Membran sitoplasma luar yang mengelilingi sitoplasma setiap sel menentukan ukurannya dan memastikan bahwa perbedaan yang signifikan antara isi seluler dan lingkungan dipertahankan. Membran berfungsi sebagai filter yang sangat selektif yang mempertahankan perbedaan konsentrasi ion di kedua sisi membran dan memungkinkan nutrisi masuk ke sel dan produk limbah keluar.

Semua membran biologis adalah kumpulan molekul lipid dan protein yang disatukan oleh interaksi non-kovalen. Molekul lipid dan protein membentuk lapisan ganda yang berkesinambungan.

Lapisan ganda lipid adalah struktur utama membran dan menyediakan penghalang yang relatif kedap air untuk sebagian besar molekul yang larut dalam air.

Molekul protein, seolah-olah, "terlarut" dalam lapisan ganda lipid. Melalui protein, berbagai fungsi membran dilakukan: beberapa di antaranya menyediakan transportasi molekul tertentu ke dalam atau ke luar sel, yang lain adalah enzim dan mengkatalisis reaksi terkait membran, dan yang lain lagi melakukan hubungan struktural sitoskeleton dengan protein. matriks ekstraseluler atau berfungsi sebagai reseptor untuk menerima dan mengubah sinyal kimia dari lingkungan.

Sifat penting dari membran biologis adalah fluiditas. Semua membran sel adalah struktur cairan bergerak: sebagian besar molekul lipid dan protein yang menyusunnya mampu bergerak cukup cepat di bidang membran. Sifat lain dari membran adalah asimetrinya: kedua lapisannya berbeda dalam komposisi lipid dan protein, yang mencerminkan perbedaan fungsional pada permukaannya.

Fungsi membran sitoplasma luar:

· penghalang - menyediakan metabolisme yang diatur, selektif, pasif dan aktif dengan lingkungan. Permeabilitas selektif memastikan pemisahan sel dan kompartemen seluler dari lingkungan dan memasok mereka dengan zat yang diperlukan.

· transpor – melalui membran terjadi transpor zat ke dalam sel dan keluar sel. Transportasi melalui membran menyediakan: pengiriman nutrisi, penghapusan produk akhir metabolisme, sekresi berbagai zat, penciptaan gradien ionik, pemeliharaan pH yang sesuai dan konsentrasi ion dalam sel, yang diperlukan untuk operasi enzim seluler.

Partikel yang karena alasan tertentu tidak dapat melintasi lapisan ganda fosfolipid (misalnya, karena sifat hidrofilik, karena membran di dalamnya bersifat hidrofobik dan tidak memungkinkan zat hidrofilik untuk melewatinya, atau karena ukurannya yang besar), tetapi diperlukan untuk sel, dapat menembus membran melalui protein pembawa khusus (transporter) dan protein saluran atau dengan endositosis.

Dalam transpor pasif, zat melintasi lapisan ganda lipid tanpa pengeluaran energi, dengan difusi. Varian dari mekanisme ini adalah difusi terfasilitasi, di mana molekul tertentu membantu suatu zat melewati membran. Molekul ini mungkin memiliki saluran yang memungkinkan hanya satu jenis zat untuk melewatinya.

Transpor aktif membutuhkan energi, karena terjadi melawan gradien konsentrasi. Ada protein pompa khusus pada membran, termasuk ATPase, yang secara aktif memompa ion kalium (K+) ke dalam sel dan memompa ion natrium (Na+) keluar darinya.

matriks - memberikan posisi relatif dan orientasi protein membran tertentu, interaksi optimalnya;

Mekanik - memastikan otonomi sel, struktur intraselulernya, serta koneksi dengan sel lain (dalam jaringan). Dinding sel memainkan peran penting dalam menyediakan fungsi mekanis, dan pada hewan - zat antar sel.

energi - selama fotosintesis di kloroplas dan respirasi seluler di mitokondria, sistem transfer energi beroperasi di membrannya, di mana protein juga berpartisipasi;

reseptor - beberapa protein yang duduk di membran adalah reseptor (molekul yang dengannya sel merasakan sinyal tertentu).

Misalnya, hormon yang bersirkulasi dalam darah hanya bekerja pada sel target yang memiliki reseptor yang sesuai dengan hormon tersebut. Neurotransmitter (bahan kimia yang menghantarkan impuls saraf) juga mengikat protein reseptor spesifik pada sel target.

enzimatik - protein membran seringkali merupakan enzim. Misalnya, membran plasma sel epitel usus mengandung enzim pencernaan.

· Implementasi pembangkitan dan konduksi biopotensial.

Dengan bantuan membran, konsentrasi ion konstan dipertahankan di dalam sel: konsentrasi ion K + di dalam sel jauh lebih tinggi daripada di luar, dan konsentrasi Na + jauh lebih rendah, yang sangat penting, karena ini mempertahankan perbedaan potensial melintasi membran dan menghasilkan impuls saraf.

penandaan sel - ada antigen pada membran yang bertindak sebagai penanda - "label" yang memungkinkan sel untuk diidentifikasi. Ini adalah glikoprotein (yaitu, protein dengan rantai samping oligosakarida bercabang yang melekat padanya) yang memainkan peran "antena". Karena segudang konfigurasi rantai samping, dimungkinkan untuk membuat penanda khusus untuk setiap jenis sel. Dengan bantuan penanda, sel dapat mengenali sel lain dan bertindak bersama-sama dengan mereka, misalnya, ketika membentuk organ dan jaringan. Ini juga memungkinkan sistem kekebalan untuk mengenali antigen asing.

membran sitoplasma, plasmalemma - komponen utama peralatan permukaan, universal untuk semua sel. Ketebalannya sekitar 10 nm. Ini membatasi sitoplasma dan melindunginya dari pengaruh eksternal, mengambil bagian dalam proses metabolisme dengan lingkungan.

Komponen kimia membran adalah lipid dan protein. Lipid membentuk rata-rata 40% dari massa membran. Fosfolipid mendominasi di antara mereka. .

Molekul lipid tersusun dalam lapisan ganda (lapisan bilipid). Setiap molekul lipid dibentuk oleh kepala hidrofilik polar dan ekor hidrofobik non-polar. Dalam membran sitoplasma, kepala hidrofiliknya menghadap permukaan luar dan dalam membran, dan ekor hidrofobik menghadap bagian dalam membran (Gbr.).

Selain lapisan bilipid utama, membran mengandung dua jenis protein: perifer dan integral. Periferal protein dikaitkan dengan kepala kutub molekul lipid melalui interaksi elektrostatik. Mereka tidak membentuk lapisan kontinu. Protein perifer mengikat plasmalemma ke struktur supra atau submembran dari peralatan permukaan.

