Skema struktur membran sel dan fungsinya. Membran sel: definisi, fungsi membran, sifat fisik

Membran sel.
Membran sel memisahkan isi sel apa pun dari lingkungan eksternal, memastikan integritasnya; mengatur pertukaran antara sel dan lingkungan; membran intraseluler membagi sel menjadi kompartemen tertutup khusus - kompartemen atau organel, di mana kondisi lingkungan tertentu dipertahankan.
Struktur.
Membran sel adalah lapisan ganda (bilayer) molekul kelas lipid (lemak), yang sebagian besar disebut lipid kompleks - fosfolipid. Molekul lipid memiliki bagian hidrofilik ("kepala") dan hidrofobik ("ekor"). Selama pembentukan membran, bagian hidrofobik molekul berbelok ke dalam, sedangkan bagian hidrofilik berbelok ke luar. Membran adalah struktur yang sangat mirip pada organisme yang berbeda. Ketebalan membran adalah 7-8 nm. (10-9 meter)
hidrofilisitas- kemampuan suatu zat untuk dibasahi oleh air.
hidrofobisitas- ketidakmampuan suatu zat untuk dibasahi oleh air.
Membran biologis juga mencakup berbagai protein:
- integral (menembus membran melalui)
- semi-integral (merendam salah satu ujungnya ke dalam lapisan lipid luar atau dalam)
- superfisial (terletak di bagian luar atau berdekatan dengan sisi dalam membran).
Beberapa protein adalah titik kontak membran sel dengan sitoskeleton di dalam sel, dan dinding sel (jika ada) di luar.
sitoskeleton- perancah sel di dalam sel.
Fungsi.
1) Penghalang- menyediakan metabolisme yang diatur, selektif, pasif dan aktif dengan lingkungan.
2) Transportasi- zat diangkut melalui membran ke dalam dan keluar dari sel matriks - memberikan posisi relatif tertentu dan orientasi protein membran, interaksi optimal mereka.
3) Mekanik- memastikan otonomi sel, struktur intraselulernya, serta koneksi dengan sel lain (dalam jaringan). Zat antar sel memainkan peran besar dalam memastikan fungsi mekanis.
4) Reseptor- beberapa protein dalam membran adalah reseptor (molekul yang digunakan sel untuk menerima 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.
Hormon- bahan kimia pensinyalan yang aktif secara biologis.
5) enzimatik Protein membran seringkali merupakan enzim. Misalnya, membran plasma sel epitel usus mengandung enzim pencernaan.
6) 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.
impuls syaraf – gelombang eksitasi yang ditransmisikan sepanjang serabut saraf.
7) Pelabelan sel- ada antigen pada membran yang bertindak sebagai penanda - "label" yang memungkinkan Anda mengidentifikasi sel. 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.
fitur permeabilitas.
Membran sel memiliki permeabilitas selektif: mereka secara perlahan menembusnya dengan berbagai cara:
Glukosa adalah sumber energi utama.

Asam amino adalah blok bangunan yang membentuk semua protein dalam tubuh.

Asam lemak - struktural, energi, dan fungsi lainnya.

Gliserol - membuat tubuh menahan air dan mengurangi produksi urin.

Ion adalah enzim untuk reaksi.

