Struktur dan Fungsi Membran Plasma

Membran plasma (disebut juga membran sel) adalah bagian sel yang membatasi bagian dalam sel dengan lingkungan di sekitarnya, membran ini dimiliki oleh semua jenis sel. Membran sel merupakan bagian terluar sel pada sel hewan dan protozoa, namun pada sel tumbuhan dan bakteri terletak dibawah dinding sel. Untuk mempelajari membran plasma, para peneliti menggunakan sel darah merah sebagai objek penelitiannya. Sel darah merah digunakan karena tidak memiliki organel-organel lain sehingga tidak mengganggu proses pemisahan membran sel.

Membran sel bersifat selektif permeabel, membran ini akan menyeleksi molekul-molekul apa saja yang boleh masuk ke dalam sel. Beberapa molekul dapat lewat dengan mudah, namun yang lain harus melewati molekul transport atau bahkan tidak bisa lewat sama sekali. Transportasi molekul keluar masuk sel dibedakan menjadi tanspor pasif dan transpor aktif. Transpor pasif terjadi begitu saja tanpa membutuhkan energi, sedangkan transport aktif membutuhkan energi.

Struktur membran plasma

Struktur membran plasma

Struktur membran plasma hampir sama untuk setiap jenis sel. Struktur membran dalam gambar di atas merupakan penggambaran untuk membran plasma hewan. Secara struktural, membran plasma tersusun atas fosfolipid bilayer yaitu dua lapisan lemak yang berikatan dengan fosfat. Struktur fosfolipid adalah sebagai berikut.

Gambar 2. Fosfolipid bilayer

Fosfolipid merupakan molekul yang mirip dengan kepala dan ekor. Kepala dari fosfolipid merupakan molekul fosfat sedangkan ekornya adalah lemak. Gambar 2. di atas merupakan dua lapis fosfolipid dimana kepala fosfatnya menghadap ke arah luar dan dalam, sedangkan ekor lemaknya di tengah-tengah. Kepala fosfat bersifat hidrofilik (suka air) sehingga terletak di luar, sedangkan bagian dalam bersifat hidrofobik (tidak suka air) sehingga terletak di tengah. Fosfolipid bilayer merupakan struktur utama pembentuk membran plasma, diantara fosfolipid tersebut juga terdapat bagian-bagian lain yang menyempurnakan kerja membran plasma. Bagian tersebut antara lain:

Protein membran

Protein membran merupakan protein yang terdapat pada membran sel. Walaupun penyusun membran secara struktural adalah fosfolipid, namun protein dalam fosfolipid dapat mencapai lebih 50% dari berat membran tersebut. Hal ini terjadi karena struktur protein yang lebih besar dan kompleks dibandingkan lemak.

Protein membran terdiri dari protein integral dan protein perifer. Protein integral adalah protein yang menembus dua lapis fosfolipid, sedangkan protein perifer adalah protein yang tidak menembus dua lapis fosfolipid. Protein integral ini berperan dalam transpor molekul keluar dan masuk sel. Protein integral akan berperan sebagai saluran/ channel yang memungkinkan beberapa molekul dapat melewatinya. Protein perifer biasanya merupakan hormon atau enzim yang menempel sementara di membran sel untuk mengatur kerja dari sel tersebut.

Glikolipid dan glikoprotein

Glikolipid dan adalah molekul karbohidrat yang menempel pada lemak, sedangkan glikoprotein adalah molekul karbohidrat yang menempel pada molekul protein. Glikolipid dan glikoprotein berfungsi sebagai tanda pengenal bagi sel. Antara orang yang satu dengan orang yang lain memiliki jenis glikolipid dan glikoprotein yang berbeda. Antibodi dalam tubuh kita akan menyerang sel-sel asing yang masuk ke dalam tubuh, bagaimana caranya antibodi mengetahui bahwa sel tersebut adalah sel asing? dengan mendeteksi struktur glikolipid dan glikoproteinnya tentu saja. Glikolipid hanya terdapat pada sel hewan saja.