Integral protein sedikit banyak terbenam dalam membran, atau menembusnya (lihat Gambar.).

Dengan beberapa molekul lipid dan protein plasmalemma sel hewan, molekul polisakarida dihubungkan oleh ikatan kovalen. Molekulnya yang pendek dan sangat bercabang membentuk glikolipid dan glikoprotein. Lapisan polisakarida menutupi seluruh permukaan sel. Itu disebut glikokaliks (dari lat. glisis- manis dan kapalan- kulit tebal), dan merupakan kompleks epimembran sel hewan.

Fungsi plasmalemma Plasmalemma melakukan fungsi penghalang, reseptor dan transportasi.

fungsi penghalang. Mengelilingi sel dari semua sisi, membran sitoplasma memainkan peran penghalang mekanis - penghalang antara konten intraseluler yang terorganisir secara kompleks dan lingkungan eksternal. Fungsi penghalang disediakan oleh lapisan bilipid, mencegah isi sel menyebar dan mencegah penetrasi zat asing ke dalam sel.

fungsi reseptor. Beberapa protein membran mampu mengenali zat tertentu dan mengikatnya. Dengan demikian, protein reseptor terlibat dalam pemilihan molekul yang memasuki sel. Protein reseptor termasuk, misalnya, reseptor yang mengenali antigen limfosit B, reseptor hormon, dll. Protein integral yang melakukan fungsi enzimatik spesifik yang melakukan proses pencernaan parietal di usus juga dapat dikaitkan dengan jenis ini.

Protein pensinyalan juga dibangun ke dalam membran plasma, yang mampu mengubah struktur spasialnya sebagai respons terhadap aksi berbagai faktor lingkungan dan dengan demikian mentransmisikan sinyal ke dalam sel. Oleh karena itu, membran plasma menyediakan sifat lekas marah organisme (kemampuan untuk merasakan rangsangan dan menanggapinya dengan cara tertentu), bertukar informasi antara sel dan lingkungan.

Dalam pelaksanaan fungsi reseptor, selain protein membran, unsur glikokaliks memegang peranan penting.

Keragaman dan spesifisitas set reseptor pada permukaan sel mengarah pada penciptaan sistem penanda yang sangat kompleks yang memungkinkan untuk membedakan sel "diri" (dari individu yang sama atau spesies yang sama) dari sel "asing". Sel-sel serupa masuk ke dalam interaksi satu sama lain, yang mengarah ke adhesi permukaan (konjugasi pada bakteri, pembentukan jaringan pada hewan).

Lokalisasi reseptor spesifik yang merespons faktor fisik dikaitkan dengan membran sitoplasma. Jadi, pada bakteri fotosintetik dan cyanobacteria, reseptor (klorofil) yang berinteraksi dengan kuanta cahaya terlokalisasi pada membran. Dalam plasmalemma sel hewan fotosensitif terdapat sistem khusus fotoreseptor (rhodopsin). Dengan bantuan fotoreseptor, sinyal cahaya diubah menjadi sinyal kimia, yang pada gilirannya mengarah pada munculnya impuls saraf.

fungsi transportasi. Salah satu fungsi utama membran adalah transpor zat. Ada beberapa cara utama pengangkutan zat melintasi membran sitoplasma: difusi, difusi terfasilitasi, transpor aktif dan transpor dalam kemasan membran.

Difusi- pergerakan zat melalui membran sepanjang gradien konsentrasi (dari area di mana konsentrasinya lebih tinggi ke area di mana konsentrasinya lebih rendah). Proses ini terjadi tanpa pengeluaran energi karena pergerakan molekul yang kacau. Pengangkutan zat secara difusi dilakukan baik melalui lapisan bilipid (zat yang larut dalam lemak), atau dengan partisipasi protein transpor membran (Gbr.). Dalam hal ini, protein transpor membentuk kompleks molekuler - saluran yang dilalui molekul dan ion terlarut.

Difusi yang terfasilitasi- terjadi ketika protein pembawa membran khusus secara selektif mengikat ion atau molekul tertentu dan membawanya melintasi membran. Dalam hal ini, partikel yang diangkut bergerak sepanjang gradien konsentrasi, tetapi lebih cepat dibandingkan dengan difusi konvensional. Difusi dan difusi terfasilitasi adalah pasif moda transportasi.

Terakhir, moda transportasi yang paling penting adalah transpor membran aktif. Perbedaan mendasar dari transpor pasif adalah kemungkinan mentransfer zat melawan gradien konsentrasi. Untuk melakukan ini, membran memiliki pompa khusus yang beroperasi menggunakan energi (paling sering ATP).

Salah satu pompa membran yang paling umum adalah yang disebut kalium-natrium ATPase (K\Na-ATPase). Berkat kerjanya, ion Na + terus menerus dikeluarkan dari sel dan ion K + dipompa masuk. Dengan demikian, perbedaan antara konsentrasi ion-ion ini dipertahankan di dalam dan di luar sel, yang mendasari banyak proses bioelektrik dan transportasi.

Sebagai hasil transpor aktif dengan bantuan pompa membran, konsentrasi Mg2+ dan Ca2+ di dalam sel juga diatur.

Seiring dengan ion, monosakarida, asam amino dan zat lain memasuki sel melalui transpor aktif melalui membran sitoplasma.

Jenis transportasi membran yang khas dan dipelajari dengan baik adalah transportasi dalam kemasan membran. Hal ini sangat penting untuk sel protista, sel pencernaan dan sekretori, fagosit, dll. Bedakan antara endositosis dan eksositosis - tergantung pada arah perpindahan zat (ke dalam atau ke luar sel).

E ndositosis (dari bahasa Yunani. endon- di dalam dan kito- sel) - penyerapan partikel makanan oleh sel. Selama endositosis, bagian tertentu dari plasmalemma menangkap, menyelubungi bahan ekstraseluler, menyelubunginya dalam paket membran yang muncul karena invaginasi membran (Gbr.).

Endositosis dibagi menjadi fagositosis(menangkap dan menyerap padatan besar) dan pinositosis(penyerapan cairan). Melalui endositosis, nutrisi protista heterotrofik, reaksi pertahanan tubuh (penyerapan partikel asing oleh leukosit), dll dilakukan.Ini tidak khas untuk tanaman dan jamur (pikirkan mengapa).

eksositosis - transportasi zat yang terbungkus dalam paket membran dari sel ke lingkungan luar. Vesikel vakuolar bergerak ke membran sitoplasma, menyatu dengannya, dan isinya dilepaskan ke lingkungan. Enzim pencernaan, butiran sekretori, hormon, hemiselulosa, dll disekresikan dengan cara ini.