Selain itu, membran itu sendiri secara aktif mengatur proses ini sampai batas tertentu - beberapa zat melewatinya, sementara yang lain tidak. Ada empat mekanisme utama masuknya zat ke dalam sel atau pemindahannya dari sel ke luar:
Mekanisme permeabilitas pasif:
1) 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.
Difusi- proses saling penetrasi molekul dari satu zat antara molekul lain.
Osmosa– proses difusi satu arah melalui membran semipermeabel molekul pelarut menuju konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi.
Membran yang mengelilingi sel darah normal hanya dapat ditembus oleh molekul air, oksigen, beberapa nutrisi yang terlarut dalam darah, dan produk limbah seluler.
Mekanisme permeabilitas aktif:
1) Transpor aktif.
transportasi aktif– perpindahan zat dari daerah dengan konsentrasi rendah ke daerah dengan konsentrasi tinggi.
Transpor aktif membutuhkan energi, karena bergerak dari area dengan konsentrasi rendah ke area dengan konsentrasi tinggi. Ada protein pompa khusus pada membran yang secara aktif memompa ion kalium (K +) ke dalam sel dan memompa ion natrium (Na +) keluar darinya, ATP berfungsi sebagai energi.
ATP– sumber energi universal untuk semua proses biokimia. .(nanti lagi)
2) Endositosis.
Partikel yang karena alasan tertentu tidak dapat melewati membran sel, tetapi diperlukan untuk sel, dapat menembus membran melalui endositosis.
Endositosis– proses pengambilan bahan luar oleh sel.
Permeabilitas selektif membran selama transpor pasif disebabkan oleh saluran khusus - protein integral. Mereka menembus membran melalui dan melalui, membentuk semacam bagian. Unsur K, Na dan Cl memiliki salurannya sendiri. Sehubungan dengan gradien konsentrasi, molekul unsur-unsur ini bergerak masuk dan keluar sel. Ketika teriritasi, saluran ion natrium terbuka, dan ada aliran ion natrium yang tajam ke dalam sel. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan dalam potensial membran. Setelah itu, potensial membran dipulihkan. Saluran kalium selalu terbuka, di mana ion kalium perlahan memasuki sel.
Struktur membran
Permeabilitas
transportasi aktif
Osmosa
Endositosis

9.5.1. Salah satu fungsi utama membran adalah partisipasi dalam pengangkutan zat. Proses ini disediakan oleh tiga mekanisme utama: difusi sederhana, difusi terfasilitasi dan transpor aktif (Gambar 9.10). Ingat fitur paling penting dari mekanisme ini dan contoh zat yang diangkut dalam setiap kasus.

Gambar 9.10. Mekanisme transpor molekul melintasi membran

difusi sederhana- transfer zat melalui membran tanpa partisipasi mekanisme khusus. Transportasi terjadi sepanjang gradien konsentrasi tanpa konsumsi energi. Biomolekul kecil - H2O, CO2, O2, urea, zat hidrofobik dengan berat molekul rendah diangkut dengan difusi sederhana. Laju difusi sederhana sebanding dengan gradien konsentrasi.

Difusi yang terfasilitasi- transfer zat melintasi membran menggunakan saluran protein atau protein pembawa khusus. Ini dilakukan sepanjang gradien konsentrasi tanpa konsumsi energi. Monosakarida, asam amino, nukleotida, gliserol, beberapa ion diangkut. Kinetika saturasi adalah karakteristik - pada konsentrasi (jenuh) tertentu dari zat yang ditransfer, semua molekul pembawa mengambil bagian dalam transfer dan kecepatan transpor mencapai nilai batas.

transportasi aktif- juga memerlukan partisipasi protein pembawa khusus, tetapi transfer terjadi melawan gradien konsentrasi dan oleh karena itu membutuhkan energi. Dengan bantuan mekanisme ini, ion Na+, K+, Ca2+, Mg2+ diangkut melalui membran sel, dan proton melalui membran mitokondria. Transpor aktif zat ditandai dengan kinetika saturasi.

9.5.2. Contoh sistem transpor yang melakukan transpor ion aktif adalah Na+,K+ -adenosin trifosfatase (Na+,K+ -ATPase atau Na+,K+ -pompa). Protein ini terletak pada ketebalan membran plasma dan mampu mengkatalisis reaksi hidrolisis ATP. Energi yang dilepaskan selama hidrolisis 1 molekul ATP digunakan untuk mentransfer 3 ion Na + dari sel ke ruang ekstraseluler dan 2 ion K + dalam arah yang berlawanan (Gambar 9.11). Sebagai hasil dari aksi Na + , K + -ATPase, perbedaan konsentrasi dibuat antara sitosol sel dan cairan ekstraseluler. Karena pengangkutan ion tidak setara, perbedaan potensial listrik muncul. Dengan demikian, potensial elektrokimia muncul, yang merupakan jumlah energi dari perbedaan potensial listrik dan energi dari perbedaan konsentrasi zat di kedua sisi membran.

Gambar 9.11. Skema Na+, K+ -pompa.

