Karakteristik, Fungsi dan Struktur membran plasmatik



itu membran plasma, membran sel, plasmalemma atau membran sitoplasma, adalah struktur sifat lipid yang mengelilingi dan membatasi sel, menjadi komponen yang sangat diperlukan dalam arsitekturnya. Biomembran memiliki sifat melampirkan struktur tertentu dengan eksteriornya. Fungsi utamanya adalah untuk berfungsi sebagai penghalang.

Selain itu, ia mengontrol transit partikel yang dapat masuk dan keluar. Protein membran bertindak sebagai "pintu molekuler" dengan penjaga gerbang yang cukup menuntut. Komposisi membran juga memiliki peran dalam pengenalan seluler.

Secara struktural, mereka adalah lapisan ganda yang terbentuk oleh fosfolipid, protein, dan karbohidrat yang terjadi secara alami. Secara analog, fosfolipid mewakili fosfor dengan kepala dan ekor. Ekor dibentuk oleh rantai karbon yang tidak larut dalam air, ini dikelompokkan ke dalam.

Sebaliknya, kepala bersifat polar dan memberikan lingkungan sel berair. Membran adalah struktur yang sangat stabil. Kekuatan yang mempertahankannya adalah kekuatan van der Waals, di antara fosfolipid yang menyusunnya; ini memungkinkan mereka mengelilingi tepi sel dengan kuat.

Namun, mereka juga cukup dinamis dan lancar. Sifat-sifat membran bervariasi sesuai dengan jenis sel yang dianalisis. Misalnya, sel darah merah harus elastis untuk bergerak melalui pembuluh darah. 

Sebaliknya, pada neuron, membran (selubung mielin) memiliki struktur yang diperlukan untuk memungkinkan konduksi impuls saraf secara efisien.

Indeks

  • 1 Karakteristik umum
    • 1.1 Fluiditas membran
    • 1.2 Lengkungan
    • 1.3 Distribusi lipid
  • 2 fungsi
  • 3 Struktur dan komposisi
    • 3.1 Model mosaik fluida
    • 3.2 Jenis lipid
    • 3.3 Rakit lipid
    • 3.4 protein membran
  • 4 Referensi

Karakteristik umum

Membran adalah struktur yang cukup dinamis yang sangat bervariasi tergantung pada jenis sel dan komposisi lipidnya. Membran dimodifikasi sesuai dengan karakteristik ini dengan cara berikut:

Fluiditas membran

Membran bukanlah entitas statis, ia berperilaku seperti cairan. Tingkat fluiditas struktur tergantung pada beberapa faktor, termasuk komposisi lipid dan suhu di mana membran terpapar.

Ketika semua ikatan yang ada dalam rantai karbon jenuh, membran cenderung berperilaku seperti gel dan interaksi van der Waals stabil. Sebaliknya, ketika ada ikatan rangkap, interaksinya lebih kecil dan fluiditas meningkat

Selain itu, ada efek dari panjang rantai karbon. Semakin lama, semakin banyak interaksi terjadi dengan tetangga, sehingga meningkatkan kelancaran. Dengan meningkatnya suhu, fluiditas membran juga meningkat.

Kolesterol memiliki peran yang sangat diperlukan dalam pengaturan fluiditas dan tergantung pada konsentrasi kolesterol. Ketika ekornya panjang, kolesterol bertindak sebagai immobilizer, menurunkan fluiditas. Fenomena ini terjadi pada kadar kolesterol normal.

Efeknya berubah ketika konsentrasi kolesterol lebih rendah. Ketika berinteraksi dengan ekor lipid, efek yang menyebabkannya adalah pemisahan ini, mengurangi fluiditas.

Lengkungan

Seperti fluiditas, kelengkungan membran ditentukan oleh lipid yang membentuk setiap membran khususnya.

Kelengkungan tergantung pada ukuran kepala lipid dan ekor. Mereka yang memiliki ekor panjang dan kepala besar datar; mereka yang memiliki kepala relatif lebih kecil cenderung melengkung lebih dari kelompok sebelumnya.