 1. Apa itu plasmalemma? Apakah bisa dilihat dengan mikroskop cahaya? 2. Apa komposisi kimia dan struktur plasmalemma? 3. Apa fungsi plasmalemma? 4. Zat apa dan bagaimana memberikan fungsi pensinyalan plasmalemma? 5. Bagaimana zat bergerak melintasi membran? 6. Apa perbedaan mendasar antara transpor pasif dan aktif? 7. Apa persamaan dan perbedaan proses fagositosis dan pinositosis? Sel organisme apa yang dapat melakukan proses tersebut? Justifikasi jawaban Anda.

Membran sitoplasma yang memisahkan sitoplasma dari dinding sel disebut plasmalemma (membran plasma), dan yang memisahkannya dari vakuola disebut tonoplas (membran dasar).

Saat ini, model membran mosaik fluida digunakan (Gbr. 1.9), yang menurutnya membran terdiri dari lapisan ganda molekul lipid (fosfolipid) dengan kepala hidrofilik dan 2 ekor hidrofobik yang menghadap ke bagian dalam lapisan. Selain lipid, membran juga mengandung protein.

Ada 3 jenis protein membran "mengambang" di bilayer: protein integral menembus seluruh ketebalan bilayer; semi-integral, menembus lapisan ganda tidak lengkap; perifer, melekat dari sisi luar atau dalam membran ke protein membran lainnya. Protein membran melakukan berbagai fungsi: beberapa di antaranya adalah enzim, yang lain bertindak sebagai pembawa molekul spesifik melintasi membran atau membentuk pori-pori hidrofilik yang dapat dilalui oleh molekul polar.

Salah satu sifat utama membran sel adalah semipermeabilitasnya: mereka melewatkan air, tetapi tidak melewatkan zat terlarut di dalamnya, mis., mereka memiliki permeabilitas selektif.

Beras. 1.9. Skema struktur membran biologis:

A - ruang ekstraseluler; B - sitoplasma; 1 - lapisan lipid bimolekuler; 2 - protein perifer; 3 - wilayah hidrofilik dari protein integral; 4 - wilayah hidrofobik dari protein integral; 5 - rantai karbohidrat

Transportasi melintasi membran

Tergantung pada konsumsi energi, pengangkutan zat dan ion melalui membran dibagi menjadi pasif, yang tidak memerlukan konsumsi energi, dan aktif, terkait dengan konsumsi energi. Transpor pasif meliputi proses seperti difusi, difusi terfasilitasi, osmosis.

Difusi- ini adalah proses penetrasi molekul melalui lapisan ganda lipid sepanjang gradien konsentrasi (dari area dengan konsentrasi lebih tinggi ke yang lebih rendah). Semakin kecil molekul dan semakin non-polar, semakin cepat ia berdifusi melalui membran.

Dengan difusi terfasilitasi, perjalanan suatu zat melalui membran dibantu oleh protein transpor. Dengan demikian, berbagai molekul polar memasuki sel, seperti gula, asam amino, nukleotida, dll.

Osmosa adalah difusi air melalui membran semipermeabel. Osmosis menyebabkan air berpindah dari larutan potensial air tinggi ke larutan potensial air rendah.

transportasi aktif- ini adalah transfer molekul dan ion melalui membran, disertai dengan biaya energi. Transpor aktif melawan gradien konsentrasi dan gradien elektrokimia dan menggunakan energi ATP. Mekanisme transpor aktif zat didasarkan pada kerja pompa proton (H + dan K +) pada tumbuhan dan jamur, yang mempertahankan konsentrasi tinggi K + di dalam sel dan konsentrasi rendah H + (Na + dan K + - pada hewan). Energi yang dibutuhkan untuk menjalankan pompa ini datang dalam bentuk ATP, yang disintesis selama respirasi sel.

Jenis lain dari transpor aktif diketahui - endo- dan eksositosis. Ini adalah 2 proses aktif dimana berbagai molekul diangkut melintasi membran ke dalam sel ( endositosis) atau darinya ( eksositosis).

Selama endositosis, zat masuk ke dalam sel sebagai akibat dari invaginasi (invaginasi) membran plasma. Vesikel yang dihasilkan, atau vakuola, dipindahkan ke sitoplasma bersama dengan zat yang terkandung di dalamnya. Menelan partikel besar, seperti mikroorganisme atau puing-puing sel, disebut fagositosis. Dalam hal ini, gelembung besar terbentuk, yang disebut vakuola. Penyerapan zat cair (suspensi, larutan koloid) atau zat terlarut dengan bantuan gelembung-gelembung kecil disebut pinositosis.

Proses kebalikan dari endositosis disebut eksositosis. Banyak zat dikeluarkan dari sel dalam vesikel atau vakuola khusus. Contohnya adalah penarikan dari sel-sel sekretori rahasia cair mereka; contoh lain adalah partisipasi vesikel dictyosome dalam pembentukan dinding sel.

DERIVATIF PROTOPLAST

Vakuola

Vakuola adalah reservoir yang dibatasi oleh membran tunggal - tonoplast. Vakuola mengandung getah sel - larutan pekat dari berbagai zat, seperti garam mineral, gula, pigmen, asam organik, enzim. Dalam sel dewasa, vakuola bergabung menjadi satu vakuola pusat.

Berbagai zat disimpan dalam vakuola, termasuk produk akhir metabolisme. Sifat osmotik sel sangat bergantung pada isi vakuola.

Karena fakta bahwa vakuola mengandung larutan garam dan zat lain yang kuat, sel tumbuhan secara konstan menyerap air secara osmotik dan menciptakan tekanan hidrostatik pada dinding sel, yang disebut tekanan turgor. Tekanan turgor ditentang oleh tekanan yang sama dari dinding sel, diarahkan ke dalam sel. Sebagian besar sel tumbuhan berada dalam lingkungan hipotonik. Tetapi jika sel seperti itu ditempatkan dalam larutan hipertonik, air, menurut hukum osmosis, akan mulai meninggalkan sel (untuk menyamakan potensial air di kedua sisi membran). Pada saat yang sama, vakuola akan menyusut volumenya, tekanannya pada protoplas akan berkurang, dan membran akan mulai menjauh dari dinding sel. Fenomena terlepasnya protoplas dari dinding sel disebut plasmolisis. Dalam kondisi alami, hilangnya turgor sel seperti itu akan menyebabkan layu tanaman, penurunan daun dan batang. Namun, proses ini reversibel: jika sel ditempatkan dalam air (misalnya, saat menyiram tanaman), sebuah fenomena terjadi yang merupakan kebalikan dari plasmolisis - deplasmolisis (lihat Gambar 1.10).