9.5.3. Transfer melalui membran partikel dan senyawa makromolekul

Seiring dengan pengangkutan zat organik dan ion yang dilakukan oleh pembawa, ada mekanisme yang sangat khusus di dalam sel yang dirancang untuk menyerap dan menghilangkan senyawa makromolekul dari sel dengan mengubah bentuk biomembran. Mekanisme seperti itu disebut transportasi vesikular.

Gambar 9.12. Jenis transportasi vesikular: 1 - endositosis; 2 - eksositosis.

Selama transfer makromolekul, pembentukan berurutan dan fusi vesikel yang dikelilingi membran (vesikel) terjadi. Menurut arah transportasi dan sifat zat yang dibawa, jenis transportasi vesikular berikut dibedakan:

Endositosis(Gambar 9.12, 1) - transfer zat ke dalam sel. Tergantung pada ukuran vesikel yang dihasilkan, ada:

sebuah) pinositosis - penyerapan makromolekul cair dan terlarut (protein, polisakarida, asam nukleat) menggunakan gelembung kecil (diameter 150 nm);

b) fagositosis - penyerapan partikel besar, seperti mikroorganisme atau puing-puing sel. Dalam hal ini, vesikel besar terbentuk, yang disebut fagosom dengan diameter lebih dari 250 nm.

Pinositosis adalah karakteristik sebagian besar sel eukariotik, sedangkan partikel besar diserap oleh sel khusus - leukosit dan makrofag. Pada tahap pertama endositosis, zat atau partikel teradsorpsi pada permukaan membran; proses ini terjadi tanpa konsumsi energi. Pada tahap selanjutnya, membran dengan zat yang teradsorpsi semakin dalam ke dalam sitoplasma; invaginasi lokal membran plasma yang dihasilkan dari permukaan sel, membentuk vesikel, yang kemudian bermigrasi ke dalam sel. Proses ini dihubungkan oleh sistem mikrofilamen dan bergantung pada energi. Vesikel dan fagosom yang masuk ke dalam sel dapat bergabung dengan lisosom. Enzim yang terkandung dalam lisosom memecah zat yang terkandung dalam vesikel dan fagosom menjadi produk dengan berat molekul rendah (asam amino, monosakarida, nukleotida), yang diangkut ke sitosol, di mana mereka dapat digunakan oleh sel.

eksositosis(Gambar 9.12, 2) - transfer partikel dan senyawa besar dari sel. Proses ini, seperti endositosis, berlanjut dengan penyerapan energi. Jenis utama eksositosis adalah:

sebuah) sekresi - penghapusan dari sel senyawa yang larut dalam air yang digunakan atau mempengaruhi sel-sel lain dari tubuh. Ini dapat dilakukan baik oleh sel-sel non-khusus dan sel-sel kelenjar endokrin, mukosa saluran pencernaan, disesuaikan untuk sekresi zat yang mereka hasilkan (hormon, neurotransmiter, proenzim), tergantung pada kebutuhan spesifik tubuh. .

Protein yang disekresikan disintesis pada ribosom yang terkait dengan membran retikulum endoplasma kasar. Protein ini kemudian diangkut ke aparatus Golgi, di mana mereka dimodifikasi, dipekatkan, disortir, dan kemudian dikemas ke dalam vesikel, yang dibelah ke dalam sitosol dan selanjutnya menyatu dengan membran plasma sehingga isi vesikel berada di luar sel.

Tidak seperti makromolekul, partikel kecil yang disekresikan, seperti proton, diangkut keluar sel menggunakan mekanisme difusi terfasilitasi dan transpor aktif.

b) pengeluaran - penghapusan dari sel zat yang tidak dapat digunakan (misalnya, penghapusan zat retikuler dari retikulosit selama eritropoiesis, yang merupakan sisa agregat organel). Mekanisme ekskresi, tampaknya, terdiri dari fakta bahwa pada awalnya partikel yang dilepaskan berada di vesikel sitoplasma, yang kemudian bergabung dengan membran plasma.

Gambar 9.10. Mekanisme transpor molekul melintasi membran

Gambar 9.11. Skema Na+, K+ -pompa.

9.5.3. Transfer melalui membran partikel dan senyawa makromolekul

Gambar 9.12. Jenis transportasi vesikular: 1 - endositosis; 2 - eksositosis.

