaris tengah kurang dari 0,8 nm, saluran protein berfungsi sebagai rute alternatif untuk menembus membran. Hanya ion-ion yang memiliki saluran khusus yang dapat menembus membran. Partikel yang kelarutan lemaknya rendah dan terlalu besar bagi saluran tidak dapat menembus membran tanpa bantuan.

 Membran Inti

 

Membran inti atau selubung inti merupakan struktur pembatas materi inti sel dengan sitoplasma. Struktur membran inti saat diamati di bawah mikroskop elektron tampak sebagai dua lapisan membran yang masing-masing dipisahkan oleh celah sebesar 20-30 nm. Struktur membran inti juga dilengkapi dengan lubang-lubang yang disebut pori-pori inti, yaitu lubang pada selubung inti yang menghubungkan nucleolus dengan sitoplasma. Sel melalui lubang-lubang ini dapat mentransfer substansi sel yang berada di dalam nukleus ke luar nucleus (sitoplasma). Subsatansi sel yang ditransfer ke luar sel adalah molekul RNA yang berkaitan erat dengan sintesis protein di sitoplasma. Sintesis protein dilakukan di luar inti sel (sitoplasma), tepatnya sintesis terjadi di salah satu organel yang ada di sitoplasma, yaitu ribosom.

Fungsi

Fungsi membran inti bermacam-macam. Fungsi utamanya yaitu mengkompartementalisasi nukleoplasma. Mitokondria, badan-badan golgi, lisosom, kloroplas, dan organela lain yang tidak termasuk ke dalam bagian inti, sedangkan kromosom dan nukleoli jarang keluar ke sitoplasma. Namun precursor ribosom dari nukleolus dan molekul mRNA dan tRNA dapat meninggalkan inti melewati pori inti. Juga, molekul-molekul memasuki inti dari sitoplasma.

Zat-zat yang dapat melewati membran inti selain mRNA yaitu protein-protein yang dibutuhkan dalam pengaturan gen.

 Membran Mitokondria 

Membran dalam dan membran luar mitokondria memiliki penyusun yang berbeda. Membran luar tersusun atas lebih dari 50% lipid serta mengandung berbagai macam enzim seperti enzim yang berperan oksidasi epinefrin, degradasi triptofan dan pemanjangan rantai asam lemak. Sebaliknya, membran dalam memiliki ratio protein/lemak yang tinggi. Ditemukan lebih dari 60 polipeptida berbeda pada membran ini.  Membran luar mengandung porin, suatu protein integral dan merupakan membran yang tidak selektif sehingga memungkinkan molekul dengan ukuran 10.000 dalton dapat dengan masuk ke dalam ruang antar membran, dengan demikian ruang antar membran berhubungan dengan sitosol. Sebaliknya membran dalam sangat tidak permeabel, sehingga molekul dan ion yang diperlukan semuanya terdapat dalam matriks mitokondria.

Zat-zat yang dapat melewati mitokondria di antaranya adalah asam piruvat, H₂O, O_2, CO_2, ATP, ADP, serta enzim-enzim yang dibutuhkan dalam mitokondria.

Terima kasih atas kunjungannya, semoga sukses!

Referensi:

Lauralee, Sherwood. 2001. Fisiologi Manusia Dari Sel ke Sistem. Jakarta: EGC

Hedlin, M. 2011. Damage to Mitochondria, 22 Desember. https://www.stanford.edu/group/hopes/cgi-bin/wordpress/2011/06/about-abnormalities-in-energy-metabolism/. Diakses pada pukul 20:58, 27 Februari 2012