Sifat ini penting dalam fenomena evaginasi membran, pembentukan vesikel, mikrovili, antara lain.

Distribusi lipid

Dua "lembaran" yang membentuk setiap membran - kita ingat bahwa itu adalah bilayer - tidak memiliki komposisi lipid yang sama di dalamnya; oleh karena itu dikatakan bahwa distribusinya asimetris. Fakta ini memiliki konsekuensi fungsional yang penting.

Contoh spesifik adalah komposisi membran plasma eritrosit. Dalam sel-sel darah ini sphingomyelin dan phosphatidylcholine (yang membentuk membran dengan fluiditas relatif lebih besar) ditemukan dengan menghadap ke luar sel..

Lipid yang cenderung membentuk lebih banyak struktur cairan menghadap ke sitosol. Pola ini tidak diikuti oleh kolesterol, yang didistribusikan lebih atau kurang secara homogen di kedua lapisan.

Fungsi

Fungsi membran masing-masing jenis sel terkait erat dengan strukturnya. Namun, mereka memenuhi fungsi dasar.

Biomembran bertanggung jawab untuk membatasi lingkungan seluler. Demikian pula, ada kompartemen membran di dalam sel.

Sebagai contoh, mitokondria dan kloroplas dikelilingi oleh membran dan struktur ini terlibat dalam reaksi biokimia yang terjadi pada organel ini..

Membran mengatur perjalanan bahan ke sel. Berkat penghalang ini bahan yang diperlukan dapat masuk, baik secara pasif atau aktif (dengan kebutuhan ATP). Juga, bahan yang tidak diinginkan atau beracun tidak masuk.

Membran mempertahankan komposisi ion sel pada tingkat yang sesuai, melalui proses osmosis dan difusi. Air dapat bergerak bebas tergantung pada gradien konsentrasinya. Garam dan metabolit memiliki transporter spesifik dan juga mengatur pH seluler.

Berkat keberadaan protein dan saluran pada permukaan membran, sel-sel tetangga dapat berinteraksi dan bertukar bahan. Dengan cara ini, sel-sel berkumpul dan jaringan terbentuk.

Akhirnya, membran memiliki sejumlah protein pemberi sinyal yang signifikan dan memungkinkan interaksi dengan hormon, neurotransmiter, dan lainnya..

Struktur dan komposisi

Komponen dasar membran adalah fosfolipid. Molekul-molekul ini adalah amphipathic, mereka memiliki zona kutub dan apolar. Kutub memungkinkan mereka berinteraksi dengan air, sedangkan ekornya adalah rantai karbon hidrofobik.

Asosiasi molekul-molekul ini terjadi secara spontan di lapisan ganda, dengan ekor hidrofob berinteraksi satu sama lain dan kepala menunjuk ke luar..

Dalam sel hewan kecil kami menemukan jumlah lipid yang sangat besar, dalam urutan 109 molekul Selaput memiliki ketebalan sekitar 7 nm. Inti bagian dalam hidrofobik, di hampir semua membran, menempati ketebalan 3 hingga 4 nm.

Model mosaik fluida

Model yang saat ini ditangani oleh biomembran dikenal sebagai "mosaik fluida", yang dirumuskan pada tahun 70-an oleh peneliti Singer dan Nicolson. Model ini mengusulkan bahwa membran terbentuk tidak hanya dari lipid, tetapi juga dari karbohidrat dan protein. Istilah mosaik mengacu pada campuran tersebut.

Wajah membran yang menghadap bagian luar sel disebut wajah exoplasmic. Sebaliknya, sisi dalam adalah sitosolik.

Nomenklatur yang sama ini berlaku untuk biomembran yang membentuk organel, dengan pengecualian bahwa wajah eksoplasma dalam hal ini menunjuk ke bagian dalam sel dan bukan ke luar..

