MEMBRAN PLASMA

Plasma Membrane Functions

Maintain a high concentration of materials in the cell.

Keep harmful materials out.

Control the movement of materials into and out of the cell.

Let the cell sense its environment.

Peranan membran sel

• Barrier permiable yg selektif• Perpindahan suatu senyawa terlarut• Memberikan respon thdp rangsangan luar• Interaksi interseluler• Tempat utk aktifitas biokimiawi• Transduksi energi

Gortel & Grendel (1925) Lipid bilayer

• Membran berupa struktur yang membatasi sel, terdiri atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob

• gugus polar mengarah ke bagian luar dari bilayer, sedangkan gugus hidrofob (rantai asam lemak) berada di bagian tengahdari lipid bilayer

Davson & Danielli (1954)

• membran merupakan struktur lipid bilayer yang disisipi dengan protein globular yang melintasi membran dan terdapat pula protein di Permukaan luar dan dalam membran.

Singer & Nicholson (1972)model mosaik / ‘fluid mozaic’

• membran plasma terdiri atas lipid bilayer yang berada dalam keadaan

fluid dan dapat bergerak lateral dalam daerah membran struktur dinamis interaksi yang bersifat sementara atau semipermanen.

• Protein terdistribusi secara mosaik yang berbeda dengan lipid partikel, tidak membentuk suatu lapisan yang kontinyu.

• Protein dapat melintasi membran fosfolipid, atau berada di bagian tepi sel

Dinamika membran plasma

• Pergerakan Flip flop dpt terjadi krn adanya enzim

• Pergerakan ke arah lateral

Komposisi Kimia dari MembranMembran mengandung :

• Lipid bilayer kerangka struktur membran berfungsi sebagai penghalang (‘barrier’) yang membatasi pergerakan molekul secara acak

• Protein yg mempunyai fungsi khusus

• Karbohidrat berikatan dengan lipida (glikolipid ) atau protein (glikoprotein)

Phospholipids

Cholesterol

Proteins (peripheral and integral)

Carbohydrates

Membrane Components

The Plasma Membrane – Gateway to the Cell

Lipid membran

Membran mengandung lipida yang

• bersifat amfipatik (memiliki

gugus yang bersifat

hidrofilik dan hidrofobik.)

Tipe lipid membran :

• Fosfogliserida

• Sfingolipida

• Kolesterol

• dll

Kolesterol• Banyak terdapat pada membran sel hewan + 50% dari molekul

lipid.• membran sel tumbuhan dan semua sel bakteri tidak banyak

mengandung kolesterol.• lebih sedikit dibandingkan lipida membran lainnya dan tidak

terlalu bersifat amfipatik.• Gugus hidroksil dari kolesterol yang bersifat hidrofilik

menentukan orientasi molekul ini pada membran sel. • Gugus hidroksil berada pada bagian permukaan membran

Protein membranAda 3 kelompok protein :

A. Integral , amfipatik

B. perifer , berikatan dengan permukaan membran dengan ikatan

nonkovalen

C. protein yang berikatan dengan lipid, yang berlokasi di luar membran lipid, pada ekstraselular atau sitoplasmik.

Karbohidrat membran• karbohidrat berikatan secara

kovalen pada lipid dan protein.

• Pada membran plasma terkandung 2 – 10% karbohidrat.

• membran plasma sel darah merah manusia mengandung 52% protein, 40% lipid dan 8 %

KH.

• dapat menentukan golongan

darah seseorang. A, B, AB, O

Fungsi membran sel :

1. Pembatas

• lapisan yang bersinambungan melingkupi sel, inti, organel

2. pembatas yang bersifat selektif permeabel

• mencegah pertukaran molekul dari satu sisi ke bagian lainnya.

• memungkinkan substansi tertentu masuk ke sitoplasma dari lingkungan luar

• mencegahmasuknya senyawa tertentu masuk ke sitoplasma

3. mendukung aktivitas biokimia yang berlangsung di dalam sel

• • Beberapa proses di dalam sel tergantung pada suatu serial reaksi yang dikatalis oleh enzimyang terdapat dalam membran, produk suatu reaksi akan bertindak sebagai reaktan untuk reaksi selanjutnya. Jika enzim

yang berbeda pada membran berada dalam susunan yang berurutan, produk suatu reaksi dapat dilepaskan ke dekat enzim untuk reaksi berikutnya.