Beras. 1.10. Skema plasmolisis:

A - sel dalam keadaan turgor (dalam larutan isotonik); B - awal plasmolisis (sel ditempatkan dalam larutan KNO3 6%); C - plasmolisis lengkap (sel ditempatkan dalam larutan KNO3 10%); 1 - kloroplas; 2 - inti; 3 - dinding sel; 4 - protoplas; 5 - vakuola pusat

Inklusi

Inklusi seluler adalah zat cadangan dan ekskresi.

Zat cadangan (sementara dikeluarkan dari metabolisme) dan, bersama-sama dengan mereka, produk limbah (zat ekskresi) sering disebut zat ergastik sel. Zat penyimpanan meliputi protein penyimpanan, lemak dan karbohidrat. Zat-zat ini terakumulasi selama musim tanam di biji, buah-buahan, organ bawah tanah tanaman dan di inti batang.

Bahan cadangan

Protein cadangan, terkait dengan protein sederhana - protein, lebih sering disimpan dalam biji. Protein yang mengendap dalam vakuola membentuk butiran bulat atau elips yang disebut aleuron. Jika butiran aleuron tidak memiliki struktur internal yang nyata dan terdiri dari protein amorf, mereka disebut sederhana. Jika dalam butir aleuron di antara protein amorf terdapat struktur seperti kristal (kristaloid) dan benda tidak berwarna mengkilap berbentuk bulat (globoid), butir aleuron semacam itu disebut kompleks (lihat Gambar 1.11). Protein amorf dari butir aleuron diwakili oleh protein kekuningan yang homogen dan buram yang membengkak dalam air. Kristaloid memiliki karakteristik bentuk rombohedral dari kristal, tetapi tidak seperti kristal sejati, proteinnya membengkak dalam air. Globoids terdiri dari garam kalsium-magnesium, mengandung fosfor, tidak larut dalam air dan tidak bereaksi terhadap protein.

Beras. 1.11. Butir aleuron kompleks:

1 - pori-pori di cangkang; 2 - globoid; 3 - massa protein amorf; 4 - kristaloid direndam dalam massa protein amphora

Lipid cadangan biasanya terletak di hyaloplasma dalam bentuk tetesan dan ditemukan di hampir semua sel tumbuhan. Ini adalah jenis utama nutrisi cadangan untuk sebagian besar tanaman: biji dan buah adalah yang terkaya di dalamnya. Lemak (lipid) merupakan zat cadangan berkalori paling tinggi. Reagen untuk zat seperti lemak adalah Sudan III, yang mengubahnya menjadi oranye.

Karbohidrat merupakan bagian dari setiap sel berupa gula yang larut dalam air (glukosa, fruktosa, sukrosa) dan polisakarida yang tidak larut dalam air (selulosa, pati). Di dalam sel, karbohidrat berperan sebagai sumber energi untuk reaksi metabolisme. Gula, mengikat dengan zat biologis lain dari sel, membentuk glikosida, dan polisakarida dengan protein membentuk glikoprotein. Komposisi karbohidrat sel tumbuhan jauh lebih beragam daripada sel hewan, karena komposisi polisakarida dinding sel dan gula getah sel vakuola yang beragam.

Karbohidrat penyimpanan utama dan paling umum adalah pati polisakarida. Pati asimilasi primer terbentuk di kloroplas. Pada malam hari, ketika fotosintesis berhenti, pati dihidrolisis menjadi gula dan diangkut ke jaringan penyimpanan - umbi, umbi, rimpang. Di sana, dalam jenis leukoplas khusus - amiloplas - sebagian gula disimpan dalam bentuk butiran pati sekunder. Untuk butiran pati, karakteristiknya adalah laminasi, yang dijelaskan oleh perbedaan kadar air karena pasokan pati yang tidak merata di siang hari. Ada lebih banyak air di lapisan gelap daripada di lapisan terang. Butir dengan satu pusat pembentukan pati di tengah amiloplas disebut konsentris sederhana, jika pusatnya dipindahkan - eksentrik sederhana. Butir dengan beberapa pusat pembentuk pati bersifat kompleks. Pada butiran semikompleks, lapisan baru diendapkan di sekitar beberapa pusat pati, dan kemudian lapisan umum terbentuk dan menutupi pusat pati (lihat Gambar 1.12). Reagen untuk pati adalah larutan yodium, yang memberikan warna biru.

Beras. 1.12. Butir pati kentang (A):

1 - biji-bijian sederhana; 2 - semi-kompleks; 3 - kompleks; gandum (B), gandum (C)

Zat ekskresi (produk metabolisme sekunder)

Inklusi seluler juga mencakup zat ekskretoris, seperti kristal kalsium oksalat ( kristal tunggal, rafid - kristal berbentuk jarum, drus - jalinan kristal, pasir kristal - akumulasi banyak kristal kecil) (lihat Gambar 1.13). Lebih jarang, kristal terdiri dari kalsium karbonat atau silika ( sistolit; lihat gambar. 1.14). Cystoliths disimpan di dinding sel, menonjol ke dalam sel dalam bentuk tandan anggur, dan khas, misalnya, untuk perwakilan keluarga jelatang, daun ficus.

Tidak seperti hewan yang mengeluarkan kelebihan garam dengan urin, tumbuhan tidak mengembangkan organ ekskresi. Oleh karena itu, diyakini bahwa kristal kalsium oksalat adalah produk akhir dari metabolisme protoplas, yang dibentuk sebagai alat untuk membuang kelebihan kalsium dari metabolisme. Sebagai aturan, kristal-kristal ini menumpuk di organ-organ yang ditumpahkan tanaman secara berkala (daun, kulit kayu).

Beras. 1.13. Bentuk kristal kalsium oksalat dalam sel:

1, 2 - rafida (sensitif; 1 - tampilan samping, 2 - dalam penampang); 3 - druse (opuntia); 4 - pasir kristal (kentang); 5 - kristal tunggal (vanila)

Beras. 1.14. Cystolith (pada penampang daun ficus):

1 - kulit daun; 2 - sistol

Minyak esensial menumpuk di daun (mint, lavender, sage), bunga (rose hips), buah-buahan (jeruk) dan biji tanaman (dill, adas manis). Minyak atsiri tidak mengambil bagian dalam metabolisme, tetapi mereka banyak digunakan dalam wewangian (mawar, minyak melati), industri makanan (adas manis, minyak dill), obat-obatan (mint, minyak kayu putih). Waduk untuk akumulasi minyak atsiri dapat berupa kelenjar (mint), wadah lisigenik (jeruk), rambut kelenjar (geranium).