Endositosis(Gambar 9.12, 1) - transfer zat ke dalam sel. Tergantung pada ukuran vesikel yang dihasilkan, ada:

sebuah) pinositosis - penyerapan makromolekul cair dan terlarut (protein, polisakarida, asam nukleat) menggunakan gelembung kecil (diameter 150 nm);

b) fagositosis - penyerapan partikel besar, seperti mikroorganisme atau puing-puing sel. Dalam hal ini, vesikel besar terbentuk, yang disebut fagosom dengan diameter lebih dari 250 nm.

eksositosis(Gambar 9.12, 2) - transfer partikel dan senyawa besar dari sel. Proses ini, seperti endositosis, berlanjut dengan penyerapan energi. Jenis utama eksositosis adalah:

Tidak seperti makromolekul, partikel kecil yang disekresikan, seperti proton, diangkut keluar sel menggunakan mekanisme difusi terfasilitasi dan transpor aktif.

membran biologis- nama umum struktur permukaan aktif fungsional yang membatasi sel (membran seluler atau plasma) dan organel intraseluler (membran mitokondria, nuklei, lisosom, retikulum endoplasma, dll.). Mereka mengandung lipid, protein, molekul heterogen (glikoprotein, glikolipid) dan, tergantung pada fungsi yang dilakukan, banyak komponen kecil: koenzim, asam nukleat, antioksidan, karotenoid, ion anorganik, dll.

Fungsi terkoordinasi dari sistem membran - reseptor, enzim, mekanisme transportasi - membantu menjaga homeostasis sel dan pada saat yang sama dengan cepat merespons perubahan lingkungan eksternal.

Ke fungsi utama membran biologis dapat dikaitkan:

pemisahan sel dari lingkungan dan pembentukan kompartemen intraseluler (kompartemen);

kontrol dan regulasi pengangkutan berbagai macam zat melalui membran;

partisipasi dalam menyediakan interaksi antar sel, transmisi sinyal di dalam sel;

konversi energi bahan organik makanan menjadi energi ikatan kimia molekul ATP.

Organisasi molekuler membran plasma (sel) di semua sel kira-kira sama: terdiri dari dua lapisan molekul lipid dengan banyak protein spesifik yang termasuk di dalamnya. Beberapa protein membran memiliki aktivitas enzimatik, sementara yang lain mengikat nutrisi dari lingkungan dan memastikan transportasi mereka ke dalam sel melalui membran. Protein membran dibedakan oleh sifat hubungannya dengan struktur membran. Beberapa protein, disebut eksternal atau periferal , terikat secara longgar ke permukaan membran, yang lain, yang disebut internal atau terintegrasi , terendam di dalam membran. Protein perifer mudah diekstraksi, sedangkan protein integral hanya dapat diisolasi menggunakan deterjen atau pelarut organik. pada gambar. 4 menunjukkan struktur membran plasma.

Membran luar, atau plasma, dari banyak sel, serta membran organel intraseluler, seperti mitokondria, kloroplas, diisolasi dalam bentuk bebas dan komposisi molekulnya dipelajari. Semua membran mengandung lipid polar dalam jumlah berkisar antara 20 hingga 80% dari massanya, tergantung pada jenis membrannya, sisanya terutama disumbangkan oleh protein. Jadi, dalam membran plasma sel hewan, jumlah protein dan lipid, sebagai suatu peraturan, kira-kira sama; membran mitokondria bagian dalam mengandung sekitar 80% protein dan hanya 20% lipid, sedangkan membran mielin sel otak, sebaliknya, mengandung sekitar 80% lipid dan hanya 20% protein.

Beras. 4. Struktur membran plasma

Bagian lipid dari membran adalah campuran dari berbagai jenis lipid polar. Lipid polar, yang meliputi fosfogliserolipid, sphingolipid, glikolipid, tidak disimpan dalam sel lemak, tetapi dimasukkan ke dalam membran sel, dan dalam rasio yang ditentukan secara ketat.

Semua lipid polar dalam membran terus diperbarui selama metabolisme; dalam kondisi normal, keadaan stasioner dinamis ditetapkan dalam sel, di mana laju sintesis lipid sama dengan laju pembusukannya.

Membran sel hewan terutama mengandung fosfogliserolipid dan, pada tingkat lebih rendah, sphingolipid; triasilgliserol hanya ditemukan dalam jumlah sedikit. Beberapa membran sel hewan, terutama membran plasma luar, mengandung sejumlah besar kolesterol dan esternya (Gbr. 5).