Lipid yang membentuk membran tidak statis. Ini memiliki kemampuan untuk bergerak, dengan beberapa derajat kebebasan di wilayah tertentu, melalui struktur.

Membran terdiri dari tiga jenis dasar lipid: fosfogliserida, sphingolipid dan steroid; mereka semua adalah molekul amphipathic. Selanjutnya kita akan menjelaskan secara rinci setiap grup:

Jenis lipid

Kelompok pertama, terdiri dari fosfogliserida, berasal dari gliserol-3-fosfat. Ekor, dengan karakter hidrofobik, terdiri dari dua rantai asam lemak. Panjang rantai bervariasi: mereka dapat memiliki 16 hingga 18 karbon. Mereka mungkin memiliki ikatan tunggal atau rangkap antara karbon.

Subklasifikasi kelompok ini diberikan oleh jenis kepala yang mereka hadirkan. Fosfatidilkolin adalah yang paling melimpah dan kepala mengandung kolin. Dalam tipe lain, molekul berbeda seperti etanolamin atau serin berinteraksi dengan gugus fosfat.

Kelompok lain dari phosphoglycerides adalah plasmalogens. Rantai lipid dikaitkan dengan gliserol oleh ikatan ester; pada gilirannya, ada rantai karbon yang terkait dengan gliserol melalui ikatan eter. Mereka cukup berlimpah di hati dan di otak.

Sphingolipid berasal dari sphingosine. Sphingomyelin adalah sphingolipid yang melimpah. Glikolipid dibentuk oleh kepala yang terbentuk dari gula.

Kelas ketiga dan terakhir dari lipid yang membentuk membran adalah steroid. Mereka adalah cincin yang terbentuk dari karbon, disatukan dalam kelompok empat. Kolesterol adalah steroid hadir dalam membran dan terutama berlimpah pada mamalia dan bakteri.

Rakit lipid

Ada zona spesifik pada membran organisme eukariotik di mana kolesterol dan sphingolipid terkonsentrasi. Domain-domain ini juga dikenal sebagai rakit lipid.

Di dalam wilayah ini mereka juga mengandung protein yang berbeda, yang fungsinya sebagai pensinyalan seluler. Dipercaya bahwa komponen lipid memodulasi komponen protein dalam rakit.

Protein membran

Di dalam membran plasma berlabuh serangkaian protein. Ini dapat terpisahkan, berlabuh ke lipid atau terletak di pinggiran.

Integral melewati membran. Oleh karena itu, mereka harus memiliki domain protein hidrofilik dan hidrofobik untuk dapat berinteraksi dengan semua komponen.

Dalam protein yang berlabuh ke lipid, rantai karbon berlabuh di salah satu lapisan membran. Protein tidak benar-benar masuk ke membran.

Akhirnya, periferal tidak berinteraksi langsung dengan zona hidrofobik membran. Sebaliknya, mereka dapat bergabung melalui protein integral atau oleh kepala kutub. Mereka dapat ditempatkan di kedua sisi membran.

Persentase protein di setiap membran sangat bervariasi: dari 20% di neuron hingga 70% di membran mitokondria, karena dibutuhkan sejumlah besar elemen protein untuk melakukan reaksi metabolisme yang terjadi.

Referensi

  1. Kraft, M. L. (2013). Organisasi dan fungsi membran plasma: bergerak melewati rakit lipid. Biologi molekuler sel, 24(18), 2765-2768.
  2. Lodish, H. (2002). Biologi Molekuler Sel. Edisi ke-4. Ilmu Garland
  3. Lodish, H. (2005). Biologi seluler dan molekuler. Ed. Panamericana Medical.
  4. Lombard, J. (2014). Alkisah membran sel: 175 tahun penelitian batas sel. Langsung biologi, 9(1), 32.
  5. Thibodeau, G.A., Patton, K.T, & Howard, K. (1998). Struktur dan Fungsi. Elsevier Spanyol.