resin- Ini adalah senyawa kompleks yang terbentuk selama aktivitas kehidupan normal atau sebagai akibat dari kerusakan jaringan. Mereka dibentuk oleh sel-sel epitel yang melapisi saluran resin sebagai produk sampingan metabolisme, seringkali dengan minyak esensial. Mereka dapat terakumulasi dalam getah sel, sitoplasma dalam bentuk tetes atau dalam wadah. Mereka tidak larut dalam air, kedap terhadap mikroorganisme dan, berkat sifat antiseptiknya, meningkatkan ketahanan tanaman terhadap penyakit. Resin digunakan dalam pengobatan, serta dalam pembuatan cat, pernis dan minyak pelumas. Dalam industri modern, mereka digantikan oleh bahan sintetis.

dinding sel

Dinding sel kaku yang mengelilingi sel terdiri dari mikrofibril selulosa yang direndam dalam matriks, yang meliputi zat hemiselulosa dan pektin. Dinding sel memberikan dukungan mekanis ke sel, perlindungan protoplas dan pelestarian bentuk sel. Dalam hal ini, dinding sel mampu meregang. Sebagai produk dari aktivitas vital protoplas, dinding hanya dapat tumbuh jika bersentuhan dengannya. Air dan garam mineral bergerak melalui dinding sel, tetapi untuk zat makromolekul itu sepenuhnya atau sebagian kedap air. Ketika protoplas mati, dinding dapat terus melakukan fungsi mengalirkan air. Kehadiran dinding sel, lebih dari fitur lainnya, membedakan sel tumbuhan dari hewan. Selulosa sangat menentukan arsitektur dinding sel. Monomer selulosa adalah glukosa. Bundel molekul selulosa membentuk misel, yang bergabung menjadi bundel yang lebih besar - mikrofibril. Reagen untuk selulosa adalah klorin-seng-iodium (Cl-Zn-I), yang memberikan warna biru-ungu.

Perancah selulosa dari dinding sel diisi dengan molekul matriks non-selulosa. Matriks mengandung polisakarida yang disebut hemiselulosa; zat pektin (pektin), sangat dekat dengan hemiselulosa, dan glikoprotein. Zat pektik, bergabung di antara sel-sel tetangga, membentuk pelat median, yang terletak di antara membran utama sel-sel tetangga. Ketika pelat tengah dibubarkan atau dihancurkan (yang terjadi pada bubur buah matang), maserasi terjadi (dari bahasa Latin maceratio - pelunakan). Maserasi alami dapat diamati pada banyak buah yang terlalu matang (semangka, melon, persik). Maserasi buatan (saat merawat jaringan dengan alkali atau asam) digunakan untuk menyiapkan berbagai persiapan anatomi dan histologis.

Dinding sel dalam proses kehidupan dapat mengalami berbagai modifikasi - lignifikasi, corking, sliming, cutinization, mineralisasi (lihat Tabel l.4).

Tabel 1.4.

Informasi serupa.

membran sel juga disebut plasma (atau sitoplasma) membran dan plasmalemma. Struktur ini tidak hanya memisahkan isi internal sel dari lingkungan eksternal, tetapi juga memasuki komposisi sebagian besar organel sel dan nukleus, pada gilirannya memisahkannya dari hialoplasma (sitosol) - bagian kental-cair dari sitoplasma. Mari kita setuju untuk menelepon membran sitoplasma yang memisahkan isi sel dari lingkungan eksternal. Istilah yang tersisa mengacu pada semua membran.

Dasar dari struktur membran sel (biologis) adalah lapisan ganda lipid (lemak). Pembentukan lapisan seperti itu dikaitkan dengan fitur molekulnya. Lipid tidak larut dalam air, tetapi mengembun di dalamnya dengan caranya sendiri. Satu bagian dari molekul lipid tunggal adalah kepala kutub (itu ditarik oleh air, yaitu hidrofilik), dan yang lainnya adalah sepasang ekor panjang non-polar (bagian dari molekul ini ditolak oleh air, yaitu hidrofobik) . Struktur molekul ini membuat mereka "menyembunyikan" ekornya dari air dan memutar kepala kutubnya ke arah air.

Akibatnya, lapisan ganda lipid terbentuk, di mana ekor non-polar berada di dalam (saling berhadapan), dan kepala kutub menghadap ke luar (ke lingkungan eksternal dan sitoplasma). Permukaan membran semacam itu bersifat hidrofilik, tetapi di dalamnya bersifat hidrofobik.

Dalam membran sel, fosfolipid mendominasi di antara lipid (mereka adalah lipid kompleks). Kepala mereka mengandung residu asam fosfat. Selain fosfolipid, ada glikolipid (lipid + karbohidrat) dan kolesterol (milik sterol). Yang terakhir memberikan kekakuan membran, terletak pada ketebalannya di antara ekor lipid yang tersisa (kolesterol sepenuhnya hidrofobik).

Karena interaksi elektrostatik, molekul protein tertentu melekat pada kepala lipid yang bermuatan, yang menjadi protein membran permukaan. Protein lain berinteraksi dengan ekor non-polar, sebagian tenggelam ke dalam lapisan ganda, atau menembusnya terus menerus.

Dengan demikian, membran sel terdiri dari lipid bilayer, protein permukaan (periferal), terbenam (semi-integral), dan penetrasi (integral). Selain itu, beberapa protein dan lipid di bagian luar membran berhubungan dengan rantai karbohidrat.

dia model mosaik cair dari struktur membran diajukan pada tahun 70-an abad XX. Sebelum ini, model sandwich struktur diasumsikan, yang menurutnya lapisan ganda lipid terletak di dalam, dan di bagian dalam dan luar membran ditutupi dengan lapisan protein permukaan yang terus menerus. Namun, akumulasi data eksperimen membantah hipotesis ini.

Ketebalan membran dalam sel yang berbeda adalah sekitar 8 nm. Membran (bahkan sisi yang berbeda satu sama lain) berbeda satu sama lain dalam persentase berbagai jenis lipid, protein, aktivitas enzimatik, dll. Beberapa membran lebih cair dan lebih permeabel, yang lain lebih padat.

Pecahnya membran sel dengan mudah bergabung karena karakteristik fisikokimia lipid bilayer. Di bidang membran, lipid dan protein (kecuali jika diikat oleh sitoskeleton) bergerak.

Fungsi membran sel

Sebagian besar protein yang terbenam dalam membran sel melakukan fungsi enzimatik (yaitu enzim). Seringkali (terutama di membran organel sel) enzim diatur dalam urutan tertentu sehingga produk reaksi yang dikatalisis oleh satu enzim lolos ke enzim kedua, lalu ketiga, dll. Konveyor terbentuk yang menstabilkan protein permukaan, karena tidak memungkinkan enzim untuk berenang di sepanjang lapisan ganda lipid.