Kolesterol

Kolesterol dalam membran plasma akan berada di antara molekul fosfolipid dengan bagian hidroxil yang bersifat polar akan berada di dekat kepala fosfolipid. Kolesterol memiliki fungsi yang penting bagi membran plasma. Saat kondisi lingkungan panas, kolesterol akan berperan dalam menghambat pergerakan fosfolipid sehingga mencegah fosfolipid menjadi terlalu cair. Namun saat suhu lingkungan dingin, kolesterol akan bekerja dengan menghambat interaksi antar lemak sehingga menjaga membran dari beku dan mempertahankan struktur membran cukup cair. Kolesterol terdapat pada membran sel hewan, sedangkan pada membran sel tumbuhan fungsinya digantikan oleh sterol.

Sitoskeleton

Sitoskeleton atau tulangnya sel berguna untuk memperthankan bentuk sel dan posisi organel sel. Sitoskeleton terdiri atas dua macam, yaitu mikrotubulus dan mikrofilamen. Sitoskeleton bukan bagian langsung dari membran sel, hanya saja  sitoskeleton akan berikatan dengan bagian dasar dari protein integral. Dengan mengikat protein integral di berbagai tempat, sitoskeleton akan mempertahankan bentuk sel sehingga tidak berubah terlalu ekstrim.

Gambar 3. sitoskeleton pada sel

Fungsi membran sel

Membran sel sebagai bagian sel yang melingkupi seluruh isi sel memiliki fungsi yang sangat penting dalam perlindungan sel secara mekanik. Perannya dalam perlindungan mekanis nampak jelas pada sel hewan, karena selnya hanya dibungkus oleh membran plasma saja. Berbeda dengan sel tumbuhan yang memiliki perlindungan lain berupa dinding sel yang kuat dan keras.

Fungsi lain dari membran sel adalah dalam ransportasi molekul keluar dan masuk sel. Fungsi membran sel ini sangat penting untuk memenuhi kebutuhan nutrisi sel dan membuang sampah-sampah sisa proses metabolisme. Transpor molekul di membran sel bisa terjadi secara aktif maupun pasif, berbagai molekul dapat masuk dan keluar sel dengan cara sebagai berikut.

O2 dan CO2 dapat melewati membran dengan mudah secara difusi pasif. Hal ini terjadi karena molekul tersebut kecil dan cenderung tidak bermuatan sehingga tidak terpengaruh oleh sifat polar (kepala) dan nonpolar (ekor) dari fosfolipid.

Air dapat masuk dan keluar sel secara osmosis, air akan berosmosis dari larutan dengan konsentrasi zat terlarut rendah (banyak air) menuju ke larutan dengan konsentrasi zat terlarut tinggi (sedikit air).

Baca juga Difusi, Difusi Terfasilitasi, dan Osmosis

Molekul asam amino dan glukosa akan masuk ke dalam sel secara difusi terfasilitasi. Molekul-molekul ini memerlukan protein transpor untuk bisa masuk ke dalam sel. Protein transpor ini adalah salah satu bentuk dari protein integral. 

Molekul Na dan K akan keluar dan masuk sel dengan cara transpor aktif. Masuk dan keluarnya Na dan K akan memerlukan pompa natrium-kalium  yang membutuhkan energi dalam bentuk ATP untuk dapat bekerja.

Baca juga Transpor Aktif, Endositosis, dan Eksositosis

Molekul-molekul besar dapat ditelan oleh jeis-jenis sel-sel tertentu secara endositosis. Endositosis adalah proses menelan molekul besar dengan cara melingkupi molekul tersebut dengan membran plasma. Endositosis dibedakan menjadi fagositosis (menelan molekul padat) dan pinositosis (menelan molekuk cair). Lawan dari endositosis adalah proses eksositosis, yaitu proses mengeluarkan molekul-molekul besar dari dalam sel. 

Gambar 4. Fagositosis dan eksositosis pada makrofag

Proses diifusi, osmosis, transpor aktif, endositosis, dan eksositosis merupakan mekanisme untuk memasukkan dan mengeluarkan molekul dari suatu sel. Proses-proses ini dapat terjadi karena sel memiliki membran sel. Pembahasan lebih lengkap tentang transpor molekul menuju dan dari sel dapat dibaca pada post Transpor Melewati Membran.