5. perpindahan suatu senyawa terlarut

6. Memberikan respons terhadap rangsangan luar• berperan dalam memberi respons terhadap

rangsangan luar transduksi sinyal reseptor + ligand.

• Tipe sel yang berbeda memiliki molekul reseptor yang berbeda

7. interaksi interselular• membran plasma mengantarai interaksi antar sel

dalam organisme multiselular

8. Transduksi energi• terlibat dalam proses perubahan energi ke bentuk

energi lain.

Transport molekul melalui membran

Fungsi membran sel :

• mempertahankan materi terlarut dalam sel dan tidak boleh bocor ke lingkungan

• harus ada pertukaran material

Membran lipid

• ideal untuk mencegah hilangnya senyawa bermuatan dan polar, termasuk ion, gula dan asam amino.

• Sel harus memungkinkan terjadinya gerakan nutrien, gas O2 dan CO2, hormon, limbah, komponen lainnya.

Proteins Are Critical to Membrane Function

Transport molekul melalui membran

1. Pasif difusidifusi sederhana melalui lipid bilayerdifusi sederhana melalui channel proteindifusi terfasilitasi

2. aktif dengan adanya pemanfaatan energi (ATP)transport aktif

Transport Processes - Diffusion

Solutes move down a concentration gradient until they are evenly distributed. This is diffusion.

Another way of saying this is that solutes move from a region of higher concentration to a region of lower concentration until there is no difference in concentration.

Three Forms of Transport Across the Membrane

Three Forms of Transport Across the Membrane

Example: Oxygen or water diffusing into a cell and carbon dioxide diffusing out.

Three Forms of Transport Across the Membrane

Examples: Glucose or amino acids moving from blood into a cell.

An nerve electrical impulse results from opening protein channels for ions that move by facilitated diffusion.

Three Forms of Transport Across the Membrane

Examples: Pumping Na+ (sodium ions) out and K+ (potassium ions) in against strong concentration gradients.

Moving the “Big Stuff”

Large molecules move in via one of three forms of endocytosis.

Pinocytosis

This is the most common form of endocytosis.

Pinocytosis takes up most proteins and other large molecules.

Pinocytosis

pinocytic vesicles forming mature transport vesicle

Transport into a capillary cell (blue).

Receptor-Mediated Endocytosis

Receptor proteins make this a highly specific form of transport.

Cholesterol is taken-up this way.

Receptor-Mediated Endocytosis

Cholesterol Delivered to Cells is Carried to Cells in a Low-Density Lipoprotein (LDL) Particle

The LDL particle is taken-up by receptor-mediated endocytosis.

Endocytosis – Phagocytosis Transports Large Particles

In Preparation for Phagocytosis

The Threshold of Phagocytosis - Capture of a Yeast Cell (yellow) by Membrane Extensions of an Immune System Cell (blue)

Moving the “Big Stuff”

Molecules are moved out of the cell by vesicles that fuse with the plasma membrane.

Exocytosis: moving things out.

This is how many hormones are secreted and how nerve cells communicate with one another.

Exocytosis

Exocytic vesicle immediately after fusion with plasma membrane.

Exocytosis and Nervous System Function

A nerve cell communicates to another cell by releasing chemicals via exocytosis at the synaptic terminal.

Exocytosis and Chemical Communication at the Synapse

The synapse is the region where a nerve cell and its target cell are closely apposed.

Black Widow Spider Venom and Exocytosis

Black widow spider venom causes massive exocytosis of neurotransmitter into the synapse.

Botulism and Exocytosis

Botulism is caused by botulinim toxin – a protein produced by a bacterium that sometimes contaminates foods.

Botulinim toxin blocks exocytosis at the synapse and causes paralysis.

Mechanism of botulinum toxin.

Mechanism of botulinum toxin web site.