Membran sel melakukan fungsi pembatas (penghalang) dari lingkungan dan pada saat yang sama fungsi transportasi. Dapat dikatakan bahwa ini adalah tujuannya yang paling penting. Membran sitoplasma, yang memiliki kekuatan dan permeabilitas selektif, mempertahankan keteguhan komposisi internal sel (homeostasis dan integritasnya).

Dalam hal ini, pengangkutan zat terjadi dengan berbagai cara. Transportasi sepanjang gradien konsentrasi melibatkan pergerakan zat dari area dengan konsentrasi yang lebih tinggi ke area dengan konsentrasi yang lebih rendah (difusi). Jadi, misalnya, gas berdifusi (CO 2, O 2).

Ada juga transportasi melawan gradien konsentrasi, tetapi dengan pengeluaran energi.

Transportasi pasif dan ringan (ketika beberapa operator membantunya). Difusi pasif melintasi membran sel dimungkinkan untuk zat yang larut dalam lemak.

Ada protein khusus yang membuat membran permeabel terhadap gula dan zat larut air lainnya. Pembawa ini mengikat molekul yang diangkut dan menyeretnya melintasi membran. Ini adalah bagaimana glukosa diangkut ke dalam sel darah merah.

Spanning protein, bila digabungkan, dapat membentuk pori untuk pergerakan zat tertentu melalui membran. Pembawa semacam itu tidak bergerak, tetapi membentuk saluran di membran dan bekerja mirip dengan enzim, mengikat zat tertentu. Transfer dilakukan karena perubahan konformasi protein, yang menyebabkan saluran terbentuk di membran. Contohnya adalah pompa natrium-kalium.

Fungsi transpor membran sel eukariotik juga diwujudkan melalui endositosis (dan eksositosis). Melalui mekanisme ini, molekul besar biopolimer, bahkan seluruh sel, masuk ke dalam sel (dan keluar darinya). Endo- dan eksositosis bukanlah karakteristik dari semua sel eukariotik (prokariota tidak memilikinya sama sekali). Jadi endositosis diamati pada protozoa dan invertebrata yang lebih rendah; pada mamalia, leukosit dan makrofag menyerap zat dan bakteri berbahaya, mis., endositosis melakukan fungsi perlindungan bagi tubuh.

Endositosis dibagi menjadi fagositosis(sitoplasma menyelubungi partikel besar) dan pinositosis(menangkap tetesan cairan dengan zat terlarut di dalamnya). Mekanisme proses ini kira-kira sama. Zat yang diserap pada permukaan sel dikelilingi oleh membran. Sebuah vesikel (fagosit atau pinositik) terbentuk, yang kemudian bergerak ke dalam sel.

Eksositosis adalah penghilangan zat dari sel oleh membran sitoplasma (hormon, polisakarida, protein, lemak, dll.). Zat-zat ini tertutup dalam vesikel membran yang sesuai dengan membran sel. Kedua membran bergabung dan isinya berada di luar sel.

Membran sitoplasma melakukan fungsi reseptor. Untuk melakukan ini, di sisi luarnya ada struktur yang dapat mengenali stimulus kimia atau fisik. Beberapa protein yang menembus plasmalemma terhubung dari luar ke rantai polisakarida (membentuk glikoprotein). Ini adalah reseptor molekuler khusus yang menangkap hormon. Ketika hormon tertentu berikatan dengan reseptornya, ia mengubah strukturnya. Ini, pada gilirannya, memicu mekanisme respons seluler. Pada saat yang sama, saluran dapat terbuka, dan zat tertentu dapat mulai memasuki sel atau dikeluarkan darinya.

Fungsi reseptor membran sel telah dipelajari dengan baik berdasarkan aksi hormon insulin. Ketika insulin berikatan dengan reseptor glikoproteinnya, bagian intraseluler katalitik dari protein ini (enzim adenilat siklase) diaktifkan. Enzim mensintesis AMP siklik dari ATP. Sudah mengaktifkan atau menghambat berbagai enzim metabolisme sel.

Fungsi reseptor membran sitoplasma juga mencakup pengenalan sel tetangga dari jenis yang sama. Sel-sel tersebut melekat satu sama lain oleh berbagai kontak antar sel.

Dalam jaringan, dengan bantuan kontak antar sel, sel dapat bertukar informasi satu sama lain menggunakan zat dengan berat molekul rendah yang disintesis secara khusus. Salah satu contoh interaksi tersebut adalah penghambatan kontak, ketika sel berhenti tumbuh setelah menerima informasi bahwa ruang kosong telah terisi.

Kontak antar sel sederhana (membran sel yang berbeda berdekatan satu sama lain), penguncian (invaginasi membran satu sel ke sel lain), desmosom (ketika membran dihubungkan oleh bundel serat melintang yang menembus ke dalam sitoplasma). Selain itu, ada varian kontak antar sel karena mediator (perantara) - sinapsis. Di dalamnya, sinyal ditransmisikan tidak hanya secara kimia, tetapi juga secara elektrik. Sinapsis mengirimkan sinyal antar sel saraf, serta dari saraf ke otot.

Ia berkembang sedemikian rupa sehingga fungsi masing-masing sistemnya merupakan hasil dari fungsi penjumlahan sel-sel yang menyusun organ dan jaringan sistem ini. Setiap sel tubuh memiliki seperangkat struktur dan mekanisme yang memungkinkannya melakukan metabolismenya sendiri dan melakukan fungsinya sendiri.

Sel berisi membran sitoplasma atau permukaan; sitoplasma, yang memiliki sejumlah organel, inklusi, elemen sitoskeleton; nukleus yang mengandung genom nukleus. Organel sel dan nukleus dibatasi dalam sitoplasma oleh membran internal. Setiap struktur sel menjalankan fungsinya di dalamnya, dan semuanya secara bersama-sama memastikan kelangsungan hidup sel dan kinerja fungsi spesifiknya.

Peran kunci dalam fungsi seluler dan regulasinya termasuk dalam membran sitoplasma sel.

Prinsip umum struktur membran sitoplasma

Semua membran sel memiliki prinsip struktural yang sama.(Gbr. 1), yang didasarkan pada sifat fisikokimia lipid kompleks dan protein yang menyusunnya. Membran sel terletak dalam media berair, dan untuk memahami fenomena fisikokimia yang mempengaruhi organisasi strukturalnya, berguna untuk menggambarkan interaksi molekul lipid dan protein dengan molekul air dan satu sama lain. Sejumlah sifat membran sel juga mengikuti pertimbangan interaksi ini.