Gbr.5. Lipid membran

Saat ini, model yang diterima secara umum untuk struktur membran adalah model mosaik fluida yang diusulkan pada tahun 1972 oleh S. Singer dan J. Nicholson.

Menurutnya, protein dapat diibaratkan seperti gunung es yang mengapung di lautan lipid. Seperti disebutkan di atas, ada 2 jenis protein membran: integral dan perifer. Protein integral menembus membran melalui, mereka molekul amfipatik. Protein perifer tidak menembus membran dan kurang terkait erat dengannya. Bagian kontinu utama dari membran, yaitu matriksnya, adalah lapisan ganda lipid polar. Pada suhu sel normal, matriks berada dalam keadaan cair, yang disediakan oleh rasio tertentu antara asam lemak jenuh dan tak jenuh dalam ekor hidrofobik lipid polar.

Model mosaik cair juga menunjukkan bahwa pada permukaan protein integral yang terletak di membran terdapat gugus R residu asam amino (terutama gugus hidrofobik, yang menyebabkan protein tampak "larut" di bagian hidrofobik pusat bilayer) . Pada saat yang sama, pada permukaan protein perifer atau eksternal, terutama terdapat gugus R hidrofilik, yang tertarik ke kepala polar lipid yang bermuatan hidrofilik karena gaya elektrostatik. Protein integral, dan ini termasuk enzim dan protein transpor, aktif hanya jika mereka terletak di dalam bagian hidrofobik dari bilayer, di mana mereka memperoleh konfigurasi spasial yang diperlukan untuk manifestasi aktivitas (Gbr. 6). Harus ditekankan sekali lagi bahwa tidak ada ikatan kovalen yang terbentuk antara molekul-molekul dalam lapisan ganda, atau antara protein dan lipid dari lapisan ganda.

Gbr.6. Protein membran

Protein membran dapat bergerak bebas pada bidang lateral. Protein perifer secara harfiah mengapung di permukaan "laut" bilayer, sedangkan protein integral, seperti gunung es, hampir seluruhnya terendam dalam lapisan hidrokarbon.

Sebagian besar membran tidak simetris, yaitu memiliki sisi yang tidak sama. Asimetri ini dimanifestasikan sebagai berikut:

Pertama, fakta bahwa sisi dalam dan luar membran plasma sel bakteri dan hewan berbeda dalam komposisi lipid polar. Misalnya, lapisan lipid bagian dalam dari membran eritrosit manusia terutama mengandung fosfatidiletanolamin dan fosfatidilserin, sedangkan lapisan lipid luar mengandung fosfatidilkolin dan sfingomielin.

· kedua, beberapa sistem transpor dalam membran hanya bekerja dalam satu arah. Misalnya, pada membran eritrosit terdapat sistem transportasi (“pompa”) yang memompa ion Na + dari sel ke lingkungan, dan ion K + - di dalam sel karena energi yang dilepaskan selama hidrolisis ATP.

Ketiga, permukaan luar membran plasma mengandung sejumlah besar gugus oligosakarida, yang merupakan kepala glikolipid dan rantai samping oligosakarida dari glikoprotein, sedangkan pada permukaan bagian dalam membran plasma praktis tidak ada gugus oligosakarida.

Asimetri membran biologis dipertahankan karena fakta bahwa transfer molekul fosfolipid individu dari satu sisi lapisan ganda lipid ke sisi lain sangat sulit karena alasan energi. Molekul lipid polar mampu bergerak bebas di sisi bilayer, tetapi terbatas dalam kemampuannya untuk melompat ke sisi lain.

Mobilitas lipid tergantung pada kandungan relatif dan jenis asam lemak tak jenuh yang ada. Sifat hidrokarbon rantai asam lemak memberikan sifat membran fluiditas, mobilitas. Dengan adanya asam lemak tak jenuh cis, gaya kohesif antar rantai lebih lemah daripada dalam kasus asam lemak jenuh saja, dan lipid mempertahankan mobilitas tinggi bahkan pada suhu rendah.

