Struktur Membran Sel

Sebagian besar organel sel dilapisi oleh membran yang terutama lipid dan protein. Membran sel (disebut juga membran plasma) yang menyelubungi sel adalah struktur yang elastis, fleksibel, tipis dengan ketebalan hanya 7,5 sampai 10 nanometer. Perkiraan komposisinya adalah : protein 55 %, fosfolipid 22 %, kolesterol 13 %, lipid lain 4 %, dan karbohidrat 3 %.

Berikut ini merupakan struktur dan fungsi dari masing-masing komposisi membran sel :

1. Sawar Lipid Membran Sel

Struktur dasar sawar lipid membran sel adalah sebuah lapisan lipid ganda yang merupakan lapisan tipis sebanyak dua buah lapisan lipid (setiap lapisan memiliki ketebalan hanya satu molekul) yang terbentang di seluruh permukaan sel. Lapisan lipid ganda dibentuk oleh molekul-molekul fosfolipid yang memiliki 2 gugus, gugus pertama adalah gugus fosfat yang larut dalam air, disebut hidrofilik. Gugus yang kedua yaitu gugus asam lemak yang hanya larut dalam lemak, disebut hidrofobik.

Karena gugus hidrofobik molekul fosfolipid tersebut menjauhi molekul air, sedangkan antara satu gugus hidrofobik di lapisan lipid pertama dan gugus hidrofobik dilapisan kedua tarik menarik, maka kedua lapis gugus hidrofobik tersebut memiliki kecenderungan untuk saling bertemu di bagian tengah membran, seperti tampak pada gambar 1 di bawah ini. dengan demikian, gugus fosfat yang bersifat hidrofilik membentuk dua permukaan sel yang utuh, yaitu sisi dalam membran yang berhubungan dengan cairan intrasel dan sisi luar yang berhubungan dengan cairan ekstrasel.

Gambar 1. Struktur Membran Sel

Lapisan lipid tengah membran bersifat impermiabel terhadap zat yang biasanya larut dalam air, seperti ion, glukosa, dan urea. Sebaliknya, zat yang biasanya larut dalam lemak seperti oksigen, karbon dioksida dan alkohol, dapat dengan mudah menembus bagian membran tersebut.

Molekul koplesterol pada membran sel sebenarnya juga merupakan lipid karena inti steroidnya sangat mudah larut dalam lemak. molekul ini larut dalam kedua permukaan membran. Molekul kolesterol terutama berfungsi untuk membantu menentukan derajat permeabilitas (atau impermebilitas) kedua lapisan membran terhadap bahan larut air dari cairan tubuh. Kolesterol juga berfungsi mengatur banyak sifat cair (fluidity) membran.

2. Protein Membran Sel

Pada gambar 1 memperlihatkan massa globulus yang mengapung dalam lapisan lipid ganda. Massa ini merupakan protein membran yang sebagian besar merupakan glikoprotein. Terdapat dua jenis protein membran yaitu : protein integral yang menembus membran sepenuhnya dan protein perifer yang hanya melekat pada satu sisi atau permukaan membran dan tidak menembus membran sepenuhnya. Protein perifer ini hampir sepenuhnya berfungsi sebagai enzim atau sebagai pengatur lalu-lintas zat yang melalui pori-pori membran.

Banyak protein integral yang berperan sebagai kanal struktural (atau pori-pori) yang dapat di lewati oleh molekul air dan zat larut air, khususnya ion yang dapat berdifusi antara cairan ekstrasel dan cairan intrasel. kanal protein ini juga mempunyai kemampuan memilih zat yang akan lewat sehingga memungkinkan zat tertentu lebih mudah berdifusi daripada zat lainnya.

Protein integral lain berfungsi sebagai protein pengangkut (carrier) untuk membawa zat yang tidak diangkut. Kadang-kadang terjadi pengangkutan zat-zat ke arah yang berlawana dengan arah difusi yang seharusnya, yang disebut dengan "transpot aktif". Selain sebagai protein pengankut protein integral yang lain juga berfungsi sebagai enzim.

Protein integral membran juga dapat berperan sebagai reseptor untuk zat kimia yang larut air seperti hormon peptida yang tidak dapat menembus membran sel dengan mudah. Dalam hal ini, protein integral yang tersebar di membran sel berfungsi sebagai sarana penyampai informasi mengenai lingkungan di luar sel dan di dalam sel.

3. Karbohidrat Membran (Glikokaliks) Sel

Karbohidrat membran hampir selalu terdapat dalam bentuk kombinasi dengan protein atau lipid sebagai molekul glikoprotein dan glikolipid. Pada kenyataannya, sebagian besar protein integral adalah glikoportein dan kira-kira sepersepuluh molekul-molekul lipid membran merupakan glikolipid. Gugus "Gliko" dari molekul tersebut hampir selalu menonjol keluar dari sel, yang teruntai bebas ke arah luar dari permukaan sel. jadi, seluruh permukaan luar sel tersebut seringkali dilapisi oleh suatu selubung karbohidrat longgar yang disebut glikokaliks.

Bagian karbohidrat yang melekat di permukaan luar sel mempunyai beberapa fungsi penting, yaitu :

1. Banyak karbohidrat tersebut bermuatan listrik negatif, yang menyebabkan sebagian besar sel mempunyai suatu muatan keseluruhan permukaan sel yang negatif sehingga dapat menolak benda-benda bermuatan negatif yang lain. 
2. Glikokaliks dari beberapa sel melekat pada glikokaliks sel yang lain, sehingga sel dapat saling melekat satu sama lain. 
3. Banyak karbohidrat yang berperan sebagai resptor untuk mengikat hormon, seperti insulin; begitu insulin terikat pada reseptor tersebut, maka protein interna yang terdapat di sel menjadi aktif dan selanjutnya mengaktivasi serangkain enzim intrasel. 
4. Beberapa karbohidrat juga akan ikut dalam reaksi sistem imun. 

Sumber :

Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Ed. 11 : Guyton & Hall