Diketahui bahwa membran plasma sel diwakili oleh lapisan ganda lipid kompleks yang menutupi permukaan sel di seluruh panjangnya. Untuk membuat lapisan ganda lipid, hanya molekul lipid yang memiliki sifat amfifilik (amfipatik) yang dapat dipilih secara alami dan dimasukkan ke dalam strukturnya. Molekul fosfolipid dan kolesterol memenuhi kondisi ini. Sifatnya sedemikian rupa sehingga satu bagian molekul (gliserol untuk fosfolipid dan siklopentana untuk kolesterol) memiliki sifat polar (hidrofilik), dan yang lainnya (radikal asam lemak) memiliki sifat nonpolar (hidrofobik).

Beras. 1. Struktur membran sitoplasma sel.

Jika sejumlah fosfolipid dan molekul kolesterol ditempatkan dalam media berair, mereka akan secara spontan mulai berkumpul menjadi struktur yang teratur dan membentuk gelembung tertutup ( liposom), di mana bagian dari lingkungan perairan tertutup, dan permukaannya menjadi ditutupi dengan lapisan ganda terus menerus ( lapisan ganda) molekul fosfolipid dan kolesterol. Ketika mempertimbangkan sifat pengaturan ruang fosfolipid dan molekul kolesterol dalam lapisan ganda ini, jelas bahwa molekul zat ini terletak dengan bagian hidrofiliknya menuju ruang air luar dan dalam, dan hidrofobik - dalam arah yang berlawanan - di dalam lapisan ganda. .

Apa yang menyebabkan molekul lipid ini secara spontan membentuk struktur bilayer dalam media berair, mirip dengan struktur bilayer membran sel? Susunan spasial molekul lipid amfifilik dalam media berair ditentukan oleh salah satu persyaratan termodinamika. Struktur spasial yang paling mungkin yang akan dibentuk oleh molekul lipid dalam media berair adalah: struktur dengan energi bebas minimum.

Energi bebas minimum seperti itu dalam struktur spasial lipid dalam air akan tercapai bila sifat hidrofilik dan hidrofobik molekul diwujudkan dalam bentuk ikatan antarmolekul yang sesuai.

Ketika mempertimbangkan perilaku molekul lipid amfifilik kompleks dalam air, beberapa sifat membran sel. Diketahui bahwa jika membran plasma rusak secara mekanis(misalnya, menusuknya dengan elektroda atau menghapus inti melalui tusukan dan menempatkan inti lain di dalam sel), kemudian dalam sekejap karena kekuatan interaksi antarmolekul lipid dan air membran akan secara spontan mengembalikan integritas. Di bawah pengaruh kekuatan yang sama, seseorang dapat mengamati peleburan bilayers dari dua membran ketika mereka bersentuhan(misalnya, vesikel dan membran prasinaps dalam sinapsis). Kemampuan membran untuk menyatu pada saat kontak langsung merupakan bagian dari mekanisme pembaruan struktur membran, transportasi komponen membran dari satu ruang subselular ke ruang subselular lainnya, dan juga merupakan bagian dari mekanisme endositosis dan eksositosis.

Energi ikatan antarmolekul dalam lapisan ganda lipid sangat rendah, oleh karena itu, tercipta kondisi untuk pergerakan cepat molekul lipid dan protein di dalam membran dan untuk mengubah struktur membran ketika terkena gaya mekanis, tekanan, suhu, dan faktor lainnya. Adanya lapisan lipid ganda pada membran membentuk ruang tertutup, mengisolasi sitoplasma dari lingkungan perairan sekitarnya dan menciptakan hambatan bagi aliran bebas air dan zat terlarut di dalamnya melalui membran sel. Ketebalan lapisan ganda lipid adalah sekitar 5 nm.

Membran sel juga mengandung protein. Molekulnya 40-50 kali lebih besar dalam volume dan massa daripada molekul lipid membran. Karena protein, ketebalan membran mencapai 7-10 nm. Terlepas dari kenyataan bahwa massa total protein dan lipid di sebagian besar membran hampir sama, jumlah molekul protein dalam membran sepuluh kali lebih sedikit daripada molekul lipid.

Apa yang terjadi jika molekul protein ditempatkan dalam fosfolipid bilayer liposom, permukaan luar dan dalam yang polar, dan intralipid non-polar? Di bawah pengaruh kekuatan interaksi antarmolekul lipid, protein dan air, pembentukan struktur spasial seperti itu akan terjadi di mana daerah non-polar dari rantai peptida akan cenderung menetap di kedalaman lapisan ganda lipid, sementara yang polar akan menempati posisi pada salah satu permukaan bilayer dan mungkin juga terbenam ke dalam lingkungan berair eksternal atau internal liposom. Sifat yang sangat mirip dari susunan molekul protein juga terjadi di lapisan ganda lipid membran sel (Gbr. 1).

Biasanya, molekul protein terlokalisasi di membran secara terpisah satu sama lain. Kekuatan interaksi hidrofobik yang sangat lemah antara radikal hidrokarbon molekul lipid dan daerah nonpolar dari molekul protein (interaksi lipid-lipid, lipid-protein) yang timbul di bagian non-polar dari lapisan ganda lipid tidak mencegah proses difusi termal dari molekul-molekul ini dalam struktur bilayer.

Ketika struktur membran sel dipelajari dengan menggunakan metode penelitian yang halus, ternyata sangat mirip dengan yang secara spontan dibentuk oleh fosfolipid, kolesterol dan protein di lingkungan perairan. Pada tahun 1972, Singer dan Nichols mengusulkan model mozaik-fluida dari struktur membran sel dan merumuskan prinsip dasarnya.

Menurut model ini, dasar struktural dari semua membran sel adalah lapisan ganda terus menerus seperti cairan dari molekul amfipatik fosfolipid, kolesterol, glikolipid, yang secara spontan membentuknya di lingkungan akuatik. Dalam lapisan ganda lipid, molekul protein terletak secara asimetris yang melakukan fungsi reseptor, enzim, dan transpor spesifik. Molekul protein dan lipid bersifat mobile dan dapat melakukan gerakan rotasi, berdifusi pada bidang bilayer. Molekul protein mampu mengubah struktur spasialnya (konformasi), bergerak dan mengubah posisinya di lapisan ganda lipid membran, terjun ke kedalaman yang berbeda atau mengambang ke permukaannya. Struktur lapisan ganda lipid membran adalah heterogen. Ini memiliki area (domain) yang disebut "rakit", yang diperkaya dengan sphingolipid dan kolesterol. "Rakit" berbeda dalam keadaan fase dari keadaan sisa membran di mana mereka berada. Fitur struktural membran tergantung pada fungsi yang mereka lakukan dan keadaan fungsionalnya.