Di sisi luar membran terdapat situs pengenalan khusus, yang berfungsi untuk mengenali sinyal molekuler tertentu. Misalnya, melalui membran beberapa bakteri merasakan sedikit perubahan dalam konsentrasi nutrisi, yang merangsang pergerakan mereka menuju sumber makanan; fenomena ini disebut kemotaksis.

Membran berbagai sel dan organel intraseluler memiliki kekhususan tertentu karena struktur, komposisi kimia, dan fungsinya. Kelompok utama membran berikut pada organisme eukariotik dibedakan:

membran plasma (membran sel luar, plasmalemma),

membran inti

Retikulum endoplasma

membran aparatus Golgi, mitokondria, kloroplas, selubung mielin,

membran yang dapat dieksitasi.

Pada organisme prokariotik, selain membran plasma, ada formasi membran intracytoplasmic; pada prokariota heterotrofik, mereka disebut mesosom. Yang terakhir dibentuk oleh invaginasi ke dalam membran sel luar dan dalam beberapa kasus tetap berhubungan dengannya.

membran eritrosit terdiri dari protein (50%), lipid (40%) dan karbohidrat (10%). Bagian utama karbohidrat (93%) dikaitkan dengan protein, sisanya - dengan lipid. Di dalam membran, lipid tersusun secara asimetris berbeda dengan susunan simetris pada misel. Misalnya, sefalin ditemukan terutama di lapisan dalam lipid. Asimetri ini dipertahankan, tampaknya, karena pergerakan transversal fosfolipid dalam membran, dilakukan dengan bantuan protein membran dan karena energi metabolisme. Di lapisan dalam membran eritrosit terutama sphingomyelin, phosphatidylethanolamine, phosphatidylserine, di lapisan luar - phosphatidylcholine. Membran eritrosit mengandung glikoprotein integral glikoforin, terdiri dari 131 residu asam amino dan menembus membran, dan yang disebut protein pita 3, terdiri dari 900 residu asam amino. Komponen karbohidrat glikoforin melakukan fungsi reseptor untuk virus influenza, fitohemagglutinin, dan sejumlah hormon. Protein integral lain yang mengandung sedikit karbohidrat dan menembus membran juga ditemukan di membran eritrosit. Dia dipanggil protein terowongan(komponen a), karena diasumsikan membentuk saluran untuk anion. Protein perifer yang terkait dengan sisi dalam membran eritrosit adalah spektrin.

Membran mielin , akson neuron yang mengelilinginya, berlapis-lapis, mengandung sejumlah besar lipid (sekitar 80%, setengahnya adalah fosfolipid). Protein membran ini penting untuk fiksasi garam membran yang terletak satu di atas yang lain.

membran kloroplas. Kloroplas ditutupi dengan membran dua lapis. Membran luar memiliki beberapa kemiripan dengan mitokondria. Selain membran permukaan ini, kloroplas memiliki sistem membran internal - lamela. Bentuk lamela atau vesikel pipih - tilakoid, yang terletak satu di atas yang lain, dikumpulkan dalam kemasan (grana) atau membentuk sistem membran stroma (lamela stroma). Lamella gran dan stroma di sisi luar membran tilakoid adalah gugus hidrofilik pekat, galakto- dan sulfolipid. Bagian fitolik dari molekul klorofil terbenam dalam globul dan bersentuhan dengan gugus hidrofobik protein dan lipid. Inti porfirin klorofil terutama terlokalisasi di antara membran tilakoid gran yang bersebelahan.

Membran dalam (sitoplasma) bakteri strukturnya mirip dengan membran dalam kloroplas dan mitokondria. Ini mengandung enzim rantai pernapasan, transpor aktif; enzim yang terlibat dalam pembentukan komponen membran. Komponen utama membran bakteri adalah protein: rasio protein/lipid (berdasarkan berat) adalah 3:1. Membran luar bakteri gram negatif, dibandingkan dengan membran sitoplasma, mengandung sejumlah kecil fosfolipid dan protein. Kedua membran berbeda dalam komposisi lipid. Membran luar mengandung protein yang membentuk pori-pori untuk penetrasi banyak zat dengan berat molekul rendah. Komponen karakteristik membran luar juga merupakan lipopolisakarida spesifik. Sejumlah protein membran luar berfungsi sebagai reseptor untuk fag.

membran virus. Di antara virus, struktur membran adalah karakteristik yang mengandung nukleokapsid, yang terdiri dari protein dan asam nukleat. "Inti" virus ini dikelilingi oleh membran (amplop). Ini juga terdiri dari lapisan ganda lipid dengan glikoprotein yang termasuk di dalamnya, yang terletak terutama di permukaan membran. Pada sejumlah virus (mikrovirus), 70-80% dari semua protein masuk ke membran, protein yang tersisa terkandung dalam nukleokapsid.