Studi tentang komposisi membran sel menegaskan bahwa komponen utamanya adalah lipid, yang membentuk sekitar 50% dari massa membran plasma. Sekitar 40-48% dari massa membran dicatat oleh protein dan 2-10% oleh karbohidrat. Residu karbohidrat baik dimasukkan ke dalam protein, membentuk glikoprotein, atau lipid, membentuk glikolipid. Fosfolipid adalah lipid struktural utama membran plasma dan membentuk 30-50% dari massanya.

Residu karbohidrat dari molekul glikolipid biasanya terletak di permukaan luar membran dan direndam dalam media berair. Mereka memainkan peran penting dalam interaksi antar sel, matriks sel dan pengenalan antigen oleh sel-sel sistem kekebalan. Molekul kolesterol yang tertanam dalam lapisan ganda fosfolipid berkontribusi untuk menjaga keteraturan susunan rantai asam lemak fosfolipid dan keadaan kristal cairnya. Karena adanya mobilitas konformasi yang tinggi dari radikal asil asam lemak fosfolipid, mereka membentuk kemasan lapisan ganda lipid yang agak longgar dan cacat struktural dapat terbentuk di dalamnya.

Molekul protein mampu menembus seluruh membran sehingga bagian ujungnya menonjol melampaui batas transversalnya. Protein semacam itu disebut transmembran, atau integral. Membran juga mengandung protein yang hanya sebagian terbenam di dalam membran atau terletak di permukaannya.

Banyak fungsi spesifik membran ditentukan oleh molekul protein, di mana matriks lipid adalah lingkungan mikro langsung dan implementasi fungsi oleh molekul protein tergantung pada sifatnya. Di antara fungsi yang paling penting dari protein membran, seseorang dapat membedakan: reseptor - mengikat molekul sinyal seperti neurotransmiter, hormon, ingerleukin, faktor pertumbuhan, dan transmisi sinyal ke struktur sel pasca-reseptor; enzimatik - katalisis reaksi intraseluler; struktural - partisipasi dalam pembentukan struktur membran itu sendiri; transportasi - transfer zat melalui membran; pembentukan saluran - pembentukan saluran ionik dan air. Protein, bersama dengan karbohidrat, terlibat dalam penerapan adhesi-pelekatan, perekatan sel selama reaksi kekebalan, menggabungkan sel ke dalam lapisan dan jaringan, dan memastikan interaksi sel dengan matriks ekstraseluler.

Aktivitas fungsional protein membran (reseptor, enzim, pembawa) ditentukan oleh kemampuannya untuk dengan mudah mengubah struktur spasial (konformasi) ketika berinteraksi dengan molekul pensinyalan, aksi faktor fisik, atau mengubah sifat lingkungan mikro. Energi yang dibutuhkan untuk menerapkan perubahan konformasi dalam struktur protein tergantung baik pada kekuatan interaksi intramolekul antara bagian individu dari rantai peptida dan pada tingkat fluiditas (mikroviskositas) lipid membran yang mengelilingi protein.

Karbohidrat dalam bentuk glikolipid dan glikoprotein hanya membentuk 2-10% dari massa membran; jumlah mereka dalam sel yang berbeda adalah variabel. Berkat mereka, beberapa jenis interaksi antar sel dilakukan, mereka mengambil bagian dalam pengenalan antigen asing oleh sel dan, bersama dengan protein, membuat semacam struktur antigenik dari membran permukaan sel mereka sendiri. Dengan antigen seperti itu, sel-sel mengenali satu sama lain, bersatu menjadi jaringan dan saling menempel untuk waktu yang singkat untuk mengirimkan molekul sinyal satu sama lain.

Karena energi interaksi yang rendah dari zat-zat yang termasuk dalam membran dan keteraturan relatif pengaturannya, membran sel memperoleh sejumlah sifat dan fungsi yang tidak dapat direduksi menjadi jumlah sederhana dari sifat-sifat zat yang membentuknya. Efek yang tidak signifikan pada membran, sebanding dengan energi ikatan antarmolekul protein dan lipid, dapat menyebabkan perubahan konformasi molekul protein, permeabilitas saluran ion, perubahan sifat reseptor membran, dan berbagai fungsi lain dari membran. membran dan sel itu sendiri. Sensitivitas tinggi dari komponen struktural membran plasma sangat penting dalam persepsi sinyal informasi oleh sel dan transformasinya menjadi respons sel.

Fungsi membran sitoplasma sel

Membran sitoplasma melakukan banyak fungsi yang menyediakan kebutuhan vital sel. dan, khususnya, sejumlah fungsi yang diperlukan untuk persepsi dan transmisi sinyal informasi oleh sel.

Di antara fungsi yang paling penting dari membran plasma adalah:

• delimitasi sel dari lingkungan sambil mempertahankan bentuk, volume dan perbedaan yang signifikan antara konten seluler dan ruang ekstraseluler;
• transfer zat ke dalam dan ke luar sel berdasarkan sifat permeabilitas selektif, mode transportasi aktif dan lainnya;
• pemeliharaan perbedaan potensial listrik transmembran (polarisasi membran) saat istirahat, perubahannya di bawah berbagai pengaruh pada sel, pembangkitan dan konduksi eksitasi;
• partisipasi dalam deteksi (penerimaan) sinyal yang bersifat fisik, molekul sinyal karena pembentukan reseptor sensorik atau molekuler dan transmisi sinyal ke dalam sel;
• pembentukan kontak antar sel (ketat, celah dan kontak desmosomal) dalam komposisi jaringan yang terbentuk atau selama adhesi sel-sel berbagai jaringan;
• penciptaan lingkungan mikro hidrofobik untuk manifestasi aktivitas enzim yang terkait dengan membran;
• memastikan spesifisitas imun sel karena adanya struktur membran antigen yang bersifat protein atau glikoprotein. Spesifisitas kekebalan penting ketika sel-sel bergabung ke dalam jaringan dan berinteraksi dengan sel-sel pengawasan kekebalan dalam tubuh.

Daftar fungsi membran sel di atas menunjukkan bahwa mereka terlibat dalam implementasi tidak hanya fungsi seluler, tetapi juga proses dasar aktivitas vital organ, jaringan, dan seluruh organisme. Tanpa pengetahuan tentang sejumlah fenomena dan proses yang disediakan oleh struktur membran, tidak mungkin untuk memahami dan secara sadar melakukan prosedur diagnostik dan tindakan terapeutik tertentu. Misalnya, untuk penggunaan yang benar dari banyak zat obat, perlu diketahui sejauh mana masing-masing zat tersebut menembus membran sel dari darah ke dalam cairan jaringan dan ke dalam sel.