Jadi, membran sel adalah struktur yang sangat kompleks; kompleks molekul penyusunnya membentuk mosaik dua dimensi yang teratur, yang memberikan spesifisitas biologis permukaan membran.

Membran sel (membran plasma) adalah membran semipermeabel tipis yang mengelilingi sel.

Fungsi dan peran membran sel

Fungsinya adalah untuk melindungi integritas interior dengan membiarkan beberapa zat penting masuk ke dalam sel dan mencegah yang lain masuk.

Ini juga berfungsi sebagai dasar untuk melekat pada beberapa organisme dan orang lain. Dengan demikian, membran plasma juga memberikan bentuk sel. Fungsi lain dari membran adalah mengatur pertumbuhan sel melalui keseimbangan dan.

Dalam endositosis, lipid dan protein dikeluarkan dari membran sel saat zat diserap. Dalam eksositosis, vesikel yang mengandung lipid dan protein menyatu dengan membran sel, meningkatkan ukuran sel. , dan sel jamur memiliki membran plasma. Internal, misalnya, juga tertutup membran pelindung.

Struktur membran sel

Membran plasma terutama terdiri dari campuran protein dan lipid. Tergantung pada lokasi dan peran membran dalam tubuh, lipid dapat menyusun 20 sampai 80 persen dari membran, dengan sisanya menjadi protein. Sementara lipid membantu membuat membran fleksibel, protein mengontrol dan mempertahankan kimia sel dan membantu mengangkut molekul melintasi membran.

Lipid membran

Fosfolipid adalah komponen utama membran plasma. Mereka membentuk lapisan ganda lipid di mana daerah "kepala" hidrofilik (tertarik air) secara spontan mengatur untuk melawan sitosol berair dan cairan ekstraseluler, sedangkan daerah "ekor" hidrofobik (penolak air) menghadap jauh dari sitosol dan cairan ekstraseluler. Lapisan ganda lipid bersifat semipermeabel, sehingga hanya beberapa molekul yang dapat berdifusi melintasi membran.

Kolesterol adalah komponen lipid lain dari membran sel hewan. Molekul kolesterol secara selektif tersebar di antara membran fosfolipid. Ini membantu menjaga membran sel tetap kaku dengan mencegah fosfolipid agar tidak terlalu padat. Kolesterol tidak ada dalam membran sel tumbuhan.

Glikolipid terletak di permukaan luar membran sel dan dihubungkan oleh rantai karbohidrat. Mereka membantu sel mengenali sel-sel lain dalam tubuh.

Protein membran

Membran sel mengandung dua jenis protein terkait. Protein membran perifer bersifat eksternal dan terkait dengannya dengan berinteraksi dengan protein lain. Protein membran integral dimasukkan ke dalam membran dan sebagian besar melewatinya. Bagian dari protein transmembran ini terletak di kedua sisinya.

Protein membran plasma memiliki sejumlah fungsi yang berbeda. Protein struktural memberikan dukungan dan bentuk pada sel. Protein reseptor membran membantu sel berkomunikasi dengan lingkungan luarnya melalui penggunaan hormon, neurotransmiter, dan molekul pensinyalan lainnya. Protein transpor, seperti protein globular, membawa molekul melintasi membran sel melalui difusi terfasilitasi. Glikoprotein memiliki rantai karbohidrat yang melekat padanya. Mereka tertanam dalam membran sel, membantu dalam pertukaran dan pengangkutan molekul.

Membran organel

Beberapa organel sel juga dikelilingi oleh membran pelindung. Inti,

Portal untuk siswa. Latihan mandiri

Fungsi dan peran membran sel

Struktur membran sel

Lipid membran

Protein membran

Membran organel

ARTIKEL TERKAIT